Intégration du routage PCE aux réseaux de prochaine génération avec IMS 1

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1 Intégration du routage PCE aux réseaux de prochaine génération avec IMS 1 Gilles BERTRAND, Géraldine TEXIER Département RSM, Telecom Bretagne Rennes, France Journées Doctorales en Informatique et Réseaux Janvier Travail partiellement financé par la DGE/Minefe au travers du projet VoD@IMS Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 1 / 20

2 Plan Introduction 1 Stratégies et technologies de QoS Segments Technologies 2 Architecture étudiée Convergence et QoS Cœur de réseau 3 Intégration du routage PCE Architecture Signalisation Conclusion Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 2 / 20

3 Introduction, problématique Introduction - convergence Convergence du point de vue utilisateur : Avoir accès à des services similaires (TV, internet, téléphonie, jeux,... ) depuis tout terminal ( téléphones portables, consoles de jeu, ordinateurs...) Fig 1: Exemples d utilisation des réseaux convergents Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 3 / 20

4 Introduction, problématique Exemple de scénario Fig 2: Exemple de scenario Flux multimédia besoin de QoS Différentes capacités des réseaux d accès/terminaux employés Convergence difficile à réaliser Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 4 / 20

5 Introduction, problématique Introduction - conséquences de la convergence Les réseaux évoluent vers une architecture de fourniture de service commune, indépendamment de la technologie d accès Système de contrôle de fourniture de services multimédia : IP Multimedia Subsystem Mais: il faut être capable de fournir la QoS de bout en bout requise par les services temps réel Problématique Comment fournir de la QoS de bout en bout dans un contexte multi-opérateurs, multi-services, multi-fournisseurs de services? Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 5 / 20

6 Stratégies et technologies de QoS Segments Technologies Segments à considérer pour la QoS de bout en bout Accès : principal goulot d étranglement garanties de QoS Agrégation/cœur : Risque de saturation? Débit d accès offert multiplié par 300 en quelques années mais réseaux d agrégation/cœur peu modifiés en parallèle Besoin de QoS accru Fig 3: Segments du réseau Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 6 / 20

7 Stratégies et technologies de QoS Segments Technologies Cœur de réseaux : les domaines Cœur : les ASes collaborent peu et échangent peu d information Comment garantir de la QoS pour un flux qui traverse plusieurs domaines (domaine=as)? Comment calculer un chemin optimal de bout en bout sachant que chaque domaine a peu d information sur les autres? Fig 4: Segments du réseau Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 7 / 20

8 Stratégies et technologies de QoS Segments Technologies Les solutions actuelles pour la QoS Allocation de ressources : IntServ : QoS par flux avec réservation de ressources, peu extensible plutôt dans le réseau d accès DiffServ : QoS différenciée, complexité en bordure du réseau Optimisation du réseau : MPLS-TE : calcul de chemins avec contraintes par domaine. Peut-être associé à DiffServ pour fournir des garanties de QoS Solutions futures pour la QoS de bout en bout? Solutions de type IntServ/DiffServ dans l accès-agrégation, De type DiffServ + routage avec contraintes de bout en bout dans le cœur de réseau Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 8 / 20

9 Architecture étudiée Convergence et QoS Cœur de réseau Architecture considérée IP Multimedia Subsystem (IMS), principes Une architecture overlay pour le contrôle de fourniture de service, basée sur le Session Initiation Protocol (SIP) Point commun entre les architectures NGN (ETSI TISPAN) et 3GPP Objectifs essentiels : Convergence tout IP : indépendance de la technologie d accès Fourniture de services interactifs temps-réel Nous considérons l architecture définie à l ETSI NGN avec plan de contrôle IMS Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 9 / 20

10 Architecture étudiée Convergence et QoS Cœur de réseau IMS dans les NGNs : architecture Architecture en trois couches Path decoupled signaling : chemin de signalisation SIP chemin de données Fig 5: Architecture considérée Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 10 / 20

11 Architecture étudiée Convergence et QoS Cœur de réseau IMS dans les NGNs : architecture Architecture en trois couches Path decoupled signaling : chemin de signalisation SIP chemin de données Fig 6: Architecture considérée Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 10 / 20

12 Architecture étudiée Convergence et QoS Cœur de réseau Resource and Admission Control Subsystem (RACS) Fonctions : contrôle d admission et gestion de la QoS par allocation de ressources dans l accès/agrégation (actuel, A-RACF), voire dans le coeur (futur, C-RACF) Interface avec le plan de transfert mise en place de politiques Fig 7: Fonctions du RACS (c.f. draft ETSI RES 282, sept 2007) Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 11 / 20

13 Architecture étudiée Convergence et QoS Cœur de réseau De MPLS vers un routage interdomaine avec contraintes MPLS : commutation de label; fonctionne par domaine MPLS-TE : permet le routage contraint à la source pour faire de l ingénierie de trafic; fonctionne par domaine PCE : routage contraint sur un ou plusieurs domaines Standardisé à l IETF (en cours, déjà 6 RFCs) Définit le concept d élément de calcul de chemin (Path Computation Element) Fonctions : calculer des chemins remplissant des contraintes Des PCEs dans différents domaines peuvent collaborer (e.g. échanges d information, requêtes de calculs) Résout certains problèmes de confidentialité/optimalité Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 12 / 20

14 Architecture étudiée Convergence et QoS Cœur de réseau Path Computation Element (PCE) Avantages/inconvénients de PCE + Améliore la qualité des chemins interdomaines calculés + Permet de prendre en compte des contraintes plus complexes et sur plusieurs domaines - Limité à un petit nombre de domaines (pb d extensibilité) Comparaison RACS/PCE Fonctions complémentaires (QoS par allocation de ressources / optimisation du réseau) QoS de bout en bout Accès à des informations similaires (topologie, disponibilité des ressources du domaine) Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 13 / 20

15 Intégration du routage PCE Architecture Signalisation Comment intégrer le routage PCE à l IMS? RACS + PCE : QoS de bout en bout même si plusieurs domaines traversés. Pas encore d études sur comment réaliser cette intégration 1 Quelle architecture globale? 2 Quelles procédures de signalisation? Fig 8: Architectures NGN/IMS et PCE dans un réseau Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 14 / 20

16 Intégration du routage PCE Architecture Signalisation Architecture globale - 2 options envisageables RACS capable de déclencher l envoi de requêtes à un PCE Directement Par l intermédiaire d un routeur Fig 9: Architecture considérée Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 15 / 20

17 Intégration du routage PCE Architecture Signalisation Demande de ressources pendant l initiation de session Fig 10: Contrôle d admission et réservation de ressources (mode push) Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 16 / 20

18 Intégration du routage PCE Architecture Signalisation Demande de ressources pendant l initiation de session Fig 11: Contrôle d admission et réservation de ressources (mode push) Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 16 / 20

19 Intégration du routage PCE Architecture Signalisation Demande de ressources pendant l initiation de session Fig 12: Contrôle d admission et réservation de ressources (mode push) Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 16 / 20

20 Intégration du routage PCE Architecture Signalisation Demande de ressources pendant l initiation de session Fig 13: Contrôle d admission et réservation de ressources (mode push) Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 16 / 20

21 Intégration du routage PCE Architecture Signalisation Demande de ressources pendant l initiation de session Fig 14: Contrôle d admission et réservation de ressources (mode push) Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 16 / 20

22 Intégration du routage PCE Architecture Signalisation Calcul contraint de chemin Déclenché par le RACS à la fin de l initialisation de session Si la requête est acceptable pour le RACS Routeur d entrée du domaine MPLS: Si un chemin interdomaine satisfaisant existe déjà, avec une bande passante suffisante l utiliser Sinon, trouver un chemin satisfaisant avec PCE Si un chemin est trouvé, le RACS accepte la requête Sinon, le contrôle d admission échoue Sinon, la requête est rejetée Quel coût pour cette signalisation supplémentaire (latence)? Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 17 / 20

23 Conclusion et perspectives Conclusion Perspectives Conclusion Étude de la problématique de la QoS de bout en bout dans les réseaux convergents Mise en valeur de la synergie entre RACS et PCE (information employée, fonctionnalités, interfaces) Première étude de l intégration des mécanismes PCE aux réseaux convergents (NGNs avec IMS) : architecture et signalisation Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 18 / 20

24 Conclusion et perspectives Conclusion Perspectives Travail en cours Étudier les problèmes d extensibilité de PCE dans le contexte d un réseau IMS (nombre de domaines à considérer, degrés... ) Optimiser les call-flows à l initialisation ou la modification de session pour limiter la latence Déterminer quel algorithme de calcul de chemin est le plus adapté dans le contexte considéré Étudier les liens entre les modifications de session IMS et la réoptimisation de chemin (LSP) au niveau PCE Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 19 / 20

25 Conclusion et perspectives Conclusion Perspectives Des questions? Merci pour votre attention Des questions? Gilles BERTRAND Routage PCE dans les réseaux IMS 20 / 20