Approche en Ligne pour une Gestion Autonome et Décentralisée des Réseaux MPLS-DiffServ

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1 Approche en Ligne pour une Gestion Autonome et Décentralisée des Réseaux MPLS-DiffServ Rana Rahim-Amoud, Leïla Merghem-Boulahia, Dominique Gaïti Institut Charles Delaunay (ICD FRE CNRS 2848), Université de technologie de Troyes (UTT)

2 Introduction Plan Caractéristiques essentielles pour rendre un réseau autonome Approche multi-agents Architecture et organisation des agents Stratégie adaptative de gestion des LSP dans MPLS- DiffServ TE Évaluation des performances Conclusion et perspectives 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 2

3 Besoin urgent d une approche méthodique pour les gérer 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 3

4 Introduction Ingénierie de trafic (TE) une des plus importantes solutions proposées manipulation du trafic afin d optimiser l utilisation des ressources et les performances du réseau MPLS : Multi-Protocol Label Switching particulièrement bien adapté au TE 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 4

5 MPLS Commutation des trames sur référence 2 types d équipements : LER et LSR 1 LER : Label Edge Router LSR : Label Switch Router LSP : label Switched Path 7 Nœud d extrémité Nœud intermédiaire 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 5

6 MPLS-TE : MPLS avec ingénierie de trafic congestion 0 Resv, Label 5 Path(2, 5, 4) 2 1 Resv, Label 12 Path(5, 4) Resv, Label 7 5 Path(4) Nœud d extrémité Nœud intermédiaire 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 6

7 MPLS-TE : MPLS avec ingénierie de trafic (2) MPLS-TE Optimisation de ressources Pas de différentiation de service Besoin d une autre technologie : DiffServ MPLS-DiffServ TE Difficulté de gestion Nécessité d une gestion autonome 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 7

8 Caractéristiques essentielles pour rendre un réseau autonome La distribution : nature des réseaux La décentralisation : agir sans avoir besoin d'informations sur le réseau global Le partage et la décomposition des tâches : composants simples La coopération : garantir une connectivité de bout en bout L adaptabilité : capacité de changer le fonctionnement (la configuration, l état et les fonctions) 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 8

9 Systèmes Multi-Agents Un système multi-agents = un ensemble d agents Peuvent communiquer ensemble Possèdent leurs propres ressources Perçoivent leur environnement Ont une représentation partielle de cet environnement Ont un comportement qui vise à réaliser leurs buts 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 9

10 Caractéristiques d un système multi-agents SMA : outil intéressant pour rendre les réseaux autonomes La distribution et la décentralisation : fonctionner bien sans une vision globale du système Le partage et la décomposition des tâches : distribution de l'intelligence entre les différents agents composant le système La coopération : entre les agents pour accomplir une tâche et obtenir de meilleurs résultats L adaptabilité : réactivité, proactivité et capacité d'apprendre 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 10

11 Gestion des LSP Créer un LSP Maintenir un LSP Libérer un LSP Adapter les LSP aux nouvelles demandes de ressources Distribuer le trafic entrant sur ces LSP 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 11

12 Introduction des agents A3 dans MPLS A2 Introduction d un agent dans chaque routeur Responsabilité de l agent : le routeur dans lequel il est introduit et les interfaces correspondantes A1 A4 A6 A5 Entité de collection H2 H1 R2BD Base de donnée R1 R3 R4 Gestion des routes R6 Gestion des ressources Entité de gestion R5 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 12 H3 H4 Nœud d extrémité Nœud intermédiaire

13 Entité de collection Architecture d un agent Bande passante disponible et état du réseau Informations concernant les interfaces du nœud dans lequel l agent est introduit Interaction entre les agents Entité de gestion Prise des décisions les plus appropriées Mise en application des décisions prises 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 13

14 Architecture d un agent (2) Sous entité de gestion des routes Choisir la meilleure route Ajouter des contraintes à celles considérées par CSPF Sous entité de gestion des ressources Trouver la meilleure manière pour acheminer le trafic entrant Assigner le trafic entrant à un LSP préexistant, redimensionner un LSP préexistant et augmenter ses ressources allouées, établir un nouveau LSP, etc. 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 14

15 Approches existantes pour concevoir un réseau MPLS Approches hors-ligne Évaluations des demandes du trafic Inadaptabilité aux réseaux MPLS Approches en ligne Calcul des chemins à chaque arrivée d'une demande Approche fondée sur la topologie Approche fondée sur le trafic Création des LSP selon le trafic entrant Établissement des LSP nécessaires uniquement Plus avantageuse 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 15

16 DATA : Decentralized and Autonomous Traffic engineering management Approach Démarrage : commencer par une attribution initiale nulle Construction des topologies réelles : déclenchée par l'arrivée des requêtes initiales Changement de topologie : lors de la création ou de la libération d un LSP Une requête une demande de bande passante une demande de libération de bande passante 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 16

17 Demande de libération de bande passante Demande de libération de bande passante BP du LSP = BP à libérer non - Libération de la BP - Augmentation de la BP disponible du LSP oui Libération du LSP BP : Bande passante LSP : Le chemin dans lequel a été acheminé le trafic 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 17

18 (1) Nouvelle demande de bande passante Demande de bande passante Etablir un nouveau LSP (8) B disp BPdemandée BP disponible sur le LSP BP disponible sur le lien BP disponible sur le LSP oui (2) (3) (4) LSP? oui BP disponible > BP demandée oui Utiliser le même LSP non non BP suffisante pour Créer un nouveau LSP? non BP demandée <= Bdisp (5) BP: Bande passante Bdisp=BP disponible sur le lien physique + BP disponible sur le LSP oui Augmenter la capacité du LSP (7) (6) non Bloquer la demande 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 18 (9) L 0_2_6_9 0 3 Redimensionner Redimensionner Impossible de Redimensionner L 0_2_6_9? L L 0_2_6_9 L 0_2_6_9?? 0_2_6_9 redimensionner est possible L 0_2_6_

19 Paramètres de simulation But : Comparer DATA à l approche de gestion classique (GC) OSPF-TE, RSVP-TE, CSPF 1 (contrainte de bande passante) 4 RSVP-TE CSPF 6 9 Base de Données de TE 3 Destination du tunnel + Contraintes de TE 7 8 OSPF-TE 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 19

20 Paramètres de simulation (2) Nœuds source et destination : aléatoirement choisis Demande de bande passante : uniformément distribuée entre 10 et 20 Mbits/s Nombre des requêtes : 50 à seule requête / pas de simulation 1 seul LSP / requête 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 20

21 Nombre de LSP créés BP maximale réservable de 1000 Mbits/s GC DATA_Fixe 400 Nombre de LSP créés Nombre de requêtes 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 21

22 Nombre de LSP créés (2) Nombre de requêtes = GC DATA_Fixe Nombre total de LSP créés Bande passante maximale réservable (Mbits/s) 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 22

23 Nombre d opérations de signalisation Nombre de requêtes = 800 Nombre total d'opérations de signalisation GC DATA_Fixe Bande passante maximale réservable (Mbits/s) 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 23

24 Taux de blocage total BP max réservable de 500 Mbits/s GC DATA_Fixe Taux de blocage total Nombre de requêtes 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 24

25 Conclusion Problème de gestion : Réseaux de plus en plus grands et complexes TE : une des plus importantes solutions Caractéristiques essentielles pour rendre un réseau autonome Architecture de gestion autonome des réseaux MPLS DiffServ- TE : approche basée sur les SMA Stratégie de gestion de LSP basée sur l approche fondée sur le trafic Simulations Réduction importante du nombre de LSP et du nombre d opérations de signalisation Optimisation des ressources et diminution du taux de blocage 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 25

26 Perspectives Déploiement de l approche proposée en grandeur réelle Considération d autres paramètres (délai, taux de perte, etc.) Qualité de service de bout en bout ajout de fonctionnalités inter-domaine 16 Janvier 2008, JDIR Rana RAHIM-AMOUD, UTT 26

27 Merci de votre attention Rana Rahim-Amoud Institut Charles Delaunay (ICD), FRE CNRS 2848 Université de technologie de Troyes (UTT),