L'architecture Path Computation Element (PCE) pour les réseaux MPLS et son application à l'internet des objets

The Path Computation Element (PCE) for MPLS networks and its application to the Internet of Things (IoT)

• Auteur / Autrice : Jean-Philippe Vasseur
• Direction : Maurice Gagnaire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et réseaux
• Date : Soutenance le 18/01/2013
• Etablissement(s) : Paris, ENST
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Traitement et communication de l'information (Paris ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Gérard Memmi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Memmi, Jaudelice Cavalcante de Oliveira, Jean-Louis Le Roux, Martin Vigoureux
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Javier Aracil, Marco Ajmone Marsan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Qualité de service

MPLS (norme)

Télécommunications -- Trafic

Mots clés libres

Elément de calcul de chemin

Réseaux de télécommunication

Protocole

PCE Path Computation Element

Telecommunication networks

Protocole

Résumé

Les réseaux Telecom sont désormais en charge du transport d’une large variété de trafic de types donnés, voix, vidéo et autres protocoles industriels réclamant des garantie de qualité de service strictes. L’ingénierie de trafic permet non seulement d’optimiser les ressources réseaux mais aussi de parvenir à garantir ces qualités de service exprimées en termes de délais dans le réseau, de gigue mais aussi de taux de disponibilité en présence de pannes de liens ou de nœuds. La technologie MPLS TE, basée sur la commutation de labels le long de chemins contraints a permis d’atteindre ces objectifs et fut déployée dans de nombreux réseaux. L’objectif de cette thèse est de proposer un nouveau modèle architectural nommé PCE, ainsi que des protocoles et algorithmes novateurs afin de résoudre plusieurs problèmes d’envergure liés à l’ingénierie de trafic et disponibilité du réseau. L’architecture PCE est tout d’abord décrite ainsi que le protocole de signalisation PCEP utilisé entre clients et serveurs, puis les protocoles de découvertes de PCE et algorithmes de partage de charge. Ensuite un nouvel algorithme récursif est spécifié permettant grâce à un calcul collaboratif et récursif distribué impliquant une suite de PCEs de calculer le chemin optimal pour des tunnels inter-domaines. Un nouveau paradigme pour le calcul des chemin de secours est spécifié qui permet à chaque nœud d’agir en tant que PCE pour le calcul des tunnels de secours de chacun de ses voisins dans l’hypothèse que sa propre panne, permettant une utilisation partagée des ressources réseau dédiées au secours pour des tunnels protégeant des ressources indépendantes...

Modern data networks carry a wide variety of traffic such as voice, video, data and other industrial protocols that require guaranteed quality of service. Traffic Engineering (TE) allows for network resource optimization while meeting service level agreement for these sensitive traffics in terms of delays, jitter but also network reliability in case of network element failure. To that end a technology making use of constrained paths using label switching (called MPLS TE) has been developed and widely used in a number of networks. The objective of this thesis is to propose a new architecture model referred to as the Path Computation Element (PCE) along with a number of protocols and algorithms in order to tackle a number of technical challenges. First the PCE architecture is described in terms of functional blocks with its protocols: the signalization protocol called PCEP used between client and servers in charge of computing label switched path in the network, the process of PCE discovery and load balancing. Then a new backward recursive algorithm is specified allowing for the computation of optimal inter-domain tunnels, which involves a series of stateless PCEs. We then introduce a paradigm shift consisting distributing the computation of backup tunnels in the network used by the well-known technology called Fast Reroute. Thanks to this new paradigm, each node independently acts as a PCE computing the back tunnels of all of its neighbors, thus maximizing the degree of sharing of the backup capacity among tunnels that protect independent resources. We conclude this thesis by showing how the PCE architecture can be applied (with adaptations specified in the last two chapt...