Conception et ingénierie de réseaux nouvelle génération orientés Ethernet

par Yannick Bréhon

Thèse de doctorat en Informatique et réseaux

Sous la direction de Daniel Kofman et de Augusto Casaca.

Soutenue en 2007

à Paris, ENST .

mots clés

• Ethernet (système de réseau local)
• Entreprises -- Réseaux d'ordinateurs

Résumé

L’augmentation des besoins des consommateurs particuliers et professionnels, ainsi que les évolutions rapides de la technologie, sont à la base de la conception des Réseaux de Nouvelle Génération (RNG). L’optimisation des ressources du réseau permettent aux opérateurs de délivrer efficacement des services de grande qualité à un coût réduit. Du fait de la prééminence des technologies de type Ethernet chez les clients et dans le segment d’accès des réseaux,et de son coût réduit, Ethernet est le candidat naturel pour devenir la technologie privilégiée dans les RNG. Dans le segment métropolitain des réseaux, des initiatives ont abouti à la spécification de variantes d’Ethernet permettant d’associer les flux clients à des Réseaux Locaux Virtuels (ou VLANs). Dans cette thèse, nous investiguons le moyen d’associer optimalement ces VLANs aux arbres couvrants utilisés par Ethernet, ce qui permet de faire de l’ingénierie de trafic. Dans le cœur de réseau, plusieurs approches cherchent à faire d’Ethernet une technologie orientée-connexion et contrôlée par GMPLS (tels que les "Layer 2-LSPs" et PBB-TE). Dans cette thèse, un nouveau type de connexion est introduit, pour les technologies orientées connexion et contrôlées par GMPLS : le bus-LSP. Tant pour les réseaux mono-couches que pour les réseaux multi-couches, les bus-LSP permettent à l’opérateur de réduire ses coûts de manière significative. Nous quantifions cette réduction de coûts, tant opérationnels que d’investissements. Nous proposons des méthodes d’ingénierie pour déployer efficacement les bus-LSPs. Enfin, nous détaillons aussi les extensions protocolaires nécéssaires au contrôle d’un réseau utilisant des bus-LSPs.

Titre traduit

Ethernet-centric next generation networks design and optimization

Résumé

The increase in individual and professional customer expectations, as well as the fast technological evolutions, are leading to the design of the Next Generation Internet (NGI). Network optimization allows operators to efficiently deliver high-quality services at reduced costs. Due to the pre-eminence of Ethernet technologies at the customer premises and in the access network segment, and due to its low cost, Ethernet is a natural candidate to serve as the technology of choice of the NGI. In the metropolitan network segment, efforts have led to specifying Ethernet flavors which allow mapping client traffic into Virtual LANs. In this thesis, we investigate how to efficiently assign these VLANs to the Spanning Trees generated by Ethernet’s Spanning Tree Protocol, since this is currently the only way to perform traffic-engineering and network optimization in this network segment. In the core network segment, several initiatives aim at turning Ethernet into a GMPLS-controlled connection-oriented technology (such as Layer 2 LSPs and PBB-TE). In this thesis, a new type of connection for packet- and frame- based, connection-oriented and GMPLS-controlled technologies is introduced and studied: the bus-LSP. Both in single-layer and in multi-layer networks, it provides the operator with significant cost reduction. We provide quantification of this reduction, as well as engineering methods for efficiently deploying bus-LSPs. We also detail the control plane protocols extensions needed to manage these bus-LSPs.