Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le double contexte de pénurie d’adresses globales IPv4 et de multiplication de boîtiers intermédiaires (« middleboxes ») complique la gestion des réseaux au quotidien, mais est également de nature à dégrader sensiblement les performances associées à la fourniture d’un service.
Le protocole PCP (Port Control Protocol) constitue aujourd’hui l’une des réponses les plus attractives à ces problématiques complexes. Standardisé par l’IETF, le protocole PCP repose en effet sur une architecture client/serveur simple, tout en offrant une grande souplesse d’évolution fonctionnelle. PCP permet aujourd’hui de contrôler dynamiquement des dispositifs tels que les fonctions NAT (Network Address Translation) ou pare-feu, que ceux-ci soient déployés dans des infrastructures fixes ou mobiles. Particulièrement, le protocole a été conçu pour faciliter le déploiement de serveurs derrière un NAT ou pare-feu
PCP est un protocole extensible qui peut optimiser l’acheminement des flux de données dans un réseau. Cet article présente le protocole PCP dans le détail et en décrit les principaux cas d’usage.
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Both the global IPv4 address depletion and the subsequent multiplication of middleboxes like Network Address Translators in the Internet dramatically complicate everyday network management operations, let alone the risk of seriously degrading service performances.
The Port Control Protocol (PCP) that was recently standardized by the Internet Engineering Task Force (IETF) is seen as one of the most attractive responses to this issue: PCP indeed relies upon a simple client/server architecture that aims at dynamically controlling the behavior of the aforementioned middleboxes. PCP is also very flexible from a functional evolution perspective, so that it becomes a de facto standard for the dynamic control of Internet resources. The protocol is designed to ease operating servers behind middleboxes and to optimize keep-alive messages that would severely impact some terminal devices such as mobile User Equipment (UE)..
This paper is an introduction to PCP: it details PCP design basics and operations,. The paper also illustrates typical PCP usage by means of flow charts.
Auteur(s)
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Mohamed BOUCADAIR : Architecte de réseaux et services IP – France Telecom Orange
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Christian JACQUENET : Directeur des programmes stratégiques réseaux IP – France Telecom Orange
INTRODUCTION
Cet article décrit le protocole PCP (Port Control Protocol) et ses usages. Il est organisé de la manière suivante :
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au § 1, on décrit les motivations et les principes de base du protocole PCP ;
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le § 2 introduit les éléments fonctionnels impliqués dans une architecture PCP ;
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le § 3 décrit la mécanique protocolaire PCP, dont les procédures de découverte de serveur(s) PCP et de transmission de messages PCP ;
-
le § 4 détaille la structure d'un message PCP, y compris l'en-tête commun PCP. Cette section détaille les deux types de message PCP (MAP et PEER), ainsi que l'utilisation des options PCP ;
-
le § 5 présente les fonctions avancées offertes par PCP ;
-
le § 6 illustre les usages du protocole PCP dans différents contextes ;
-
le § 7 présente certains scénarios de déploiement de PCP ;
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le § 8 détaille comment PCP simplifie les déploiements VoIP (Voix sur IP) ;
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le § 9 se focalise sur le déploiement PCP dans les réseaux mobiles ;
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le § 10 précise comment PCP peut être activé pour offrir un service de connectivité IPv4 dans un contexte de pénurie globale d'adresses IPv4 ;
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le § 11 aborde certains des problèmes qui ne peuvent être résolus par la seule activation de PCP. Ces problèmes constituent des effets collatéraux du déploiement de solutions de partage d'adresses IPv4 à grande échelle dans le contexte de la pénurie d'adresses globales IPv4.
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Présentation
Éléments fonctionnels PCP1. Contexte d'ensemble
1.1 Motivation
La pénurie d'adresses globales IPv4 est devenue une réalité. La grande majorité des opérateurs et fournisseurs de services IP sont confrontés à ce problème, ou le seront à courte échéance. Pourtant, ces acteurs majeurs de l'Internet doivent être capables de garantir à leurs clients qu'ils pourront toujours accéder à n'importe quel contenu disponible sur l'Internet, quand bien même ces clients ne pourront plus disposer d'une adresse globale IPv4 pour leur seul usage.
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Répondre à des besoins techniques fondamentaux
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La réponse à cette problématique de continuité de service IPv4 passe aujourd'hui par l'installation de mécanismes de partage d'adresses IPv4 dans le réseau. Ces mécanismes de translation d'adresses (appelés CGN, Carrier Grade NAT – fonctions de translation d'adresses de « qualité opérateur » (cf. encadré 1) c'est-à-dire présentant des performances compatibles avec un environnement opérateur) sont destinés à optimiser l'usage des derniers blocs d'adresses IPv4 disponibles, en acceptant le principe de partager ces ressources, désormais précieuses entre plusieurs utilisateurs.
De plus en plus de fournisseurs de services de connectivité IP déploient ainsi de tels mécanismes. Cette pratique souffre cependant de plusieurs limitations telles que la difficulté à rediriger correctement, et de manière fiable, une partie du trafic en provenance de l'Internet vers une machine du réseau local de l'utilisateur.
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Une autre difficulté caractéristique de l'utilisation d'un mécanisme de partage d'adresses est liée à la fourniture de services qui reposent sur des protocoles manipulant les adresses IP ou des numéros de port comme le protocole SIP (Session Initiation Protocol ), car ces protocoles répliquent ces informations dans le contenu du paquet IP, ce qui complique le processus de décision d'acheminement du paquet.
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Des défis en cascade
Les utilisateurs qui maintiennent du contenu chez eux, et qui souhaitent que ce contenu puisse être accessible depuis l'Internet, posent également des difficultés lorsque ces utilisateurs doivent partager une adresse IPv4 avec d'autres.
D'une manière générale, les difficultés caractéristiques de l'utilisation d'un mécanisme de partage d'adresses globales IPv4 ont été documentées...
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Contexte d'ensemble
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - 3GPP - Policy and charging control architecture. - Sept. 2012.
-
(2) - ABDESSELAM (M.), BOUCADAIR (M.), HASNAOUI (A.), QUEIROZ (J.) - PCP NAT64 Experiments. - Draft-boucadair-pcp-nat64-experiments (work in progress), sept. 2012.
-
(3) - ALVESTRAND (H.) - Overview : real time protocols for brower-based applications. - Draft-ietf-rtcweb-overview (work in progress), oct. 2014.
-
(4) - ARENDS (R.), AUSTEIN (R.), LARSON (M.), MASSEY (D.), ROSE (S.) - Resource records for the DNS security extensions. - RFC 4034, mars 2005.
-
(5) - ARKKO (J.), EGGERT (L.), TOWNSLEY (M.) - Scalable operation of address translators with per-interface bindings. - RFC 6619, juin 2012.
-
(6) - BAGNULO (M.), MATTHEWS (P.), VAN BEIJNUM (I.) - Stateful NAT64 : network address and protocol translation from IPv6 clients to IPv4 servers. - ...
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