Article de référence | Réf : TE7574 v1

Conclusion
Diffusion MPLS - Le meilleur du multicast IP et de l'ingénierie de trafic

Auteur(s) : Christian JACQUENET

Date de publication : 10 mai 2013

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RÉSUMÉ

La croissance significative des services IP, par exemple pour la diffusion de programmes télévisés, soulève de nouveaux défis pour les opérateurs de réseaux. Le mode de transmission multicast IP ne suffit plus, et l'utilisation d'arborescences MPLS n'a pas été massivement adoptée. Aussi, la possibilité de combiner la dynamique multicast IP avec la robustesse des arborescences MPLS est une approche facilitant l'ingénierie et l'exploitation des services déployés sur de telles structures. Cette nouvelle approche combinatoire devrait permettre aux opérateurs de services IPTV ou de vidéoconférence sur IP une amélioration de la qualité et une exploitation facilitée.

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ABSTRACT

MPLS diffusion - Multicast IP and traffic engineering

The dramatic growth of IP services, for the broadcasting of TV programs for instance, has raised new challenges for network operators. The IP multicast transmission scheme is not sufficient any longer and the use of MPLS tree-structures has not been massively adopted. Therefore, the possibility to combine the IP multicast dynamics with the robustness of MPLS tree-structures is an approach which facilitates the engineering and operation of services deployed on such structures. This new combinatorial approach should enable operators to improve the quality of their IPTV services or video conferences on IP and facilitate operations.

Auteur(s)

  • Christian JACQUENET : Directeur des programmes stratégiques réseaux IP France Telecom Orange

INTRODUCTION

Les services de diffusion IP s'appuient sur les schémas de communication de groupe de type « 1 vers N », où une source de contenus diffuse vers n récepteurs, ou de type « N vers P », où N émetteurs ont la capacité de diffuser vers P récepteurs (cas d'un service de visioconférence, par exemple). Ces modes de communication de groupe reposent majoritairement sur l'utilisation du mode de transmission multicast IP pour ce qui concerne les services de diffusion de programmes télévisés en temps réel, par exemple.

Le mode de transmission multicast IP se caractérise par l'établissement et la maintenance d'arbres de distribution établis à l'initiative des récepteurs et le long desquels le trafic est acheminé.

Toutefois, le mode de transmission multicast IP présente des limitations intrinsèques aux mécanismes protocolaires mis en jeu : par exemple, une source ne dispose à aucun moment de la moindre information concernant la localisation et la densité de répartition des récepteurs, ce qui peut affecter le niveau de qualité associé à la fourniture des contenus, tel que perçu par les utilisateurs finaux.

De même, le mode de transmission multicast IP ne fournit aucune garantie stricte quant à la bande passante nécessaire pour véhiculer les différents flux multicast sans dégradation significative de telle sorte qu'elle ne soit pas perceptible par l'utilisateur final (phénomène de pixellisation de l'image, par exemple).

En outre, il n'est pas possible de tenir compte des capacités d'accès au réseau d'un utilisateur final pour influencer la manière dont l'arborescence multicast sera construite et, par exemple, permettre à la source de décider de diffuser un programme télévisé en définition standard (SD, Standard Definition) ou en haute définition (HD, High Definition).

Ces limitations ont conduit l'organisme de standardisation IETF (Internet Engineering Task Force) à engager depuis quelques années des travaux portant sur l'exploitation de fonctions d'ingénierie de trafic MPLS (Multi-Protocol Label Switching), capables d'établir des arborescences Point-à-Multipoint, dont les caractéristiques, en termes de bande passante garantie et de robustesse, sont de nature à pallier aux lacunes du mode de transmission multicast IP.

Cependant, les spécifications publiées par l'IETF sont aujourd'hui très peu appliquées, voire pas déployées du tout par les opérateurs et autres fournisseurs de services IPTV. Les raisons de cette réticence factuelle sont multiples :

  • l'état de l'art technologique montre que peu de constructeurs de routeurs supportent aujourd'hui les fonctions décrites dans ces standards, et imposent le plus souvent une configuration statique des différents routeurs susceptibles de participer à l'établissement et à la maintenance des arborescences Point-à-Multipoints (P2MP) MPLS ;

  • les standards actuels imposent une ingénierie telle que c'est le routeur directement connecté à la source de contenus qui sera la racine de l'arborescence P2MP, à laquelle les différentes branches seront greffées selon la connaissance a priori des arbres « feuilles » ...et des récepteurs auxquels ces feuilles sont connectées.

Cet article a pour objectif de décrire une troisième voie, celle de ce qui pourrait être défini comme le meilleur des mondes multicast IP et ingénierie de trafic MPLS, où les arborescences P2MP MPLS seraient établies à l'initiative des récepteurs (donc une dynamique adaptée à la localisation des récepteurs, ainsi qu'à leurs capacités d'accès au réseau et à leurs centres d'intérêt), tout en étant capables de fournir des garanties strictes en termes de bande passante et de robustesse (donc en améliorant significativement les problèmes de qualité de service induits par l'usage du seul mode de transmission multicast IP).

Cette nouvelle approche n'est pas une révolution.

Il s'agit plutôt d'une évolution des mécanismes d'ingénierie de trafic MPLS utilisés pour le calcul et l'établissement dynamiques d'arborescences P2MP, capables de prendre en compte les caractéristiques et les besoins des récepteurs.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te7574


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6. Conclusion

Les arborescences P2MP MPLS établies à l'initiative des récepteurs et reposant sur les fonctions d'ingénierie de trafic MPLS constituent une évolution prometteuse des techniques de diffusion actuelles.

La combinaison de la dynamique caractéristique du mode de transmission multicast avec la robustesse des infrastructures MPLS devrait, en effet, permettre aux opérateurs de services IPTV ou de vidéoconférence sur IP de non seulement améliorer le niveau de qualité associé à la fourniture de ces services (grâce aux garanties strictes de disponibilité fournies par la mécanique protocolaire RSVP ), mais également de faciliter les procédures de configuration et d'exploitation de ces arborescences (grâce aux processus de greffe et de bouture des branches terminales de l'arbre automatisés par la signalisation multicast émise par les récepteurs).

Bien qu'embryonnaire, le travail de standardisation engagé depuis plus d'un an conduira à la mise en place des premières expérimentations dès cette année. Ces tests sur plate-forme captive devraient permettre de qualifier les performances de l'approche et, en particulier, confirmer la capacité de déploiement à l'échelle.

Avec le développement des contenus télévisés en haute définition, les arborescences P2MP MPLS établies à l'initiative des récepteurs constituent sans nul doute l'une des meilleures réponses aux besoins de performances et de robustesse de ce type de services.

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BIBLIOGRAPHIE

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  • (3) - REKHTER (Y.) et al -   A border gateway protocol 4 (BGP-4).  -  RFC 4271, janv. 2006.

  • (4) - OULD-BRAHIM (H.), FEDYK (D.), REKHTER (Y.) -   BGP-based auto-discovery for layer-1 VPNs.  -  RFC 5195, juin 2008.

  • (5) - AWDUCHE (D.), BERGER (L.), GAN (D.), LI (T.), SRINIVASAN (V.), SWALLOW (G.) -   RSVP-TE : extensions to RSVP for LSP tunnels.  -  RFC 3209, déc. 2001.

  • (6) - PAN (P.), SWALLOW (G.), ATLAS (A.) -   Fast reroute extensions to RSVP-TE for LSP tunnels.  -  RFC 4090,...

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