Le MPLS, ou commutation multiprotocole par étiquette, est une technique de transmission de données qui achemine le trafic sur des chemins prédéfinis. Apparue dans les années 1990, elle constituait une meilleure alternative au routage réseau. Dans le protocole IP traditionnel, les routeurs effectuent une recherche IP à chaque nœud, ce qui entraîne des retards et des latences. À l’inverse, le MPLS utilise la commutation d’étiquettes, dans laquelle le chemin du paquet est défini à l’avance.
Dans un réseau MPLS, seul le premier routeur effectue une recherche ; ensuite, les routeurs se contentent de lire les en-têtes, sans avoir à parcourir les informations du paquet de données pour vérifier son adresse IP. Cela permet de gagner du temps et d’accélérer le transfert des paquets tout en améliorant son efficacité.
Un réseau MPLS est un service hybride qui fonctionne entre les couches 2 et 3 de la hiérarchie OSI. Dans le modèle OSI, la couche 2 (liaison de données) transfère les données entre les nœuds d’un WAN ou d’un LAN. La couche 3 (réseau) achemine les paquets de données à l’aide des protocoles IP. Si le MPLS achemine les paquets à la vitesse de la couche 2, il conserve l’évolutivité de la couche 3.
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Comment fonctionne le routage réseau ?
Lorsqu’une information est envoyée sur Internet, elle est découpée en petits blocs de données appelés paquets. Chaque paquet reçoit un numéro de port et un en-tête contenant des informations sur les adresses IP source et de destination. Pour atteindre sa destination finale, un paquet doit être transféré par plusieurs routeurs jusqu’à parvenir à l’adresse IP de destination.
Dans le routage IP traditionnel, les paquets de données ne transportent aucune information autre que l’adresse de destination. Comme ils ne contiennent aucune indication sur le chemin à emprunter, ils dépendent des routeurs pour la suite du traitement.
Ainsi, pour déterminer la prochaine destination du paquet, les routeurs doivent prendre individuellement des décisions concernant l’étape suivante en consultant une table de routage. Or, les décisions de routage propres à chaque routeur peuvent provoquer une latence, ce qui les rend inadaptées aux applications technologiques de communication sensibles à la latence.
Si vous cherchez une méthode permettant aux données de circuler plus rapidement qu’avec les protocoles IP standard, le MPLS constitue une bonne option.
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Comment fonctionne le routage dans le MPLS ?
Pour comprendre le routage dans le MPLS, il faut d’abord comprendre ce que sont les étiquettes et les routeurs MPLS.
Étiquettes MPLS
Dans le MPLS, les paquets de données sont dotés d’une ou plusieurs étiquettes. Ces étiquettes contiennent des informations sur la destination du paquet au sein du réseau MPLS.
Une pile d’étiquettes se compose de quatre éléments :
- Étiquette : l’étiquette contient des informations sur la prochaine destination du paquet.
- Expérimental (Exp) : les 3 bits servent à spécifier la
- Indicateur de fin de pile (BoS) : un paquet réseau peut comporter plusieurs étiquettes empilées les unes sur les autres. Lorsqu’il est réglé sur 1, l’indicateur BoS désigne l’étiquette située au bas de la pile. Sinon, sa valeur est réglée sur 0.
- Champ durée de vie (TTL) : le champ TTL de l’étiquette représente la durée de vie des données ou le nombre maximal de sauts qu’elles peuvent effectuer avant d’être supprimées. À chaque saut, sa valeur diminue de 1 jusqu’à atteindre 0.
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Routeurs MPLS
- Routeur de périphérie d’étiquettes : Un routeur de périphérie d’étiquettes (LER) se trouve aux points d’entrée et de sortie d’un réseau MPLS. Le LER d’entrée est appelé LSR d’entrée (Ingress LSR), tandis que le dernier routeur est appelé LSR de sortie (Egress LSR). Le LER d’entrée attribue des étiquettes aux paquets entrants qui n’en possèdent pas avant de les transférer. Lorsque le paquet atteint le point de sortie du réseau, le LER de sortie retire l’étiquette et la remplace par une adresse IP standard.
- Routeur de commutation d’étiquettes : Les routeurs de commutation d’étiquettes (LSR) sont situés au centre du réseau MPLS et sont chargés de transférer les paquets au sein du domaine MPLS. Lorsqu’un LSR reçoit un paquet, il ajoute ou remplace une étiquette, puis le transmet au saut suivant.
- Chemin de commutation d’étiquettes : Les chemins de commutation d’étiquettes (LSP) sont des chemins prédéfinis que les paquets empruntent dans le réseau MPLS.
Grâce aux LSP, il est possible de prédéterminer le chemin que les paquets emprunteront, contrairement au transfert IP, où un paquet peut suivre un nombre quelconque de chemins.
Routage MPLS
Maintenant que nous avons une bonne idée de l’architecture d’un réseau MPLS, voyons comment il fonctionne :
- Lorsqu’un réseau MPLS reçoit un paquet de données, le premier routeur, appelé routeur LER ou d’entrée, évalue la destination et attribue une étiquette au paquet de données. Cette étiquette détermine le chemin que le paquet suivra.
- Chaque paquet peut comporter plusieurs étiquettes, empilées selon le principe dernier entré, premier sorti.
- Une fois étiqueté, le paquet traverse les LSR, ou « nœuds de transit ». Les LSR n’effectuent aucune recherche IP : ils analysent simplement les étiquettes en fonction de celle située au sommet de la pile et les transmettent vers le LSP approprié.
- Une recherche consiste à déterminer l’opération à effectuer sur l’étiquette — « push », « swap » ou « pop » — et à sélectionner le saut suivant auquel le paquet doit être envoyé.
- Chaque routeur successif vérifie simplement l’étiquette et transmet le paquet au routeur suivant du nœud.
- Au « nœud de sortie », où le paquet quitte le réseau MPLS, l’étiquette est retirée du paquet de données, qui est ensuite transmis via un routage IP classique.
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Voici sous forme de tableau les différences entre IP et MPLS :
| Propriétés | MPLS | IP |
|---|---|---|
| Connectivité | Fournie par un seul opérateur | Plusieurs opérateurs |
| Couche de fonctionnement | Fonctionne au niveau 2,5 | Fonctionne au niveau 3 |
| Prix | Élevé | Faible |
| Ingénierie du trafic | Possible | Non disponible |
| Évolutivité | Évolutif, mais moins que l’IP | Très évolutif |
| Type | Fondé sur le matériel | Indépendant du matériel |
Avantages du MPLS
Le MPLS offre de nombreux avantages aux entreprises. Les voici :
Indépendant du protocole
Le MPLS est indépendant du protocole, car il peut fonctionner avec différents protocoles réseau tels que Frame Relay, Serial, Metro, Ethernet, ATM, etc. En outre, puisque les routeurs MPLS ne lisent que les étiquettes attachées aux paquets, ils n’effectuent pas de recherches multiples. Il en résulte une réduction de la congestion du réseau et une amélioration des performances.
Prend en charge l’ingénierie du trafic
Le MPLS prend en charge l’ingénierie du trafic (TE), qui réachemine le trafic et évite la congestion du réseau. La congestion survient lorsque les ressources nécessaires à la gestion du trafic réseau sont insuffisantes. Lorsqu’un chemin est congestionné, la TE achemine le trafic via un chemin moins chargé, en limitant les temps d’attente. Cette fonction est essentielle pour les applications prioritaires ou stratégiques qui doivent atteindre leur destination finale sans délai.
Réduit les temps d’arrêt
Les bits expérimentaux de l’étiquette MPLS spécifient la qualité de service, ou QoS. La QoS est une fonctionnalité qui hiérarchise les flux de trafic. Ainsi, un réseau MPLS peut donner la priorité au trafic et faire en sorte que le trafic le plus critique passe en premier. Cela est nécessaire pour les communications vidéo et vocales, où la latence doit être nulle.
Flexibilité
Dans le MPLS, le chemin est déjà prédéfini. Il n’est donc pas nécessaire d’effectuer un travail important. Les réseaux MPLS offrent néanmoins une grande flexibilité. Grâce à l’ingénierie du trafic, le trafic réseau peut être acheminé sur des chemins moins congestionnés, ce qui améliore le débit et la satisfaction des clients. En résumé, les réseaux MPLS offrent le meilleur des deux mondes.
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Quels sont les inconvénients du MPLS ?
Sécurité
Le MPLS offre moins de fonctionnalités de sécurité que les fournisseurs de réseau traditionnels. Surtout, il n’est pas chiffré, ce qui le rend plus vulnérable aux cyberattaques. Toutefois, les utilisateurs peuvent collaborer avec leurs fournisseurs de services pour mettre en place un chiffrement et protéger leur réseau contre les cybercriminels.
Déploiement
La mise en place de chemins dédiés dans le MPLS prend beaucoup de temps ; elle peut parfois se poursuivre pendant plusieurs mois, ce qui complique une montée en charge rapide pour les entreprises. En outre, les réseaux MPLS sont davantage adaptés à une connectivité point à point et ne conviennent donc pas idéalement au cloud.
Coûts élevés de la bande passante
L’un des inconvénients du MPLS est le coût élevé de la bande passante. Alors que les consommateurs se tournent de plus en plus vers des contenus gourmands en bande passante, comme les vidéos, le prix élevé par mégabit peut constituer un désavantage.
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L’avenir du MPLS
Bien que les divers avantages du MPLS en fassent une solution fiable pour les entreprises, le passage au cloud le rend peu viable. SD-WAN est l’une des nombreuses alternatives au MPLS qui offrent aux entreprises agilité et connexions économiques. Cela ne signifie toutefois pas que le MPLS est dépassé — il est plus probable que les entreprises utilisent une combinaison des deux pour répondre à leurs besoins en matière de transformation numérique.