ITU-T J 283 FRENCH-2006 IP network architecture with network layer route diversity providing resilient IP multicast video distribution《提供弹性IP组播视频分配的网络层路径多样性的互联网协议(IP)网络体系结构 9号研究组》.pdf

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1、 Union internationale des tlcommunicationsUIT-T J.283SECTEUR DE LA NORMALISATION DES TLCOMMUNICATIONS DE LUIT (11/2006) SRIE J: RSEAUX CBLS ET TRANSMISSION DES SIGNAUX RADIOPHONIQUES, TLVISUELS ET AUTRES SIGNAUX MULTIMDIAS Transmission numrique des signaux de tlvision Architecture de rseau IP avec d

2、iversit de route dans la couche Rseau assurant une distribution vido robuste en multidiffusion IP Recommandation UIT-T J.283 Rec. UIT-T J.283 (11/2006) i Recommandation UIT-T J.283 Architecture de rseau IP avec diversit de route dans la couche Rseau assurant une distribution vido robuste en multidif

3、fusion IP Rsum La prsente Recommandation propose une architecture de rseau IP assurant une diversit de route dans la couche Rseau afin de concevoir une infrastructure de distribution vido robuste au moyen de la multidiffusion IP. Source La Recommandation UIT-T J.283 a t approuve le 29 novembre 2006

4、par la Commission dtudes 9 (2005-2008) de lUIT-T selon la procdure dfinie dans la Recommandation UIT-T A.8. ii Rec. UIT-T J.283 (11/2006) AVANT-PROPOS LUIT (Union internationale des tlcommunications) est une institution spcialise des Nations Unies dans le domaine des tlcommunications. LUIT-T (Secteu

5、r de la normalisation des tlcommunications) est un organe permanent de lUIT. Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de tarification, et met ce sujet des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale. LAssemble mondiale de normalisation des

6、 tlcommunications (AMNT), qui se runit tous les quatre ans, dtermine les thmes dtude traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T, lesquelles laborent en retour des Recommandations sur ces thmes. Lapprobation des Recommandations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans la Rs

7、olution 1 de lAMNT. Dans certains secteurs des technologies de linformation qui correspondent la sphre de comptence de lUIT-T, les normes ncessaires se prparent en collaboration avec lISO et la CEI. NOTE Dans la prsente Recommandation, lexpression “Administration“ est utilise pour dsigner de faon ab

8、rge aussi bien une administration de tlcommunications quune exploitation reconnue. Le respect de cette Recommandation se fait titre volontaire. Cependant, il se peut que la Recommandation contienne certaines dispositions obligatoires (pour assurer, par exemple, linteroprabilit et lapplicabilit) et c

9、onsidre que la Recommandation est respecte lorsque toutes ces dispositions sont observes. Le futur dobligation et les autres moyens dexpression de lobligation comme le verbe “devoir“ ainsi que leurs formes ngatives servent noncer des prescriptions. Lutilisation de ces formes ne signifie pas quil est

10、 obligatoire de respecter la Recommandation. DROITS DE PROPRIT INTELLECTUELLE LUIT attire lattention sur la possibilit que lapplication ou la mise en uvre de la prsente Recommandation puisse donner lieu lutilisation dun droit de proprit intellectuelle. LUIT ne prend pas position en ce qui concerne l

11、existence, la validit ou lapplicabilit des droits de proprit intellectuelle, quils soient revendiqus par un membre de lUIT ou par une tierce partie trangre la procdure dlaboration des Recommandations. A la date dapprobation de la prsente Recommandation, lUIT avait t avise de lexistence dune proprit

12、intellectuelle protge par des brevets acqurir pour mettre en uvre la prsente Recommandation. Toutefois, comme il ne sagit peut-tre pas de renseignements les plus rcents, il est vivement recommand aux dveloppeurs de consulter la base de donnes des brevets du TSB sous http:/www.itu.int/ITU-T/ipr/. UIT

13、 2007 Tous droits rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite, par quelque procd que ce soit, sans laccord crit pralable de lUIT. Rec. UIT-T J.283 (11/2006) iii TABLE DES MATIRES Page 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences. 1 2.1 Rfrences normatives 1 2.2 Rfrences informatives . 1

14、 3 Termes, dfinitions et acronymes. 1 4 Rseau de multidiffusion en mode IP. 2 5 Considrations relatives aux dfaillances de routeur/liaison 2 6 Prescriptions . 3 7 Architecture de rseau IP avec diversit de route dans la couche Rseau 3 iv Rec. UIT-T J.283 (11/2006) Introduction La multidiffusion IP es

15、t une technique prometteuse pour assurer une distribution vido sur protocole IP, car elle permet dutiliser efficacement la largeur de bande et de rpondre ainsi aux besoins de millions de clients. La construction dun rseau de multidiffusion IP stable est essentielle pour satisfaire aux exigences de q

16、ualit de service dune distribution vido IP. La prsente Recommandation dcrit un ensemble de concepts architecturaux permettant de construire un rseau de multidiffusion IP qui prsente une grande disponibilit. Rec. UIT-T J.283 (11/2006) 1 Recommandation UIT-T J.283 Architecture de rseau IP avec diversi

17、t de route dans la couche Rseau assurant une distribution vido robuste en multidiffusion IP 1 Domaine dapplication La prsente Recommandation porte sur la construction dune architecture de rseau de multidiffusion IP hautement disponible permettant de maintenir une qualit de service suffisante pour as

18、surer une distribution vido sur protocole IP. La prsente Recommandation traite de la diversit de route dans la couche Rseau (couche 3) entre les routeurs priphriques serveur et les routeurs priphriques client. Il convient de noter que la diversit de route de couche 3 est indpendante de la robustesse

19、 de couche 2, cest-dire la protection et/ou le rtablissement. Etant donn que la robustesse de couche 2 ne couvre pas la diversit de route de couche 3, par exemple, la robustesse de couche 2 ne permet pas de traiter une dfaillance de routeur. La prsente Recommandation porte essentiellement sur les qu

20、estions lies larchitecture de la couche 3. Une coordination avec la robustesse de couche 2 permettrait dassurer une fiabilit encore plus grande. 2 Rfrences 2.1 Rfrences normatives Aucune. 2.2 Rfrences informatives RFC 2328 IETF RFC 2328 (1998), OSPF Version 2. RFC 2362 IETF RFC 2362 (1998), Protocol

21、 Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM): Protocol Specification. 3 Termes, dfinitions et acronymes La prsente Recommandation dfinit les termes suivants: 3.1 multidiffusion: mcanisme de transmission des paquets entre une source et plusieurs clients au moyen de routeurs IP. 3.2 distribution vido:

22、services vido numriques destins un nombre non spcifi de clients. 3.3 multidiffusion indpendante du protocole mode clairsem (PIM-SM, protocol independent multicast-sparse mode): protocole de routage en mode multidiffusion fond sur un modle “denregistrement“ (“join“) explicite destin des groupes de mu

23、ltidiffusion, qui permet de couvrir une zone tendue. 3.4 point de “rendez-vous“ (RP, rendez-vous point): entre des sources de multidiffusion et des membres de groupes. Les paquets transmis depuis des sources de multidiffusion sont distribus via un routeur RP au dbut de la transmission en mode multid

24、iffusion. 3.5 plus court chemin ouvert en premier (OSPF, open shortest path first): protocole de routage en mode monodiffusion destin des rseaux intradomaine de grande envergure. OSPF est un protocole de routage fond sur ltat de liaison, spcifi conformment au protocole de routage IS-IS de lISO. 3.6

25、cot: paramtre configur par un oprateur dans le but dassurer lefficacit de lutilisation des ressources dun rseau. Un exemple est dcrit dans RFC 2328. 2 Rec. UIT-T J.283 (11/2006) 4 Rseau de multidiffusion en mode IP La Figure 1 reprsente un exemple de rseau de multidiffusion en mode IP. Chaque routeu

26、r IP duplique les paquets transportant le flux vido et les transmet des routeurs ou des clients en aval le long darborescences de multidiffusion. Une arborescence de multidiffusion est tablie entre des routeurs priphriques client et la source de multidiffusion1en mode saut par saut via un protocole

27、de routage multidiffusion tel que le protocole PIM-SM excut sur chaque routeur. Dans le protocole PIM-SM, chaque routeur dtermine un routeur amont utilisant des informations de routage monodiffusion destines la source de multidiffusion. Figure 1/J.283 Exemple de rseau de multidiffusion IP 5 Considra

28、tions relatives aux dfaillances de routeur/liaison Dans la Figure 1, il existe une seule route monodiffusion entre les routeurs priphriques client et la source de multidiffusion. Lorsquun routeur ou une liaison intermdiaire entre ces routeurs tombe en panne, comme le montre la Figure 2, les paquets

29、multidiffuss natteignent pas le client tant que la dfaillance na pas t rsolue. Dans le dtail, du point de vue de la couche Rseau, le processus suivant se produit au niveau des routeurs situs au-dessous du point de dfaillance. a) Un protocole de routage monodiffusion tel que OSPF (plus court chemin o

30、uvert en premier) dtecte la dfaillance et supprime la route monodiffusion pour la source de multidiffusion. b) Le protocole PIM-SM constate quaucune route monodiffusion nexiste pour la source de multidiffusion. En consquence, les arborescences de multidiffusion correspondantes sont dtruites. c) Le p

31、rotocole OSPF dtecte le rtablissement aprs dfaillance et recalcule la route monodiffusion pour la source de multidiffusion. d) Le protocole PIM-SM apprend le rtablissement de cette route monodiffusion et reconstruit les arborescences de multidiffusion. _ 1La source de multidiffusion peut tre un rout

32、eur RP (point de “rendez-vous“) dans le protocole PIM-SM. Rec. UIT-T J.283 (11/2006) 3 Figure 2/J.283 Exemple de scnario de dfaillance dun routeur 6 Prescriptions Le prsent paragraphe nonce des prescriptions et recommandations relatives larchitecture de rseau IP pour une distribution vido multidiffu

33、sion IP robuste, afin de prvenir toute interruption de service de longue dure conscutive la dfaillance dun routeur ou dune liaison unique sur des arborescences de multidiffusion, comme il est dcrit dans le 7. Il importe avant tout que la diversit de route des arborescences de multidiffusion soit ass

34、ure de faon dynamique. a) Afin dviter toute interruption de service de longue dure par suite dune dfaillance de routeur ou de liaison sur des arborescences de multidiffusion, il est ncessaire de construire un rseau de multidiffusion IP avec diversit de route monodiffusion entre un routeur priphrique

35、 client quelconque et la source de multidiffusion. En dautres termes, en cas de suppression de la route dorigine, on doit pouvoir basculer automatiquement vers une route monodiffusion de remplacement. b) Aprs la dfaillance, les arborescences de multidiffusion doivent tre reconstruites de faon dynami

36、que le long de la route monodiffusion de remplacement. c) Afin dassurer la convergence rapide de la reconstruction des arborescences de multidiffusion, il est recommand de placer au moins deux routes monodiffusion de cot gal entre un routeur priphrique client quelconque et la source de multidiffusio

37、n, de faon toujours prserver lune ou lautre des routes monodiffusion. 7 Architecture de rseau IP avec diversit de route dans la couche Rseau Le prsent paragraphe numre les diffrentes catgories darchitecture de rseau IP assurant la diversit de route dans la couche Rseau. 1) Catgorie 1: un routeur pri

38、phrique client ne dispose que dune seule meilleure route pour la source de multidiffusion. Une ou plusieurs autres routes sont possibles mais leur cot sera suprieur celui de la meilleure route. 4 Rec. UIT-T J.283 (11/2006) 2) Catgorie 2: un routeur priphrique client possde au moins deux meilleures r

39、outes (cest-dire des routes de cot gal) pour la source de multidiffusion. Toutefois, dautres routeurs, tels que des routeurs du rseau central, ne disposent pas toujours de routes de cot gal pour la source de multidiffusion. 3) Catgorie 3: un routeur, lexception des routeurs priphriques serveur, poss

40、de au moins deux meilleures routes (cest-dire des routes de cot gal) pour la source de multidiffusion. 4) Catgorie 2+1, 3+1: outre la catgorie 2 ou 3, une ou plusieurs autres routes destines la source de multidiffusion sont possibles dans chaque routeur, mais leur cot sera suprieur celui des meilleu

41、res routes. Les Figures 3 7 reprsentent des exemples darchitecture rseau IP. Toutes les catgories satisfont aux prescriptions a) et b) nonces dans le 6. Toutefois, seule la catgorie 1 ne satisfait pas la prescription c) du 6. Figure 3/J.283 Exemple darchitecture de rseau IP (catgorie 1) Rec. UIT-T J

42、.283 (11/2006) 5 Figure 4/J.283 Exemple darchitecture de rseau IP (catgorie 2) Figure 5/J.283 Exemple darchitecture de rseau IP (catgorie 3) 6 Rec. UIT-T J.283 (11/2006) Figure 6/J.283 Exemple darchitecture de rseau IP (catgorie 2+1) Figure 7/J.283 Exemple darchitecture de rseau IP (catgorie 3+1) Da

43、ns toutes les catgories, les procdures qui suivent sont excutes pour la reconstruction des arborescences de multidiffusion en cas de dfaillance dun routeur/dune liaison sur ces dernires. a) Le protocole OSPF dtecte la dfaillance et supprime la route monodiffusion correspondante pour la source de mul

44、tidiffusion. La route monodiffusion est recalcule. b) (Catgorie 1) En consquence, une route de remplacement est recalcule, puis apparat pour la premire fois sur la table de routage monodiffusion. Rec. UIT-T J.283 (11/2006) 7 b) (Catgories 2, 3, 2+1, 3+1) Mme pendant la phase de recalcul de la route,

45、 lautre route monodiffusion de cot gal est prserve en tant que route de remplacement sur la table de routage monodiffusion. Le routeur peut donc rapidement passer ltape c). c) Le protocole PIM-SM reconstruit les arborescences de multidiffusion en fonction de la route monodiffusion de remplacement si

46、 celles-ci ont t tablies le long de la route supprime. Une fois la dfaillance rsolue, des procdures analogues celles des tapes c) et d) du 5 sont effectues. Compare la catgorie 2, la catgorie 3 permet damliorer la robustesse du rseau, car une plus grande diversit de route dans la couche Rseau est as

47、sure dans cette catgorie. Par exemple, mme si deux routeurs tombent en panne simultanment diffrents niveaux (par exemple au niveau du rseau central et au niveau du serveur), il est possible, dans la catgorie 3, de continuer assurer la distribution multidiffusion, ce qui est impossible dans la catgorie 2. Toutefois, dans le cas dun tel scnario de dfaillance, la topologie de rseau est plus complexe et probablement plus coteuse dans la catgorie 3. Imprim en Suisse Genve, 2007 SRIES DES RECOMMANDATIONS UIT-T Srie A Organisation du travail de lUIT-T Srie D Principes gnraux de tarification Srie E