Memoire Online - Proposition d’une solution pour l’interconnexion des espaces numériques ouverts de l’université virtuelle du Sénégal avec la technologie MPLS-VPN.

Le protocole MPLS étant un protocole qui permet d'interconnecter les réseaux locaux entre eux peu importe la distance entre les différents sites grâce à un fournisseur d'accès. La différence entre MPLS et les autres protocoles avant lui tel que ATM Frame Relay X25 c'est que MPLS avant tout est un protocole de couche 2.5 ( il se situe entre la couche réseau et la couche liaison de donné du modèle OSI) donc il a toutes les caractéristiques des protocoles en général de couche 3, c'est un protocole qui permet de fournir de la fiabilité dans le réseau que nous pouvons remarquer la partie du fournisseur d'accès est un maillage global qui veut dire si une des interfaces ou une partie du réseau tombe en panne il y a toujours une autre

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partie pour prendre le relais coté connexion. C'est un protocole aussi qui assure la sécurité des données des utilisateurs ; vu qu'il utilise l'encapsulation IP sec grâce à la technologie VPN. Si par malheur quelqu'un intercepte le paquet même si c'est très difficile c'est encore plus difficile de décrypter les données dans ce paquet. Le protocole MPLS permet aussi de sécuriser le fournisseur d'accès internet vu qu'il permet de cacher le réseau du fournisseur d'accès à l'utilisateur. Celui-ci ne voit que le réseau qui est connecté avec lui dans ce cas (CE_Siège_UVS) ne voit que (CE_ENO_SL) dans sa table de routage ce qui une bonne chose pour l'opérateur et aussi pour le client qui n'a pas grande chose à faire avec le réseau de l'opérateur et facilite aussi le dépannage.

Alors voici ci-dessous l'architecture sur laquelle nous allons travaillez, il s'agit donc de deux sites distants ; le premier site à gauche nommé Siège_UVS le second à droite nommé ENO_Saint-Louis et chaque site est représenté par un routeur sur le site de Siège_UVS un autre sur le site de ENO_Saint-Louis. Un ordinateur qui va servir de test sur le site de Siège_UVS et un autre sur le site de ENO_Saint-Louis qui va également nous servit de test. Donc dans la dernière partie de notre présentation nous allons faire des tests de connectivité entre le PC du Siège_UVS et le PC de l'ENO_Saint-Louis pour vérifier que notre configuration a bel et bien fonctionnée. Entre les deux routeurs vous voyez très bien le réseau operateur IP MPLS alors cette partie du réseau n'est pas gérée par l'entreprise qui fait l'interconnexion ; elle est gérée par un opérateur de télécommunication qui possède un réseau étendu et qui offre des services de liaison spécialisée pour l'interconnexion de site distants.

Du côté de l'abonné la configuration des routeurs et des machines nécessite des adresses IP dont le choix est arbitraire. Dans ce cas nous avons besoins une adresse IP pour le réseau du Siège_UVS et une adresse IP pour le réseau de l'ENO_Saint-Louis. Dans notre configuration nous avons utilisé deux types de familles d'adresses : les adresses IPv4 et les adresses IPv6. Coté client nous aurons des adresses IPv6 pour l'interconnexion des différents équipements. Sur le nuage MPLS nous avons implémenté des adresses IPv4. Le choix de ces adresses IP est fait par le technicien réseau de l'entreprise qui sera en accord avec l'opérateur de télécommunication.

La configuration de MPLS se fera en deux étape : Configuration coté client (Université) et Configuration coté opérateur.

A noter que les protocoles de routage utilisés dans notre pratique est le protocole OSPF coté operateur et EIGRP coté client. Le protocole OSPF est un protocole de routage à état de lien et standard (interopérable) c'est-à-dire qui n'est pas propriétaire on peut configurer le protocole OSPF sur un routeur CISCO aussi bien sur un routeur non Cisco. Il a une convergence rapide si un routeur tombe en panne, un autre routeur peut rapidement reprendre le relais et continuer le fonctionnement du réseau sans qu'il ait un impact majeur sur le réseau. Adapté aux grands réseaux (pas de limite de saut, etc...), faible utilisation de la bande passante. Et le protocole EIGRP, il est similaire au protocole OSPF mais il dispose de plusieurs avantages, EIGRP prend en compte la bande passante et le délai, il a une vitesse de convergence instantanée ce qui lui donne une avance par rapport à OSPF car il sait déjà ou passer quand il a une panne et il n'a pas besoin d'une cartographie complète de tout le

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réseau car il fait confiance à ses voisins ce qui est une bonne chose pour le technicien du réseau de l'université.

4.3.1 Configuration coté opérateur

C'est une configuration très complexe d'autant plus c'est dans cette partie qu'on doit implémenter les protocoles de routage et aussi tout autre protocole permettant le bon fonctionnement de MPLS. Dans le réseau de l'opérateur, le backbone ou nuage de MPLS est très important car il relie tous les sites répartis sur environ 196712 km² entre eux et, est donc composé d'un grand nombre de routeurs. Au niveau du nuage MPLS se trouve les routeurs P dont leurs rôles et de transiter les paquets IP en se basant uniquement sur les Labels. Et aussi les routeurs PE qui font l'insertion et la suppression des Labels sur les paquets qui transite sur le réseau. Ils utilisent le protocole LDP ou Label Distribution Protocole. Ce protocole crée un tunnel en se basant sur le protocole de routage tel que OSPF pour trouver le chemin le plus court vers une destination. Il est beaucoup moins réactif que RSVP¹ car il peut s'écouler jusqu'à trente secondes de coupure entre une panne et le rétablissement d'un nouveau tunnel.

Maintenant nous allons démarrer notre puissant simulateur de réseau GNS3 pour commencer la configuration coté operateur. Cette partie va être s'enrichir de capture d'écran pour mieux illustrer. La première chose à faire sur les routeurs est la configuration des adresses IP. Pour se faire on se base sur la table d'adressage en annexe pour allouer des adresses IP aux routeurs. Puis on établit le protocole de routage OSPF entre les routeurs du nuage MPLS. Le Tunneling entre IPv6 et IPv4 est très important car il permet le dialogue entre les réseaux de familles d'adresses différentes.

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Après l'établissement du protocole de routage OSPF sur chaque routeur, nous allons entamer la procédure de la mise en place du protocole de découverte des voisins (LDP).

Le protocole LDP ou Label Distribution Protocole joue le rôle d'association des labels au FEC ce qui définit les LSP. Il s'agit d'un protocole ouvert c'est-à-dire on peut le configurer sur n'importe quel routeur par opposition du protocole TDP qui est de natif Cisco (configurer uniquement sur des routeurs de marque Cisco). Le LDP est également le protocole de découverte des voisins MPLS par défaut, il permet de distribuer les différents labels entre les routeurs P et PE. Donc en résumé on peut dire que le protocole LDP joue deux rôle : il permet d'établir des relations de voisinage MPLS et également la distribution des labels entre les routeurs du nuage MPLS. Il est nécessaire de préciser que le protocole LDP n'est configuré que sur les interfaces des routeurs du backbone MPLS comme l'indique la figure ci-dessous.

Configuration du protocole LDP

Pour configurer le protocole LDP, la première chose à faire est tapée la commande

ip cef

pour permettre la circulation des trames IP et par la suite on entre sur l'interface connecté du routeur comme indique la figure (4.6) là on tape la commande mpls ip pour activer le protocole MPLS. Et enfin on choisit le protocole LDP sur l'interface.

NB : le protocole MPLS n'est configuré sur l'interface des routeurs du nuage MPLS comme indique la figure (4.6).

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Les capture 4.2 (Routeur PE_1) et 4.3 (Routeur P_1) nous montre bien que la relation de voisinage a été bien crée entre le routeur PE_1 et le routeur P_1.

Ensuite on continue l'activation du protocole sur l'interface des autres routeurs.

Avec quelques commandes nous pouvons visualiser la situation de MPLS sur le routeur PE_1.

La figure nous montre que le protocole MPLS est bien enseigné sur le routeur PE_1. Avec la commande show mpls ldp neighbor on voit bien que le PE_2 a pour voisin le 1.1.1.1 qui

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est l'adresse loopback de P_1. Avec la commande show mpls ldp discovery, on voit bien que le 5.5.5.5 du routeur PE_1 à découvert un de ses voisins qui est le 1.1.1.1 du routeur P_1. La commande show mpls interface nous permet de voir l'interface contenu dans le LDP. Ces mêmes commandes on peut le faire sur les autres routeurs du nuage MPLS. La découverte de ses voisins est la première fonction assurée par le protocole LDP. A cet effet il émet périodiquement des messages Hello pour découvrir ses adjacences.

Suite à la configuration du protocole LDP, nous allons maintenant mettre en place les VRF sur les interfaces des routeurs PE_1 et PE_2. Les VRF doivent être configuré uniquement sur les routeurs PE_1 et PE_2, les Provider Edge. C'est-à-dire les routeurs qui donnent des interfaces cotés abonnés.

Les VRF nous permet de faire de la virtualisation sur des routeurs. C'est-à-dire sur un routeur physique on peut avoir plusieurs instances des tables de routages virtuelles qui sont séparées les unes aux autres. Son rôle viendra plus particulièrement lors d'un ajout d'un autre routeur CE pour connecter un autre ENO. Par exemple si on veut intégrer un autre ENO, le routeur PE ajoutera forcement l'adresse IP du nouveau routeur CE connecter alors il va sauvegarder cette adresse au niveau de sa table de routage. Les sous tables de routages qui sont dans la table de routage du routeur PE sont les VRF.

Illustration : Si on ajoute 2 ENO (Thiès et Podor), chaque ENO aura sa table de routage au niveau du routeur PE. Maintenant voici comme le montre la figure la nouvelle table de routage du routeur PE.

L'avantage principal des VRF est qu'elles permettent de router le trafic entre les sites appartenant à un même client, alors que plusieurs clients du même operateur peuvent utiliser le même espace d'adressage. C'est dans ce contexte que les VRF permettent que les routes des différents sites ne se mélangent pas.

Pour rappel la configuration des VRF se fait uniquement sur les routeurs PE_1 et PE_2 du nuage MPLS.

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La Route Distinguisher (rd) permet au protocole BGP de différencier les routes qui viendront des différents Espace Numérique Ouvert. Plus simplement il permet au protocole BGP de reconnaitre le chemin de destination. Les route-target permettent de définir la manière dont les routes vont être insérées dans les tables VRF des routeurs PE.

Après avoir créée le VRF on doit l'assigner sur l'interface connecté directement à l'abonné pour lui de s'identifier sur la table de routage du routeur PE

La commande vrf forwarding CE_Siege_UVS permet de mettre l'interface FastEthernet 0/0 dans le vrf CE_Siege_UVS. Après avoir tapé la commande, on voit bien que l'adresse IP de l'interface FastEthernet 0/0 va sauter du au faite que l'interface vient de changer de table de routage. Donc il est impératif de reconfigurer l'adresse IP de l'interface

Capture 4. 6: Configuration d'adresse sur FA0/0 du routeur PE_1 Nous pouvons visualiser les informations sur le vrf créé.

Pour établir la sécurisation au niveau des équipements du nuage MPLS il est fondamentale de faire une authentification protège par mot de passe entre les routeurs. L'authentification des voisins est une procédure de sécurité qui va permet d'éviter à tout homme du milieu de

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s'introduire dans notre processus de commutation et de falsifier les tables de routages notamment avec l'injection de nouvelle route.

La configuration de l'authentification est assez simple et elle configurer sur les routeurs nuage MPLS avec un mot de passe unique qui est uvs.

Configuration de l'authentification des voisins

La capture 4.5 nous montre après la configuration de l'authentification sur le routeur PE_1, la relation de voisinage va tomber parce que le routeur P_1 ne connait pas encore le mot de passe. Donc nous allons taper la même commande sur le routeur P_1 pour rétablir la relation avec le même mot de passe bien sûr.

Nous allons continuer les mêmes procédés sur les autres interfaces Loopback des routeurs directement connecté entre eux du nuage MPLS.

La partie la plus importante de la configuration coté operateur est la mise en place du protocole MP-BGP. Ce protocole fait appel à la notion de VPN. Le protocole MP-BGP permet non seulement de faire communiquer les différents voisins mais aussi de faire les routes dans le VPN. C'est lorsqu'on configure ce protocole de routage que la notion VPN commence à intervenir. Le MP-BGP est un protocole qui est diffèrent des autres protocoles que nous connaissons comme OSPF RIP EIGRP.... Avec ce protocole MP-BGP nous allons la possibilité d'interconnecter les différents sites de l'université grâce à un fournisseur d'accès d'internet. Il faudra pour chacune des routes venant des différents ENO de l'université un élément qui s'appelle Route Distinguisher. L'utilisation du protocole de MP-BGP permet de relier les tables de routages virtuelles (VRF) crées au niveau des routeurs PE_1 et PE_2.

Dans notre présentation nous allons utiliser le protocole MP-BGP pour importer et exporter les VRF mais aussi de crypter les paquets qui circulent au sein du réseau de l'université grâce à un VPN.

Address-family vpnv6 permet d'entrer dans le mode de configuration des VPN. La commande neighbor 6.6.6.6 activate permet d'activer l'échange de route entre le routeur PE_1 et le routeur PE_2 via le VPN. Update-source loopback 0 pour des besoins de cohérences et pour éviter des instabilités au sein du réseau.

Les mêmes commendes devront être appliquées au niveau du routeur PE_2 pour autoriser l'échange.

Après avoir fait les mêmes configurations sur le routeur PE_2, on constate que maintenant la relation de voisinage entre le routeur PE_1 et PE_2 est activé comme montre la capture 4.11.

Capture 4. 11: Etablissement de la relation de voisinage entre le routeur PE_1 et PE_2

Nous allons maintenant commencer la dernière partie de la configuration de MPLS : la redistribution des routes.

La redistribution des routes permet de traduire un protocole de routage ou plutôt d'injecter les routes d'un protocole de routage dans un autre. Prenons un exemple dans la vie réelle : quelqu'un qui parle Français et qui ne parle pas l'Anglais et un autre qui parle Anglais qui ne parle pas Français, pour qu'ils puissent communiquer ils ont besoin d'un traducteur. Donc dans ce cas-là ; le traducteur c'est la redistribution. Il faut que le traducteur sache parler Anglais et traduire l'Anglais en Français et celui-ci sache parler Français et traduire le Français en Anglais. La gestion de la redistribution des routes permet de faire la redistribution des routes du protocole EIGRP vers le protocole BGP et le protocole BGP vers le protocole EIGRP. La redistribution des routes se fait au niveau des routeurs PE_1 et PE_2

Pourquoi configurer la redistribution des routes parce que pour la communication des deux routeurs PE_1 et PE_2 c'est le protocole BGP qui est utilisé par contre pour la communication entre PE_1 CE_Siege_UVS et PE_2 CE_ENO_SL, c'est le protocole EIGRP qui est utilisé. Si on veut faire transiter des routes qui se retrouvent sur le CE_Siege_UVS jusqu'au CE_ENO_SL, il faut envoyer ces routes via le protocole EIGRP vers le PE_1 mais PE_1 doit prendre ces routes qu'il a reçu en EIGRP et les envoyer dans BGP pour que ces routes puissent être acheminé vers le destinataire.

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Capture 4. 13: Redistribution de EIGRP vers BGP à partir du routeur PE_1 Redistribution de BGP dans EIGRP sur le routeur PE_2

Capture 4. 14: Redistribution de BGP vers à partir du routeur PE_2 Redistribution de EIGRP dans BGP sur le routeur PE_2

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4.3 Les étapes de la configuration MPLS-VPN

4.3.1 Configuration coté opérateur