Optimizing IP networks in a hybrid IGP/MPLS environment

Abstract

In this paper, we consider a traffic engineering (te) approach toip networks in a hybridigp/mpls environment. Thoughigp (Interior Gateway Protocol) routing has proven its scalability and reliability, effective traffic engineering has been difficult to achieve in public IP networks because of the limited functional capabilities of conventionalip technologies.mpls (Multi-Protocol Label Switching) on the one hand enhances the possibility to engineer traffic onip networks by allowing explicit routes. But on the other hand it suffers from the scalability (n-square) problem. Hybridigp/mpls approaches rely onip native routing as much as possible and usempls only if necessary. In this work we propose a novel hybrid traffic engineering method based on genetic algorithms, which can be considered as an offlinete approach to handle long or medium-term traffic variations in the range days, weeks or months. In our approach the maximum number of hops anlsp (Label Switched Path) may take and the number oflsps which are applied solely to improve the routing performance, are treated as constraints due to delay considerations and the complexity of management. We apply our method to the German scientific network (b-win) for which a traffic matrix is available and also to some other networks with a simple demand model. We will show results comparing this hybridigp/mpls routing scenario with the result of pureigp routing and that of a full meshmpls with and without traffic splitting.

Résumé

Dans cet article, nous considérons une approche ingénierie du trafic (traffic engineering,te) des réseauxip dans un environnement hybrideigp/mpls. Bien que le routageigp (Interior Gateway Protocol) ait prouvé son extensibilité (scalability) et sa fiabilité, l’ingénierie du trafic n’a pas été réalisée efficacement dans les réseauxip classiques à cause des capacités fonctionnelles limitées d’ip. mpls (Multi-Protocol Label Switching) améliore les possibilités de l’ingénierie du trafic dans les réseauxip en permettant l’utilisation de routes explicites; par contre il souffre du problème d’extensibilité (N²). Des approches hybridesigp/mpls se basent sur le routage traditionnel d’ip autant que possible en utilisantmpls seulement si nécessaire. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle méthode d’ingénierie du trafic basée sur l’algorithme génétique. Elle peut être considérée comme une approche offline permettant de gérer les variations de trafic à long ou moyen terme. Dans notre approche, le nombre maximal de sauts qu’unlsp (Label Switched Path) peut prendre et le nombre delsp utilisés seulement pour améliorer la performance de routage, sont traités comme des contraintes à cause de la complexité de gestion et du délai engendré. Nous appliquons notre méthode au réseau scientifique allemand (b-win) pour lequel une matrice de trafic est disponible et également à quelques autres réseaux avec un modèle de simple demande. Nous montrerons les résultats en comparant le scénario du routage hybrideigp/mpls à celui du routageigp pur et à celui d’un réseau maillémpls avec ou sans séparation de flux.