RETI DI CALCOLATORI II

Transcript

1 RETI DI CALCOLATORI II Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine Ing. DANIELE DE CANEVA a.a. 2009/2010

2 ARGOMENTI DELLA LEZIONE ROUTING DINAMICO o OSPF o BGP ROUTING BROADCAST o N VIE o FLOODING o RPF o ALBERO DI COPERTURA

3 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST Sviluppato nel 1959 da Dijkstra 1. a tutti i percorsi associato un costo infinito 2. si definisce come working node il nodo di origine 3. ciclo che termina quando tutti i nodi hanno etichetta permanente: I. aggiorna il costo dei nodi adiacenti al working node II. tra tutti i nodi con etichetta non permanente si definisce come working node quello con costo minore e si contrassegna la sua etichetta come permanente

4 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST 5 v 3 w 2 5 u z 1 2 x 1 y

5 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST 5 v(2,u) 2 w(5,u) u z( ) 1 x(1,u) y( )

6 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST v(2,u) w(4,x) u 2 3 z( ) x(1,u) 1 y(2,u)

7 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST v(2,u) w(3,y) u 1 z(4,y) 2 x(1,u) y(2,u)

8 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST v(2,u) 3 w(3,y) u z(4,y) x(1,u) y(2,u)

9 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST v(2,u) w(3,y) 5 u z(4,y) x(1,u) y(2,u)

10 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST v(2,u) w(3,y) u z(4,y) x(1,u) y(2,u)

11 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST B E F A C 3 2 D G 4 H

12 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST B(2,A) 2 E( ) F( ) A 6 G(6,A) C( ) H( ) D( )

13 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST B(2,A) 7 2 E(4,B) F( ) A C(9,B) D( ) G(6,A) H( )

14 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST B(2,A) E(4,B) F(6,E) A 1 2 C(9,B) D( ) G(5,E) H( )

15 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST B(2,A) E(4,B) F(6,E) A C(9,B) D( ) G(5,E) 4 H(9,G)

16 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST B(2,A) E(4,B) F(6,E) A C(9,B) 3 2 D( ) G(5,E) H(8,F)

17 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST B(2,A) E(4,B) F(6,E) C(9,B) A 2 2 D(10,H) G(5,E) H(8,F)

18 ROUTING DINAMICO ALGORITMO SHORTEST PATH FIRST B(2,A) E(4,B) F(6,E) A C(9,B) D(10,H) G(5,E) 4 H(8,F)

19 ROUTING DINAMICO OSPF Sviluppato per dare risposta ai grossi problemi di scalabilità e velocità di convergenza del protocollo RIP 1988 l IETF iniziò a lavorare su OSPF (Open Shortest Path First), standardizzato nel 1990 con RFC 2338 Attualmente alla versione 2, è utilizzato dagli ISP di livello superiore

20 ROUTING DINAMICO - OSPF OBIETTIVI PERSEGUITI DALL IETF: basato su standard aperto diverse metriche dinamico e rapido routing basato su tipo del servizio (type of service IP) funzionalità rimossa in seguito supporto per sistemi gerarchici sicurezza

21 ROUTING DINAMICO - OSPF CARATTERISTICHE triggered updates incrementali anche periodico (30 min) per robustezza classless metrica: non viene imposta una politica dei pesi, costi definiti dall amministratore hop capacità del link = inverso della banda dell interfaccia sicurezza: possibile autenticazione password in chiaro firma MD5 con numeri di sequenza per protezione da attacchi ripetuti

22 ROUTING DINAMICO - OSPF CARATTERISTICHE multipath load balancing: fino a 16 equal-cost route per ogni destinazione (utilizzati 4 di def) supporto multicast: MOSPF instradamento gerarchico riconosce aree e AS

23 ROUTING DINAMICO - OSPF SVANTAGGI memoria: più memoria per contenere topologia e tabella routing carico computazionale: richiede extra CPU (specialmente all accensione) design: più complesso per gestire la divisione della gerarchica in aree configurazione e troubleshooting

24 ROUTING DINAMICO - OSPF GERARCHIA gerarchia a 2 livelli: backbone + aree area 0 area: gruppo di reti contigue usate per confinare il propagarsi delle informazioni di routing bene per flapping routes

25 ROUTING DINAMICO - OSPF AREE CARATTERISTICHE: non si sovrappongono la topologia di un area è invisibile all esterno tutte le aree sono collegate alla dorsale

26 ROUTING DINAMICO - OSPF border router altro AS boundary router backbone altro AS backbone router Area 3 Area 1 internal router Area 2

27 ROUTING DINAMICO - OSPF 4 CLASSI DI ROUTER internal router: completamente interno a un area border router: collegamento tra 2 o più aree backbone router: appartiene alla dorsale boundary router: router di confine con altri AS le classi possono sovrapporsi! es. router di confine sono anche di dorsale

28 ROUTING DINAMICO - OSPF 3 TIPI DI PERCORSO intra-area: il router sorgente conosce già il percorso più breve inter-area: dalla sorgente alla dorsale, attraverso alla dorsale, fino alla destinazione inter-as

29 ROUTING DINAMICO - OSPF ROUTER ID ID univoco su tutta la rete criteri di scelta dell ID: 1. l indirizzo IP più alto sulle interfacce di loopback del router interfaccia logica e non fisica 1. in assenza di interfacce di loopback viene utilizzato l IP più elevato sulle interfacce attive al momento dell accensione

30 ROUTING DINAMICO - OSPF SCAMBIO LSA lo scambio di LSA avviene tra nodi adiacenti non equivale a dire vicini una coppia di router devono creare un adiacenza per essere considerati neighbors e scambiare LSA i vicini vengono contattati con messaggi di HELLO poi inviati ogni 10 secondi come keepalive se keepalive mancanti, dopo 40 sec considerato guasto

31 ROUTING DINAMICO - OSPF SCAMBIO LSA Per ottenere adiacenza: numero area tempi di hello e dead sulle interfacce connesse password preconfigurata (se presente) area stub flag che indica il tipo di area dimensione massima MTU sulle interfacce

32 ROUTING DINAMICO - OSPF SCAMBIO LSA router A HELLO (values) LSACK router B if match raggiunto il two-way state si verifica un processo di elezione

33 ROUTING DINAMICO - OSPF SCAMBIO LSA Per evitare inefficienza viene creato un design client/server per ogni segmento di broadcast fanno eccezione i point to point WAN Designated router: nodo che mantiene le informazioni aggiornate di topologia e le propaga in tutto il segmento di broadcast Backup designated router: per fault tollerance in caso di guasto del designated router se DR cade viene sostituito e si elegge un nuovo BDR Drothers: tutti gli altri nodi

34 ROUTING DINAMICO - OSPF ELEZIONE DEL DR il router con più alta priorità (su 8 bit da 0 a 255, def 1) se uguale a zero il router viene escluso dall elezione a parità di priorità si sceglie il router con ID più alto A ID = Priority = 1 ID = Priority = 1 B BDR ID = Priority = 1 C D ID = Priority = 1 E ID = Priority = 1 DR

35 ROUTING DINAMICO - OSPF POST-ELEZIONE DEL DR! un router può fare capo a più DR/BDR se si affaccia su diversi segmenti broadcast si formano coppie master-slave che portano alla sincronizzazione tra DR e router (FULL STATE) master quello con ID più alto, non necessariamente il DR utilizzati speciali pacchetti che consentono di scambiarsi info temporali e fare query

36 ROUTING DINAMICO - OSPF POST-ELEZIONE DEL DR In caso di caduta di un collegamento: 1. il router avvisa il DR (multicast ) 2. il DR propaga l info agli altri router del segmento (multicast ) anche se trasmissione multicast il DR si aspetta un acknowledge da ogni altro router per conferma ricezione! per robustezza i DR manda in flooding il suo database dei collegamenti ogni 30 minuti

37 ROUTING DINAMICO - OSPF POST-ELEZIONE DEL DR BDR A B C C invia un messaggio a DR/BDR su D E DR DR inoltra l informazione a tutti su

38 ROUTING DINAMICO - BGP ROUTING TRA AS Protocolli diversi per ragioni: politico-amministrative scalabilità prestazioni AS1 BGP AS2 IGP IGP BGP AS3 IGP

39 ROUTING DINAMICO - BGP BGP Attualmente utilizzata la versione 4 definita nelle RFC da 1771 a 1774 std de facto per il routing tra AS Scopi: ottenere info raggiungibilità dagli AS confinanti propagare tali info all interno della propria rete determinare i precorsi più brevi verso tali destinazioni

40 ROUTING DINAMICO - BGP BGP Caratteristiche: utilizza sessioni TCP semipermanenti sulla porta 173 le connessioni tra i router non corrispondono necessariamente a collegamenti fisici le destinazioni non sono host ma prefissi CIDR ebgp per scambio dei prefissi ibgp per inoltro delle info dentro l AS

41 ROUTING DINAMICO - BGP BGP AS1 ibgp ebgp ibgp AS2 ebgp AS3 ibgp

42 ROUTING DINAMICO - BGP BGP route BGP : prefisso + attributi tra cui: AS_PATH: elenco degli AS attraversati dall annuncio ottenuto per accodamento ASN possibilità di rilevare annunci reiterati possibilità di scelta tra diversi path NEXT_HOP: l indirizzo IP dell interfaccia utilizzata per inoltrare l annuncio

43 ROUTING DINAMICO - BGP BGP Scelta tra percorsi alternativi: attributo di preferenza locale: assegnato dall amministratore, si sceglie valore preferenza più alto AS_PATH più breve: hop come metrica next hop più vicino hot potato routing identificatori BGP! Nella realtà è più complesso di così

44 ROUTING DINAMICO - BGP BGP Politiche di instradamento: solo il traffico che ha origine e/o destinazione in una rete cliente accordi di peering: negoziati privati tra ISP Z B X A C Y

45 ROUTING DINAMICO - BGP MULTIPATH ROUTING? B SRC A C Host D DST

46 BROADCAST ROUTING BROADCAST ROUTING Scopo: inviare pacchetto a tutti i nodi Tecniche: UNICAST a N VIE: semplice ma inefficiente, certi segmenti della rete verranno attraversati più volte es. origine connessa con singolo segmento questo vedrà N pacchetti, uno per destinazione! richiede conoscenza dell indirizzo di tutti i destinatari (propagato in broadcast?)

47 BROADCAST ROUTING BROADCAST ROUTING FLOODING CONTROLLATO: ogni nodo invia copia ai propri vicini tranne a quello dal quale ha ottenuto il pacchetto! in caso di cicli si ottiene broadcast storm E B A C D

50 BROADCAST ROUTING BROADCAST ROUTING FLOODING CONTROLLATO o NUMERO DI SEQUENZA: il nodo origine inserisce un identificatore e un numero di sequenza i destinatari possono discriminare se è pacchetto ripetuto e quindi se devono inoltrarlo o meno! deve mantenere una lista dei pacchetti visti

51 BROADCAST ROUTING BROADCAST ROUTING FLOODING CONTROLLATO o REVERSE PATH FORWARDING (RPF) (detto anche RPB Reverse Path Broadcast): 1. pacchetto inoltrato su tutte le uscite tranne quella dalla quale ho ricevuto il pacchetto 2. l inoltro avviene solo se il pacchetto è pervenuto dal percorso più breve che collega origine al nodo non è necessario conoscere tutto il percorso da sorgente a nodo, è sufficiente sapere quale interfaccia fa parte del percorso più breve

52 BROADCAST ROUTING BROADCAST ROUTING Con flooding controllato evitati i broadcast storm ma permane l inefficienza legata a pacchetti ripetuti! consumo di banda e CPU BROADCAST CON ALBERO DI COPERTURA assenza di cicli albero di copertura minimo: albero per il quale la somma dei costi associati ai lati è minima

53 BROADCAST ROUTING BROADCAST ROUTING BROADCAST CON ALBERO DI COPERTURA tutti i pacchetti di broadcast seguono sempre l albero, indipendentemente dalla sorgente E B D A C F G

54 BROADCAST ROUTING BROADCAST ROUTING BROADCAST CON ALBERO DI COPERTURA tutti i pacchetti di broadcast seguono sempre l albero, indipendentemente dalla sorgente E B D A C F G

55 BROADCAST ROUTING BROADCAST ROUTING BROADCAST CON ALBERO DI COPERTURA! il problema si sposta sulla creazione dell albero e sul suo mantenimento/aggiornamento o APPROCCIO BASATO SUL CENTRO 1. viene stabilito un nodo che sarà la radice dell albero 2. ogni nodo invia alla radice un messaggio di adesione si procede per innesti

56 BROADCAST ROUTING BROADCAST ROUTING B E D A C F G