2. Instradamento (v. 02)

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1 2. (v. 02) Università di Genov Fcoltà di Ingegneri Telemtic 3 2. Protocolli di Prof. Rffele Boll dist Requisiti Minimizzre lo spzio occupto dlle RT per:» Velocizzre l commutzione» Semplificre i router (meno cri)» Ridurre l informzione necessri ll ggiornmento Minimizzre il trffico di controllo Essere robusto, ossi evitre:» icli» Buchi neri» Oscillzioni Ottimizzre i percorsi (dl punto di vist dell distnz, del ritrdo, del costo economico, ) 2.2 Alterntive entrlizzto o distribuito (o isolto) Bsto sull sorgente o hop-by-hop Deterministico o stocstico Singolo percorso o multi-percorso Dipendente dllo stto (dinmico) o indipendente dllo stto (sttico) Distnce Vector o Link Stte. Algoritmi di instrdmento Shortest pth Il problem del percorso minimo o shortest pth è quello di trovre il percorso p fr i e j tle che D si minimo. Esistono diversi metodi per risolvere questo problem, uno di questi prende il nome di Algoritmo di Bellmn-Ford. Tle lgoritmo fisst un destinzione, trov il percorso minimo d ogni nodo tle destinzione nell ipotesi non ci sino distnze negtive (d ij 0) Algoritmi di instrdmento Shortest pth - Bellmn Ford Definendo come il nodo destinzione d ij = se (i, j) non è un rco (i nodi i e j non sono direttmente connessi), D i h come l lunghezz del percorso più corto fr il nodo i ed il nodo, contenente l mssimo h rchi D i h = se tle percorso non esiste D h = 0, h, per convenzione D i 0 = per tutti gli i l iterzione dell lgoritmo di Bellmn-Ford è D i h+ = min j {d ij + D j h } per ogni i L lgoritmo h termine qundo D i h+ = D i h i Algoritmi di instrdmento Shortest pth Spnning Tree L ppliczione equzione di Bellmn selezion un solo rco uscente d ogni nodo i (eccetto l dest. ), cioè quello per cui l somm d ij + D j h è minim. Quindi in sostnz gli rchi scelti dll lgoritmo ed i nodi formno uno spnning tree perché: omprendono tutti i nodi per definizione non possono formre cicli (essendo le lunghezze positive) Tle spnning tree viene chimto Shortest Pth Spnning Tree (SPST) ed il nodo destinzione è chimto root (rdice) Telemtic 3 - R. Boll

2 2. (v. 02) Algoritmi di instrdmento Shortest pth Spnning Tree Un grfo non orientto può essere rppresentto come un grfo orientto cui d ogni rco non orientto corrispondono due rchi, uno per direzione, con egule peso. In generle il MSP (Minimum weight Spnning Tree) e il SPST sono diversi: Il MSP minimizz il costo di un brodcsting; Il SPST invece minimizz il costo delle comuniczioni fr un qulunque nodo e l root. osto tot. 6 MSP osto medio 4 SPSP osto tot. 8 4 osto medio 3, L lgoritmo di Bellmn Ford può essere relizzto in modo distribuito ed in questo cso viene chimto Distnce Vector Routing. Ogni nodo (router) conosce l identità di tutti nodi dell rete e i nodi lui direttmente connessi (vicini). Ogni nodo mntiene un Distnce Vector, ossi un list di coppie (destinzione, costo) per tutte le possibili destinzioni. Il costo è l somm stimt dei costi sui singoli link sul percorso più corto (shortest pth) verso quell destinzione. Ogni nodo inizilizz i costi reltivi destinzioni lontne d un vlore lto, convenzionlmente indicto infinito. 2.8 Periodicmente ogni nodo invi i propri vicini il proprio DV. Qundo un router A riceve un DV d B (suo vicino), verific quli srebbero i costi per le vrie destinzioni usndo come trnsito B; per le destinzioni in cui tli costi risultno minori di quelli ttuli, sostituisce il costo vecchio con quello clcolto e lo stesso f con il next-hop nell RT. A B 4 4 D Situzione Inizile A B D A 0 4 B D 4 0 osto per rggiungere B d A + 0 osti d B gli ltri = osti pssndo per B 0 4 osti ttuli in A min Nuovo DV - - B B Next hop Questo procedimento corrisponde relizzre in modo distribuito e sincrono l lgoritmo di Bellmn-Ford, perché ogni nodo i esegue l iterzione D i min j N (i) {d ij + D j } (dove N(i) è l insieme dei nodi dicenti d i), usndo le stime D j più recenti ricevute di vicini e trsmettendo D i i propri vicini. Si dimostr che non è necessri un inizilizzzione con prticolri vlori di D j. Si A il numero di rchi e N quello dei nodi Nel cso peggiore, l lgoritmo di Bellmn-Ford centrlizzto compie N- iterzioni, ciscun su N- nodi, con l più N- lterntive per nodo, il che porterebbe complessità O(N 3 ). Si può mostrre che l complessità è O(mA), con m numero di iterzioni per l convergenz. Questo port un complessità generlmente compres fr O(N 2 ) e O(N 3 ). Nel cso distribuito, se le iterzioni fossero eseguite in modo sincrono (simultnemente d ogni nodo), scmbindo d ogni iterzione i risultti con i vicini, prtendo dlle condizioni inizili D i 0 = per tutti gli i e D 0 = 0, l lgoritmo convergerebbe in l più N- pssi Telemtic 3 - R. Boll 2

3 2. (v. 02) Le buone notizie viggino veloci 4 Y Le cttive notizie viggino lente 60 4 Y Y vi X 4 6 X X 6 Z X 6 X 3 Y vi X 4 6 X X X 60 6 Z X 60 8 X 60 8 Z vi X 50 5 X 50 5 X 50 2 X 50 2 Z vi X 50 5 X 50 5 X 50 7 X 50 7 X 50 9 t 0 t t 2 tempo 2.3 t 0 t t 2 t 3 tempo 2.4 Questo tipo di lgoritmo h un problem legto ll ggiornmento che è chimto ount-to-infinity : A B osto verso Inizile Si rompe B A 2 B B A 2 B B - A - B 3 A A 4 B B - Prossimo nodo Dopo il scmbio Dopo il 2 scmbio i sono diverse possibili soluzioni l count to infinity Pth vector» oltre l costo si trsmette il percorso (pth-vector), in questo modo i nodi possono cpire qundo non esiste più un percorso vlido verso un cert destinzione. (BGP) Split horizon» Non viene pssto il costo per un cert destinzione d un vicino se questi è il next hop per quell destinzione.» Un versione più compless dett split horizon with poisonous reverse, invece di non pssre costi pss un costo infinito, questo volte cceler l convergenz. (RIP)» Nel cso precedente, A non invi B un costo (o lo invi infinito) verso. Il ciclo quindi non si cre. A - B » Se ho,più nodi coinvolti nell rottur direttmente non si riesce bloccre il conto d infinito. A Si rompe D D Triggered updtes» Normlmente, per evitre un numero eccessivo di ggiornmenti delle tbelle e di trffico di controllo, si limit il ritrdo minimo fr due ggiornmenti consecutivi (per es. 30 sec.). Nel cso di collegmento cduto, gli ggiornmenti sono ftti immeditmente (riduce il tempo di convergenz). (RIP) B B e A hnno sempre mndto un costo infinto verso D, m non l uno ll ltro; questo innesc un ciclo che coinvolge A, B e. Source trcing» Insieme l costo i nodi si scmbino nche il nodo d ttrversre immeditmente prim dell destinzione. on quest informzione ggiuntiv è possibile ricvre direttmente dll tbell il percorso complessivo e quindi, mntenendo l RT più piccol si ottiene lo stesso del pth vector. A B D E RT di A F Dest. Succ. Ultimo A - B B A A D B B E B D F B E Telemtic 3 - R. Boll 3

4 2. (v. 02) Link-stte Link-stte - Dijkstr (ont.) L filosofi del Link Stte (LS) routing è quell di distribuire tutti i nodi dell rete l inter su topologi ed i costi di ogni link che l compone. on quest informzione ogni router è in grdo ci clcolrsi i propri percorsi ottimi verso ogni destinzione. Se tutti vedono gli stessi costi e tutti usno lo stesso lgoritmo, i percorsi srnno liberi d cicli. Quindi sono due gli spetti crtterizznti questo metodo Il modo in cui l topologi dell rete viene diffus fr i nodi. Il modo in cui ogni nodo clcol i percorsi ottimi. Nel cso LS ogni nodo pplic l lgoritmo di Dijkstr. A differenz dell lgoritmo di Bellmn-Ford che iter sul numero di rchi ttrversti d un percorso, l lgoritmo di Dijkstr iter sull lunghezz del percorso. Nel cso peggiore l su complessità è O(N 2 ), in medi si colloc intorno O(A loga) con A numero degli rchi Link-stte - Dijkstr Si P un insieme di nodi e D i l distnz minim stimt dl nodo. Fissndo inizilmente P = {}, D = 0, D j = d j per tutti i j I pssi dell lgoritmo di Dijkstr sono Trov i P tle che D i = min j P {D j } e poni P P {i}. Se P contiene tutti i nodi l lgoritmo è completto. 2 Per tutti i j P, poni D j min{d j, d ji + D i } e torn l psso Link-stte Disseminzione dell topologi Ogni nodo cre un insieme di Link-Stte-Pcket (LSP) che descrivono le sue linee in uscit. Ogni LSP contiene l indirizzo del nodo, quello dei nodi vicini, ed il costo delle linee verso i nodi vicini. Ogni LSP viene distribuito tutti i nodi trmite un controlled flooding» Ogni nodo che riceve un LSP lo memorizz in un dtbse e invi un copi su tutte le proprie linee in uscit, trnne quell d cui l h ricevuto. Si può dimostrre che nessun LSP pss due volte per lo stesso link lungo l stess direzione, quindi un LSP viene distribuito in l più 2L invii, dove L è il numero dei link Link-stte Numero di sequenz Per poter decidere se un LSP ricevuto è significtivo (contiene un informzione più recente di quell ttulmente nel nodo) ogni LSP deve contenere un numero di sequenz progressivo. Il numero di sequenz h vlore locle per ogni tipo di LSP (identificto d coppi ordint di nodi collegti d un line) Ogni volt che un nodo riceve un LSP più vecchio di quello in memori, lo elimin senz propgrlo. Link-stte Le sequenze relmente utilizzbili sono di lunghezz finit e quindi soggett d vvolgersi (wrpping) bloccndo l ggiornmento. Wrpped sequence number Per evitre il problem si può prendere un sequenz molto grnde (32 bit => ) e decidere che qundo due numeri distno troppo, il più piccolo si nche il più giovne. Per esempio supponendo che N si lunghezz dell sequenz, llor è più vecchio di b se» < b e b - < N/2 oppure se» > b e b - N/ Telemtic 3 - R. Boll 4

5 2. (v. 02) Link-stte L presenz di un numero di sequenz pone il problem dell inizilizzzione dell sequenz qundo un nodo si (ri)ttiv. Due sono i meccnismi dottti Invecchimento (Aging) Lollipop sequence spce Link-stte Invecchimento Prevede l inserimento di un cmpo di di nzinità nel LSP, che viene inizilizzto d un vlore (MAX_AGE) dl cretore del pcchetto. Ogni nodo copi in un conttore _AGE il vlore MAX_AGE e lo decrement periodicmente. Qundo in un router _AGE rggiunge zero, l corrispettiv informzione viene elimint dl DB e viene generto un LSP con nzinità zero, per forzre l stess operzione sugli ltri router. E difficile fissre un vlore ottimle per MAX_AGE (troppo corto: scde prim di essere stto sostituito; troppo lungo: un nodo che riprte deve ttendere lungo perché i nuovi pcchetti diventino significtivi) Link-stte Lollipop sequence spce Si trtt di un sequenz che si vvolge in modo prticolre (l boot l mcchin riprte d -N/2) -N/2 0 N/4 N/2- In questo cso è più vecchio di b se:» < 0 e < b o» > 0, < b e b - < N/4, o» > 0, b > 0, > b e b - > N/ Es. con N = Link-stte Lollipop sequence spce Qundo un nodo riceve un LSP con un numero di sequenz più vecchio di quello nel DB, lo comunic chi gli h invito il pcchetto fornendo nche l ultimo vlore di sequenz che vev memorizzto. Un nodo che riprte gener sempre un numero di sequenz più vecchio degli ltri e quindi i nodi vicini gli invino l ultimo vlore d lui usto d cui può riprtire ggiungendogli. In prtic i router vicini si comportno come un sort di memori distribuit Link-stte i sono lcune ltre considerzioni di criticità d fre Se l rete di prtizion per l cdut di un o più linee e le singole prti evolvono indipendentemente, qundo si ricollegno possono crersi problemi (loop). (Soluzione: scmbio fr nodi vicini di prti di DB) Se invece di un line, si rompe un nodo, non c è nessuno che propg l informzione. (Soluzione: pcchetti di Hello e nzinità mssim degli LSP nel DB) Bisogn proteggere gli LSP d corruzioni csuli o volute. Metriche e dinmic Metriche sttiche In genere si trtt di vlori inversmente proporzionli ll cpcità del link. L stticità f si che le linee minor velocità tendno d essere sotto-utilizzte. A 8 Mb/s 8 Mb/s 2 Mb/s inutilizzti B 8 Mb/s Pesi 8 Mb/s = 2 Mb/s = 4 2 Mb/s D Telemtic 3 - R. Boll 5

6 2. (v. 02) Metriche e dinmic Dinmiche Le metriche dipendenti dl trffico sono sicurmente più efficci, m comportno lcuni problemi. onsiderimo l sperimentzione vvenut su ARPAnet, dove in origine si er ust un metric proporzionle ll lunghezz delle code di uscit dei router, per fre lcune osservzioni:» L lunghezz (metric) derivv d un medi su un orizzonte (0 s). L durt dell orizzonte è critic: ort: troppi trnsienti; Lung: rete converge lentmente; L durt ottim non è omogene sull rete: dipende dlle cpcità dei link Metriche e dinmic» L dinmic del costo non deve essere lt: ltrimenti lcuni percorsi vengono completmente ignorti» L lunghezz dell cod è ust come predittore dell situzione futur del link: m linee con code lunghe non verrnno scelte nel futuro e quindi si scrichernno (specilmente quelle d lt cpcità) e vicevers.» L mncnz di restrizioni fr vlori successivi dei costi può generre oscillzioni significtive.» Il riclcolo qusi-sincrono delle tbelle tende rccogliere trffico su lcune linee Metriche e dinmic Metriche e dinmic L soluzione scelt per ARPAnet è stt: Metric mist cpcità-cod (sttic dinmic) dove crico bsso prevle l cpcità, crico lto l cod. osti con un dinmic ridott: vlori d 3. Mssim vrizione permess fr due successivi riclcoli: / Mpp dell metric A bsso crico si us un metric sttic che privilegi le linee veloci linee veloci linee lente 0.5 Ad lto crico si privilegi le linee scriche Rispost dell rete 2.33 Esprime il vlore del costo in funzione del crico sull line rico medio in funzione del vlore del costo su un singol line (un curv per ogni vlore del crico complessivo offerto ll rete) 2.34 Metriche e dinmic Utilizzzione Metric Rispost dell rete osto DVR e LSR Il confronto DV Routing (DVR) e LS Routing (LSR) è complesso, provimo distinguere diversi spetti: Velocità di convergenz» In genere si tende supporre che gli LSR convergno più rpidmente dei DVR, in prtic l velocità di convergenz dipende molto dll topologi dell rete e dlle crtteristiche del trffico. Volume di messggi di controllo» LS : con N nodi e A rchi richiedono lo scmbio di O(NA) messggi per ciscun nodo.» DV: deve solo scmbire i messggi con i propri vicini. Robustezz; se un nodo cominci funzionre mle:» LS: il nodo propg un costo sbglito, ogni nodo si clcol seprtmente l propri tbell» DV: il nodo propg un percorso sbglito, ogni tbell viene clcolt fcendo uso delle ltre Telemtic 3 - R. Boll 6

7 2. (v. 02) DVR e LSR Gerrchi I DVR sono non escludono l presenz di cicli priori, m con le opportune modifiche gli possono evitre efficcemente. Gli LSR, per contro, sono più complessi, devono fre uno sforzo significtivo per mntenere i DB congruenti (generndo nche un trffico di controllo più elevto) ed hnno Distnce Tble più grndi. Gli LSR possono usre più metriche diverse contempornemente. Gli LSR si prestno d essere estesi per supportre con le stesse tbelle rounting unicst e multicst i sono due rgioni importnti per le quli nelle reti di un cert dimensione si tende d usre meccnismi di instrdmento gerrchici: L sclbilità Per un numero di nodi elevto (WAN), indipendentemente dl tipo di lgoritmo, l complessità dell instrdmento e l dimensione delle RT diventno comunque eccessive (oltre l trffico di segnlzione). Per esempio, nel cso LS, con tnti rchi qunti nodi, si h un complessità di circ O(NlogN) ed un RT con con dimensione O(N), quindi # nodi RT lcoli O(3000) O( ) L utonomi mministrtiv Gerrchi Gerrchi - Autonomous Systems Internet distingue tre livelli gerrchici principli: Sottoreti o singoli domini di brodcst» All interno dei quli l instrdmento f uso dell ARP. Autonomous System (AS) In cui i protocolli di instrdmento prendono il nome di Interior Gtwy Protocol (IGP) e sono: RIP, IGRP e OSPF. Bckbone In cui i protocolli di instrdmento prendono il nome di Exterior Gtewy Protocol (EGP) e sono: EGP e BGP. Ulteriori livelli possono essere inseriti trmite lcuni protocolli (OSPF), o sfruttndo l route ggregtion Bckbone.b A. b A.c A d b c Autonomous System Border gtewy B. c b B 2.40 Gerrchi - Autonomous Systems Gerrchi - Autonomous Systems A.c.b b H A d A. b A.c c B. c b B H Telemtic 3 - R. Boll 7

8 2. (v. 02) Gerrchi Il prtizionmento è relizzto grzie ll gerrchizzzione degli indirizzi. L obiettivo è vere reltivmente pochi nodi per ogni livello (e re). Potenzilmente ogni livello può usre lgoritmi diversi L gerrchi non è strett, ossi il collegmento un re di un livello e il livello superiore può vvenire trmite più nodi (Border Gtwy, BG) i sono dei router che prtecipno ll instrdmento di livelli differenti. Alcuni indirizzi possono non essere omogenei con lo spzio di indirizzmento dell re/livello (questo diminuisce l efficci dell gerrchi). Gerrchi I diversi livelli non possono nscondersi reciprocmente tutte le informzioni: Ad es., per poter clcolre l instrdmento più opportuno, un nodo del livello 3 deve conoscere i costi per rggiungere i nodi del livello superiore. Allo stesso modo, un nodo di livello 4 deve conoscere i costi verso i nodi del livello 3. Queste conoscenze sono fornite trmite LSP prticolri (detti externl records e summry records) che contengono solo le destinzioni ed i costi per rggiungerle (non l topologi). In prtic le reti dei livelli superiori/inferiori vengono rppresentte come se i loro nodi fossero direttmente collegti i BG Routing Informtion Protocol (RIP) E un IGP originrimente progettto dll Xerox per l propri rete, introdotto dll Università di Berkley nell propri implementzione di TP/IP (BSD) E stto stndrdizzto con RF 058 nel 988, l versione 2 è descritt nel RF 723. E un DVR ed us un metric sttic: il costo di un percorso è il numero di hop (ossi di linee) di cui è composto (ossi ogni line costo ). Utilizz lo split horizon with poisonous reverse, e i triggered updte. Aggiorn l RT (trmite RIP response messge o RIP dvertisement) ogni 30 s. e elimin ogni vettore non ggiornto per 80 s consecutivi (considerndo l corrispondente line non più disponibile) Routing Informtion Protocol (RIP) H come vlore mssimo del costo 5, 6 corrisponde d infinito. Quindi non permette reti con percorsi con più di 5 router ttrversti. L limitzione di cui sopr è legt l ftto che per reti più grndi è troppo lento convergere (non ll dimensione del cmpo costo). Ne esistono due versioni, l second (RIPv2) consente l uso del IDR, ossi l route ggregtion, e l defult route. Lo scmbio di informzioni vviene ttrverso un protocollo di livello 4 (UDP) RIP RIP Port 520 Port 520 UDP UDP Protocol 7 Protocol 7 IP IP 2.46 Routing Informtion Protocol (RIP) Interior Gtewy Routing Protocol (IGRP) Sollecito per un DV Messggio di updte (nche su sollecito) ommnd Version Address Fmily ID IP Address Subnet Msk Next Hop Metric Usto per utenticzione Nel RIPv2 viene posto FFFF e viene ggiunto successivmente un cmpo pssword o 2 Usto solo in RIPv2 per distinguere fr percorsi interni ll AS ed esterni. Unused Route Tg Solo RIPv E nuovmente un DVR, m di tipo proprietrio; inftti è stto sviluppto dll ISO verso l metà degli nni 80 ed è disponibile solo sui suoi prodotti. Us un metric dinmic e sofistict (consider ritrdo, bnd, ffidbilità, lunghezz del pcchetto ed il crico) in cui il costo dell line viene composto trmite un somm pesto, i cui pesi sono impostbili dl gestore. Permette l suddivisione del crico su più linee (multipercorso). Us un meccnismo sofisticto per ccelerre l convergenz ed evitre i cicli Telemtic 3 - R. Boll 8

9 2. (v. 02) Open Shortest Pth First (OSPF) Nsce nel 990 con l RF 247 per sostituire il RIP rtteristiche fondmentli: protocollo perto, le specifiche sono di pubblico dominio, bsto sull lgoritmo Shortest Pth First (SPF). È un protocollo di tipo Link Stte utilizz i Link Stte Advertisements (LSA) per diffondere informzioni sull topologi dell rete. Un router OSPF utilizz le informzioni rccolte con gli LSA per clcolre il percorso ottimo (SPF) per ogni nodo 2.49 OSPF rtteristiche E stto relizzto per rispondere diverse esigenze: Open: ossi perto e non proprietrio. Sicurezz: gli scmbi fr router vengono utenticti, per proteggere gli ggiornmenti. Multi-metric: permette l uso di più metriche nche dinmiche e instrdmenti differenziti second, d esempio, del cmpo TOS. Multi-percorso: permette il bilncimento dei flussi su percorsi costo ugule. Multicst: support il multicst (M-OSPF) Gerrchico: support un gerrchi intern 2.50 OSPF Orgnizzzione dell rete Support tre tipi di connessione e reti Punto - punto fr router, Reti multiccesso con brodcst (LAN) Reti multiccesso senz brodcst (WAN pcchetto) Nel cso di LAN cui sono connessi più router, ne identific di riferimento (Designted Router, DR) per ridurre il trffico di LSP in brodcst sull LAN. R R2 H R3 H R2 R R3 Senz DR (n x (n-) brodcst) R2 R Designted Router R3 (Bckup DR) on DR (minor # di brodcst) 2.5 Open Shortest Pth First (OSPF) R9 R R2 R2 R3 LAN R R4 R0 R6 R5 R7 R8 I link uscenti d un LAN hnno costo nullo 2.52 Open Shortest Pth First (OSPF) OSPF Gerrchi 2.53 L entità più in lto nell gerrchi à l Autonomous System (AS), che è costituito d un insieme di reti con un unico mministrtore ed un comune strtegi di routing. Ogni AS può essere suddiviso in ree, ovvero gruppi di reti contigue e reltivi host. Router con interfcce multiple possono pprtenere più ree (Are Border Router). L topologi di un re non è visibile d entità esterne ll re stess. Mntenendo le topologie delle ree nscoste si riduce il trffico necessrio l protocollo. L re di bckbone è quell ll tutte le restnti ree dell AS devono essere collegte (è un sort ci centro stell) Telemtic 3 - R. Boll 9

10 2. (v. 02) Open Shortest Pth First (OSPF) AS Border Router (ASBR) D G Are Stub Are Internl Router Ad un ltro AS Are Bckbone A F Bckbone Router (BR) B K Virtul Link Ad un ltr re Are... Not So SA H Are Border Router (ABR) E Are Trnsit Are (SA) 2.55 Open Shortest Pth First (OSPF) Un re è definit Stub Are se h un solo Border Router, che è quindi l unic vi d ccesso ll rete estern ll re. iscun router nell rete conosce solmente il Border Router dell Stub Are. Non vengono propgti gli externl e i summry LSA. Restrizioni che crtterizzno le stub res: I link virtuli non possono ttrversre un Stub Are Non possono contenere un AS Boundry Router L instrdmento fr due ree viene relizzto in tre prti: Il percorso nell re sorgente fr l sorgente stess ed un Are Border Router. Il percorso fr i due ABR delle due ree trmite il bckbone Il percorso nell re destinzione fr l ABR che riceve il pcchetto dl bckbone e l destinzione. In prtic si forz un instrdmento stell in cui il bckbone rppresent il centro stell. Un Not So Stubby Are (NSSA) è più flessibile rispetto d un Stub Are: i router possono scmbirsi informzioni reltive d ltri protocolli di routing OSPF Gerrchi OSPF Heder L mministrtore di rete può crere uno o più link virtuli per sopperire d nomlie AS Are Bckbone Gigbit Ethernet SW Are 2 Are 3 Designted router router gusto Gigbit Ethernet SW to internet Point to point link link virtule ttivto dopo l rottur del bckbone 2.57 version type messge length checksum router ID re ID uthentiction dt uthentiction type rest of OSPF messge Version ( byte): versione OSPF. L versione corrente è l 2 Type ( byte): indic il tipo di pcchetto Vlue Pcket type Hello Pcket 2 Dtbse Description Pcket 3 Link Stte Request Pcket 4 Link Stte Updte Pcket 5 Link Stte Acknowledgment Pcket Messge length (2 bytes): indic l dimensione totle del pcchetto in bytes Router ID (4 bytes): identific in modo univoco il router che h generto il pcchetto (è uno degli indirizzi IP del router) 2.58 OSPF Heder OSPF Autenticzione Are ID (4 bytes): indic l re cui si riferisce il pcchetto. hecksum (2 bytes) Authentiction type (2 bytes): indic il tipo di utenticzione utilizzt dl pcchetto Vlue Authentiction type 0 Null uthentiction Pssword uthentiction 2 ryptogrphic uthentiction Authentiction dt (8 bytes): dti di utenticzione 2.59 Pssword uthentiction: il cmpo uthentiction dt contiene un pssword comune tutti i router comunicnti. Non protegge relmente d ttcchi perché l pssword non è criptt e viene trsmess in ogni pcchetto OSPF. Protegge però d mlfunzionmenti dovuti errte configurzioni. ryptogrphic uthentiction: Si trtt in sostnz di un verific dell utenticità ed integrità dell informzione ftt trmite l lgoritmo MD Telemtic 3 - R. Boll 0

11 2. (v. 02) OSPF Algoritmo I Prim fse: i router dicenti si scmbino gli hello pcket. iscun router gener tli pcchetti su tutti i link e le reti d esso collegti. Router Router Router Hello Hello Hello Hello OSPF Hello Pcket OSPF HEADER (24 bytes) hello intervl network msk options router ded intervl designted router bckup designted router neighbor neighbor 2... neighbor n priority Network msk (4 bytes): netmsk ssocit ll interfcci d cui viene emesso il pcchetto Hello intervl (2 bytes): indic ogni qunti secondi viene emesso un pcchetto di Hello Options ( byte) OSPF Hello Pcket Priority ( byte): iscun router è configurto con un priorità, che può vrire tr 0 e 255. Viene eletto Designted Router il router che h l priorità più lt (quindi un router con priorità 0 non potrà mi diventre DR). Router ded intervl (4 bytes): indic il tempo dopo cui il Router v considerto irrggiungibile. Designted router (4 bytes): indirizzo del DR (0 se non ncor definito). Bckup designted router (4 bytes): indirizzo del Bckup Designted Router (0 se non ncor definito). Neighbor n: list di router ID d cui è stto ricevuto il pcchetto di Hello negli ultimi Ded_Intervl secondi 2.63 OSPF Algoritmo II Second fse: Ogni router distribuisce le informzioni che h ricevuto trmite gli hello pckets l resto dell rete. Per fre questo relizz un flooding degli LSA con dei Link Stte Updte Pckets. I router devono invire esplicitmente un cknowledgment qundo ricevono un LS Updte Pcket specificndo tutti gli LSA confermti Router Link Stte Updte Router Terz fse: Link Stte Acknowledgmernt clcolo dei percorsi ottimi (Dijkstr) e ggiornmento delle tbelle di routing OSPF Link Stte Updte Pcket OSPF Link Stte Advertisement Heder LSA LSA n OSPF HEADER (24 bytes) number of dvertisements LSA Heder LSA Dt... LSA Heder LSA Dt Number of dvertisements (4 bytes): indic il numero di LSA contenuti nel pcchetto Link Stte Advertisement Heder (20 bytes) LS ge options LS type link stte ID dvertising router link stte sequence number link stte checksum length LS ge (6 bytes): viene incrementto di un unità ogni secondo fino d un mssimo di Ogni router deve ripetere gli LSA d esso generti ogni 800 s. Options ( byte) LS type ( byte): identific i diversi tipo di LSA: Vlue LSA type Router link 2 Network link 3 Summry link to network 4 Summry link to AS boundry router 5 Externl link 6 Group membership dvertisement 7 NSSA link 9 Opque link confined to locl network 0 Opque link confined to n re Opque link for n entire utonomous system Telemtic 3 - R. Boll

12 2. (v. 02) OSPF Link Stte Advertisement Heder OSPF Link Stte Advertisement Link stte ID (4 bytes): identific univocmente i link per ogni dvertising router. In genere i routers scelgono l indirizzo IP dell interfcci sul link come identifictivo. Advertising router (4 bytes): l ID del router che gener l dvertisement. LS sequence number (4 bytes): utilizzto per distinguere versioni successive dello stesso LSA. LS checksum (2 bytes): codice correzione di errore che copre l intero LSA eccetto il cmpo LS ge (Fletcher s checksum). Length (2 bytes): dimensione in bytes dell intero LSA inclusi i 20 bytes di heder Tipi di LSA Tipo : router links» Simile d un LSP trdizionle» ontiene informzioni su router dicenti e LAN collegte» Propgto solo ll interno dell re» Può essere generto e propgto d un bckbone router sul bckbone. In questo cso è simile d un trdizionle LSP di livello 2. omunic quli sono i bckbone routers. Router link, ripetuto per ogni link 0 N V 0 Number of links t W E B Link type TOS count link ID link dt Defult metric TOS vlue 0 TOS metric Ripetuto per ogni TOS 2.68 OSPF Link Stte Advertisement OSPF Link Stte Advertisement Tipi di LSA Tipo 2: network links» Simile d un trdizionle LSP generto per conto di un LAN» Generto d DR di un LAN» Elenc tutti i router presenti sull LAN» Propgto sul bckbone di bckbone router network msk ttched router ttched router 2 Tipi di LSA Tipo 3: network summry links» Informzioni di livello 2 propgte in un re» Generto d un re border router» Identific ltre reti interne ll AS m esterne ll re Tipo 4: AS summry links» Informzioni di livello 2 propgte in un re» Generto d un re border router» Identific gli AS border routers other ttched routers TOS vlue network msk TOS metric OSPF Link Stte Advertisement OSPF Link Stte Advertisement Tipi di LSA Tipo 5: externl links» Informzioni di livello 2 propgte tutti i routers dell AS» Generto d un AS border router» Identific quli destinzioni sono disponibili esternmente ll AS AS Bckbone FDDI Are FDDI Type 3 LSA Ripetuto per ogni TOS E 0 metric forwrding ddress externl route tg Are 2 Type 2 LSA Are 3 Designted router Type LSA Type 5 LSA 2.7 to internet 2.72 Telemtic 3 - R. Boll 2

13 2. (v. 02) OSPF Link Stte Advertisement Tipi di LSA Tipo 6: group membership dvertisements (supporto l multicst)» Generto dl designted router» Identific uno o più vertici ovvero percorsi verso destinzioni che fnno prte del gruppo» Il cmpo Link stte ID dell LSA heder viene utilizzto per indicre l indirizzo specifico del gruppo Ripetuto per ogni vertice vertex type vertex ID OSPF Link Stte Advertisement Tipi di LSA Tipo 7: NSSA dvertisements.» Port lo stesso tipo di informzioni di un externl LSA.» H lo stesso formto di un externl LSA. Tipo 9, 0, : Opque dvertisements.» onfinti rispettivmente ll rete locle, ll singol re e ll intero AS.» Destinti d usi futuri OSPF Aggiornmento dtbse OSPF Dtbse description pcket In genere un router viene introdotto in reti già funzionnti. Non è possibile ripetere tutto il meccnismo di inizilizzzione dell inter rete ogni volt che si si introduce un nuovo nodo. Un router eventulmente ggiunto deve ggncirsi ll rete ed pprenderene l topologi più velocemente possibile; per fre questo intergisce con i router vicini cui chiede di trsferirgli il proprio dtbse. Quindi, nel momento in cui due router si incontrno per l prim volt trmite gli hello pckets, si scmbino informzioni reltive i propri link stte dtbse OSPF heder interfce MTU options 0 I M M S dtbse description sequence number LSA Heder Flg I e M: permettono i vicini di scmbirsi dtbse description pckets multipli. Il primo di questi pcchetti h il flg I (initil) ttivo e i restnti pcchetti trnne l ultimo hnno ttivo il flg M (more). Flg MS: identific Mster e Slve (dtbse description pckets) LSA n Heder OSPF Link stte request pcket Ricevuto il set completo dei Dtbse description pckets, il router lo confront con il proprio link stte dtbse ed eventulmente richiede un ggiornmento l proprio vicino (link stte request pcket). Primo LSA richiesto Ultimo LSA richiesto OSPF heder LS type link stte ID dvertising router... LS type link stte ID dvertising router EGP - EGP Al più vecchio dei protocolli EGP è stto ssegnto lo stesso nome che distingue l ctegori: EGP. E un protocollo di stile DV che però non propg costi m solo informzioni di rggiungibilità. Non è in grdo di evitre cicli e quindi non può essere usto in topologie mglite m solo d lbero. L su struttur di riferimento è compost d ore Router (R) collegti fr loro d lbero. Ogni AS può essere collegto d un unico R e quindi ogni R f d centro stell per un gruppo di AS Telemtic 3 - R. Boll 3