ROUTER NOTE. Dispositivo attivo di rete che lavora a livello 3 della pila ISO-OSI, si occupa di instradare pacchetti di dati tra reti eterogenee

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1 ROUTER Nome file Dispositivo attivo di rete che lavora a livello 3 della pila ISOOSI, si occupa di instradare pacchetti di dati tra reti eterogenee Il compito di un router è : Determinare l instradamento ottimale Trasportare le informazioni tra le due reti (AS) AS = Autonomus System, insiemi di reti che possono contenere a loro volta un numero limitato di reti, amministrate da un unica autorità Può essere: Cablato o Wireless Modem o Broadband (RJ45WAN) Nella categoria Home/Office/Business, utilizza protocolli diversi (TCP/IP, PPP, PPoA, PPPoE, ENET ENCAP, ecc). Possiede un MAC e due IP, può essere cablato oppure wireless, broadband (possiede un connettore RJ45WAN per il collegamento ad un modem ADSL/ISDN) Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 1 AS = Autonomus System, insiemi di reti che possono contenere a loro volta un numero limitato di reti, amministrate da un unica autorità Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 1

2 E il processo di selezione dei percorsi in una rete lungo cui veicolare il traffico ROUTING Prima 1 backbone con 1 corerouter per ogni rete collegata Ora Modello gerarchico: n backbone che concordano politiche di routing per evitare i loop, i corerouter si aggiornano tra di loro Routing interno: Interior Gateway Protocol (RIP, OSPF, IGRP) Routing esterno: Exterior Gateway Protocol (EGP, BGP4) All inizio di Internet (anni 80) la sua architettura era molto semplice, esisteva una unica backbone e ogni rete fisica era collegata alla backbone da un corerouter che gestiva le rotte tra le reti Si passa poi ad un modello gerarchico, in cui esistono diverse backbone e ognuna concorda con le altre politiche di routing per evitare loop e aggiornamenti automatici tra i diversi corerouter. Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 2 Vengono quindi definite delle AS (Autonomus System), all interno di queste esiste un routing interno ed un Routing esterno, quest ultimo per garantire l aggiornamento delle altre AS. Le tabelle di routing Interne alle AS utilizzano protocolli di tipo IGP (Interior Gateway Protocol) ed utilizzano RIP, OSPF, IGRP, quelle esterne EGP. Le tabelle di routing esterno alle AS utilizzano protocolli di tipo EGP (Exterior Gateway Protocol) ed utilizzano EGP e BGP Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 2

3 AS Router ROUTING Nome file Si dividono in: Interior Router: responsabili connessioni interne alla AS, non hanno connessioni con l esterno Border Router (di confine) Punto di ingresso/uscita delle AS Exterior Router Tutti quelli al di fuori della AS considerata Interior Router: Sono quelli responsabili della trasmissione all interno della AS, e non hanno connessioni verso l esterno Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 3 Border Router: Detti anche di confine ed è il punto di ingresso/uscita dalle AS Exterior Router: Sono quelli che sono al di fuori della AS presa come riferimento. Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 3

4 ALGORITMI DI ROUTING Prima di parlare di Algoritmi di Routing, partiamo dalla definizione di rete informatica, cioè una serie di nodi interconnessi da collegamenti. Possiamo quindi rappresentarla con un grafo: i nodi rappresentano i router gli archi rappresentano i collegamenti il peso degli archi rappresenta il costo dei collegamenti, che può essere espresso in termini di: Nome file numero di nodi attraversati distanza geografica ritardo introdotto dal collegamento inverso della capacità del collegamento costo di un certo instradamento una combinazione dei precedenti casi Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 4 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 4

5 ALGORITMI DI ROUTING Algoritmi di routing Gli algoritmi di routing possono essere in: Statici, aggiornati manualmente Dinamici autoaggiornamento A percorsi Singoli A percorsi Multipli Gerarchici Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 5 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 5

6 ALGORITMI DI ROUTING Algoritmi dinamici basati su: Link State, i router inviano la propria tabella a tutti i nodi Distance Vector, i router inviano la propria tabella o porzione di essa solo ai nodi vicini Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 6 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 6

7 ALGORITMI DI ROUTING Link State Vantaggi: Gestisce reti di grandi dimensioni Robusto Ogni nodo ha la mappatura della rete Convergenza rapida Svantaggi: Complesso da realizzare Usa molta memoria Durante il coldstart, il router, tramite pacchetti di «Hello» usando i link a lui direttamente connessi rileva i nodi «vicini» ed i loro indirizzi Misura il ritardo o il costo per raggiungere i nodi vicini Crea un pacchetto Link State Packet con le informazioni elaborate e le manda in flooding a tutti i router In base ai pacchetti LSP ricevuti, calcola il cammino minore per raggiungere gli altri nodi e si aggiorna la propria tabella Convergenza = si ha quando tutti i router della rete hanno la stessa visione della rete Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 7 Gli algoritmi di tipo Link State si basano sul concetto di "mappa distribuita«, tutti i router posseggono una copia della mappa della rete, che viene regolarmente aggiornata solo quando si verificano dei cambiamenti. Quando su un collegamento si rileva un cambiamento, il dispositivo che ha intercettato il cambiamento crea un messaggio Link State Advertisement riguardante quella destinazione, e lo invia a tutti i nodi vicini. Ogni router riceve l annuncio LSA, aggiorna il proprio database, ed inoltra l annuncio LSA ai vicini. Questo algoritmo richiede molta memoria e notevoli capacità di elaborazione ma è comunque preferibile al distancevector. Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 7

8 ALGORITMI DI ROUTING Distance Vector Vantaggi: Semplice da realizzare Svantaggi: Convergenza lenta Rischio, in condizioni particolari, di inneschi di loop (tabelle mal aggiornate) Ogni router conosce solo la topologia di rete a cui è direttamente collegato Il router invia ai router adiacenti un «distance vector» che contiene indirizzo hop e costo Ogni router memorizza l ultimo vettore ricevuto per ogni router Ogni router ricalcola la sua tabella se cade una linea o riceve un nuovo vettore ed invia ai router vicini un nuovo vettore Questo algoritmo permette ai router di stabilire il percorso migliore che un pacchetto in ingresso deve intraprendere per raggiungere la destinazione. Usa per la scelta di un determinato percorso il numero minimo di interfacce da attraversare (hop).ù Ad intervalli regolari viene inviata la tabella di routing, o parte di essa, ai router vicini, questo anche se non si verificano cambiamenti nella rete. Quando un nodo riceve la tabella da parte di un vicino, verifica se ci sono modifiche da apportare alla tabella di routing locale. Da notare che ciascun router non conosce l intera topologia della rete, ma solo quella dei suoi vicini. Questo protocollo, a causa del continuo aggiornamento delle tabelle di routing, richiede parecchia banda. Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 8 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 8

9 LINK STATE Nuovo LSP quando: Viene scoperto un nuovo nodo vicino Il costo verso un nodo vicino è cambiato Un nodo vicino è scomparso (costo del link infinito) Un nodo quando riceve un LSP esegue le seguenti operazioni: Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 9 Se non ha mai ricevuto LSP dal nodo mittente, lo memorizza e lo ritrasmette in flooding a tutti i link a cui è connesso, tranne al link da cui è arrivata l informazione Se l LSP è più recente di quelli ricevuti in precedenza (Sequence Number), lo memorizza e lo ritrasmette in flooding a tutti i link a cui è connesso, tranne al link da cui è arrivata l informazione Se l LSP è identico ad uno già ricevuto in precedenza (Sequence Number), lo scarta Se l LSP è più vecchio di quello già ricevuto, trasmette al nodo mittente quello più recente in suo possesso Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 9

10 DISTANCE VECTOR A convergenza.. Un nodo quando riceve vettore esegue le seguenti operazioni: Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 10 Se possiede tale entry, aggiunge il costo del proprio link, controlla se ha un costo minore, in tal caso la sostituisce nella tabella. Se non possiede tale entry, aggiunge il costo del proprio link e la salva in tabella Dopo ogni aggiornamento tabella invia sui link a cui è collegato la propria tabella Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 10

11 Protocolli di routing Protocolli di routing Essi devono essere: Dinamici, devono riuscire a scegliere tra rotte alternative Scalabili, devono gestire tabelle sempre più complesse Rapidi, devono adattarsi velocemente alla struttura di rete In base all utilizzo possiamo dividerli in: EGP (Exterior Gateway Protocol): usati da provider, carrier, enti pubblici, ecc IGP (Interior Gateway Protocol) usati all interno delle AS, la maggior parte si basano sull algoritmo Distance Vector Coerenti, devono riuscire a concordare, con altri router, rotte funzionali Robusti, devono continuare a lavorare anche in caso di guasti hardware o alto traffico EGP (Exterior Gateway Protocol), protocolli che gestiscono le comunicazioni tra le varie reti (Sistemi Autonomi) di cui è composta Internet (provider, carrier, Enti Pubblici, ecc) ed utilizzano un unico protocollo, il BGP4 (Border Gateway Protocol versione 4) Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 11 IGP (Interior Gateway Protocol), protocolli utilizzati all interno dei Sistemi Autonomi, per gestire le informazioni tra i router dello stesso sistema, i principali protocolli utilizzati sono: OSPF (Open Shortest Path First), basato sull algoritmo Link State IGRP (Iterior Gateway Routing Protocol), basato sull algoritmo Distance Vector EIGRP (Enanced IGRP), basato sull algoritmo Distance Vector RIP (Routing Information Protocol), basato sull algoritmo Distance Vector Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 11

12 Tabelle di routing ROUTING 5 Nome file I Router utilizzano le Tabelle di Routing per prendere le decisioni sul percorso che dovranno fare i datagrammi. Basate su rotte statiche o dinamiche autoadattative, contengono almeno: Indirizzo destinazione Tipo di destinazione(locale o NextHop) Interfaccia di inoltro Costo Possono essere basate su rotte statiche configurate manualmente, oppure su rotte dinamiche che si autoadattano alla configurazione di rete in base ai cambiamenti che essa subisce ( interruzioni, condizioni di intasamento, ecc) e devono contenere almeno informazioni: Indirizzo di destinazione Tipo di indirizzo di destinazione, può indicare che la destinazione è direttamente raggiungibile dal router o indicare l indirizzo di un Router a cui inoltrare (Next Hop). Interfaccia a cui inoltrare il pacchetto destinato al Next Hop Costo, somma dei costi di tutte le linee attraversate; il costo di una linea è inversamente proporzionale alla sua velocità (banda trasmissiva, tipo e affidabilità del mezzo trasmissivo, lunghezza del percorso, traffico di rete, ecc ) Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 12 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 12

13 Esempio di routing ROUTING 6 1 L host A deve comunicare con l host B, ma vede che non fa parte della propria LAN, verifica nella sua cache ARP se esiste il MAC del Gateway (altrimenti invia un ARP request per la sua risoluzione), invia quindi il datagramma al Gateway predefinito configurato per la propria rete. Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 13 2 Il router riceve il datagramma, ne controlla l IP di destinazione e vede che è destinato al di fuori della LAN, analizza la sua tabella di routing e individua la entry corrispondente alla destinazione (nell immagine la riga arancione) 3 Il router estrae il MAC address e riassembla il pacchetto con il MAC del router relativo al successivo hop (salto), e lo inoltra sulla seriale 0, come definito dalla sua tabella di routing 4 Il router estrae il MAC address e riassembla il pacchetto con il MAC del router relativo al successivo hop (salto), e lo inoltra sulla seriale 0, come definito dalla sua tabella di routing Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 13

14 ROUTING 7 Routing statico con IOS CISCO Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 14 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 14

15 ROUTING 8 Routing dinamico con IOS CISCO Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 15 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 15

16 ROUTER COLLEGAMENTI In generale le interconnessioni tra DTE (Data Terminating Equipment) e DCE (Data CircuitTerminating Equipment) utilizzano connessioni seriali I principali standard sono: RS232 V.35 Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 16 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 16

17 ROUTER COLLEGAMENTI Connettore a 25 pin per RS232 Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 17 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 17

18 ROUTER COLLEGAMENTI V.35 Standard simile a RS232, ma per velocità superiori a bps E lo standard più diffuso per interfacce ad alta velocità, da 48 Kb/s a 2 Mb/s. Utilizza una combinazione di segnali di controllo, dati e segnali di clock, in trasmissione. Il connettore previsto da questo standard è quello mostrato in figura, a 34 pin, anche detto ISO Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 18 Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 18

19 GATEWAY E un dispositivo / servizio di rete che opera dal livello 3 al 7 della pila ISOOSI, serve a creare una porta di uscita dalla LAN per la connessione verso reti di tipo eterogeneo All interno della rete LAN semplice con una sola sottorete esiste un solo GW, in una rete con più sottoreti vengono configurati più GW che faranno da riferimento per ogni sottorete, questi GW dirotteranno il traffico in uscita dalla sottorete verso altre sottoreti oppure GW. Assocam Scuola Camerana, Modulo,UD 19 Solitamente la macchina in LAN che funge da GW implementa anche altri servizi, come Firewall/Proxy e DNS e Router. Assocam Scuola Camerana, Modulo, UD Pag. 19