Autonomous System. I protocolli di routing usati all'interno di un AS sono denominati IGP (Interior Gateway Protocol) Esempio:

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1 Autonomous System R4 R1 R3 R2 Un insime di router collegati tra loro (rete) in cui è definita una politica di routing Unico amministratore che governa l'intera rete Piano di indirizzamento Un AS per essere connesso ad altri AS è identificato da un numero univoco assegnato da un ente globale Un AS è identificato da un numero

2 Autonomous System R4 R1 R3 R2 I protocolli di routing usati all'interno di un AS sono denominati IGP (Interior Gateway Protocol) Esempio: Distance vector: RIP, IGRP, Link state: OSPF, IS-IS I protocolli LS consentono di gestire una maggiore scalabilità e reti più complesse rispetto ai protocolli DV

3 Autonomous System R4 R1 R3 R2 I protocolli IGP non sono adatti a gestire il routing tra differenti domini (Internet) poiché: I router non riuscirebbero a gestire le ritrasmissioni dei Link State e i conseguenti ricalcoli causati dall'instabilità dei link Problemi di crescita delle tabelle di routing Non permettono la definizione di regole di business tra AS differenti

4 Exterior Gateway Protocol AS X R4 R1 R3 R2 BGP-4 AS Y R4 R1 R3 R2 I router di frontiera (ASBR, se il protocollo IGP è di tipo OSPF) eseguono il protocollo EGP: BGP (Border Gateway Protocol) I router R2 R4 comunicano tra loro su una connessione TCP Usando un trasporto TCP il BGP è sgravato da tutta la complessità derivante dal trasporto garantito dei messaggi

5 BGP-4 AS X R4 R1 R3 R2 BGP-4 AS Y R4 R1 R3 R2 E' lo standard de-facto del routing inter-dominio su Internet Non è un protocollo di routing in senso stretto del termine E' un protocollo di tipo path vector : Ad ogni prefisso IP viene associato una sequenza di numeri di AS che identifica il percorso La raggiungibilità IP tra R2 R4 non fa parte dei compiti del protocollo BGP

6 AS path tree AS1 AS2 AS3 AS4 AS5 Una rete X dell'as5 sarà per esempio nota al router BGP di AS1 come: AS2,AS4,AS5

7 NAP AS1 NAP AS5 AS3 AS4 Network Access Point: punto di scambio del traffico tra AS differenti Consentono lo scambio del traffico tra operatori regionali, internet service provider Ogni ISP si connette al NAP con link dimensionati in base al traffico La presenza di NAP consente anche a piccoli ISP di avere la raggiungibilità da e verso qualsiasi rete che partecipa al NAP

8 Connessioni dirette AS1 NAP AS5 AS3 AS4 ISP che hanno relazioni di traffico significative possono deciedere di stabilire delle connessioni dirette Usualmente il costo dei link viene diviso tra i due peer E' la soluzione tipicamente usata da ISP di dimensioni medio grandi che possono sostenere i costi dei collegamenti diretti

9 Tipologia di peering (1/1) ISP 1 ISP 2 N 11 N 1k N 21 N 2k ISP1 e ISP2 sono due core ISP e negoziano un contratto di peering in base al quale ciascuno accetta solo il traffico destinato alle proprie reti. Usualmente il peering diretto non prevede pagamenti di prezzi del servizio tra gli ISP ma la sola condivisione dei costi di realizzazione dei link

10 Tipologia di peering (2/2) BIG Internet ISP 1 ISP 2 N 11 N 1k N 21 N 2k ISP1 è un ISP core mentre ISP2 è un piccolo ISP; ISP2 negozia di utilizzare ISP1 come transito verso destinazioni Internet che non sono attestate a ISP1 (ISP1 viene usato come transito). Viceversa ISP2 accetta il traffico proveniente da ISP1 solo se destinato alle sue reti ISP2 usualmente paga ISP1 per il servizio di connettività verso la Big Internet

11 Problemi di business (1/2) ISP 1 ISP 2 N 11 N 1k N 21 N 2k ISP1 ha dimensioni molto maggiori di ISP2; ISP2 trae vantaggio dalle dimensioni di ISP1 (il traffico verso ISP1 transiterebbe altrimenti attraverso Internet) ISP1 può rifiutare il peering diretto con ISP2?

12 Problemi di business (2/2) Host di ISP2 Zona nord ISP 1 IX1 ISP 2 Zona nord Zona sud IX2 Zona sud Host di ISP1 Un host di ISP2 deve comunicare con l host di ISP1 Ci sono due possibilità: usare la rete di ISP2 e consegnare il traffico su IX2 che è il punto più vicino a alla destinazione (utilizzo maggiore della propria rete) consegnare il traffico al punto di interconnessione più vicino alla sorgente del traffico (utilizzo maggiore della rete del peer) Normalmente si usa un routing asimettrico: ogni ISP consegna il traffico al punto di interconnessione più vicino alla sorgente del traffico Questo approccio è possibile solo se gli ISP sono di dimensioni confrontabili (altrimenti il più piccolo trarrebbe vantaggio dalle dimensioni del peer)

13 Gestione indirizzi IP ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) Coordina le politche di assegnazione univoca di: indirizzi IP domini internet porte dei protocolli Coordina il sistema dei DNS root name server

14 Gestione indirizzi IP ICANN RIR (Regional Internet Registries) RIPE (Réseaux IP Européens): Europa e aree limitrofe ARIN : America, Africa APNIC: regione Asia Pacifico LIR (Regional Internet Registries)

15 Hierarchical Distribution

16 RIR Service Regions

17 Gestione degli indirizzi Il consumo di indirizzi IP è un fenomeno che si cerca di mantenere sotto controllo attraverso politiche di assegnazione rigorose La dimensione delle tabelle di routing continua a crescere con l'aumentare del numero delle reti/isp connessi ad internet I router connessi ad Internet hanno esigenze sempre maggiori di memoria e di CPU Per limitare la dimensione delle tabelle di routing è stato introdotto il concetto di CIDR che consente di accorpare più reti sotto una comune rappresentazione

18 CIDR Classless InterDomain Routing Notazione delle reti: prefisso/n Prefisso = indirizzo della rete N = numero di bit 1 contigui da sinistra che rappresenta la maschera della rete Supernet: Rete la cui maschera contiene meno bit della maschera naturale Esempio: /16 La mashera naturale è 24 bit La maschera a 16 bit rappresenta 256 classsi C: L'aggregazione in supernet implica anche una maggiore stabilità del routing

19 CIDR /19 maschera Spazio network naturale base maschera reti ( /24) ( /24) ( /24) ( /24) ( /24) ( /24)

20 Aggregazione di prefissi /19 => /19 => ( ) ( ) nuova base ( ) maschera ( ) aggregato = / Nota che esistono 8 diversi prefissi /19 di , che sono: , , , , , , , e l'aggregazione di solo 2 di esse trascina altre altre 6 reti

21 Aggregazione di prefissi /19 => /19 => ( ) ( ) nuova base ( ) maschera ( ) aggregato = / Nota che esistono 8 diverse prefissi /19 di , che sono: , , , , , , , e l'aggregazione di solo 2 di esse trascina altre altre 2 reti

22 Esempi di uso del CIDR /16 => 2^8 = 256 classi C, /17 => 2^7 = 128 classi C, /17 =>2^7=128 classi C, /19 => 32 classi C, /10 => 2^6=64 classi B, /10 => 2^6=64 classi B, /10 => 2^6=64 classi B, /10 => 2^6=64 classi B,

23 Statitistiche internet al 10/2/ Feb NetsNow NetsAggr NetGain %

24 Annunci in assenza di uso del CIDR NAP / ISP / / ISP / / / / /24

25 Annunci con CIDR NAP / / / /17 ISP / ISP / / / / / /24

26 Routing inter-as AS1 RA I0 AS2 RB N Facciamo riferimento alla rete N nell'as 2 i nodi interni di AS2 hanno una rotta calcolata tramite il protocollo IGP (OSPF) RB comunica agli altri AS che la network N è raggiungibile tramite AS2 RA propaga questa informazione ai router interni ad AS1 AS3 AS4 I router interni ad AS1 aggiungono una rotta per N che ha next hop RA int I0

27 Routing inter-as AS1 RA I0 AS2 RB N Nota che: affinchè la rete N sia raggiungibile da AS1 attraverso RA, l'interfaccia I0 deve essere nota attraverso il protocollo di routing IGP (OSPF) AS3 AS4 ciò si ottiene per esempio configurarndo I0 di RA all'interno del processo OSPF di AS1 ma come interfaccia passiva (interfaccia che non scambia pacchetti OSPF verso RB)

28 Caratteristiche principali del BGP Protocollo di routing path vector Decisione di routing basata sul numero di AS da attraversare per raggiungere un prefisso Solo il miglior percorso viene inserito nelle routing table (no load balancing) Utilizzo del CIDR Basato su sessioni TCP Sessioni BGP con i neighbor dichiarate esplicitamente La raggiungibilità dei neighbor non fa parte del BGP

29 AS Path AS /24 AS /24 AS /24 AS /24 AS /24 AS /24 La notazione riportata in tabella illustra come ad ogni prefisso è associato un percorso di AS number da seguire a ritroso / / / / /

30 Regola di routing Longest match AS 5 AS / / /24 AS /16 AS 4 AS / / / /16 AS / / / / / /16 2 AS2 sopprime gli annunci che riceve da AS5 e AS6 e fa un unico annuncio per tutto il suo prefisso. Il traffico da AS3 verso la rete /24 transita attraverso AS1 perchè AS1 ha fatto un annuncio più specifico di AS2 (24 bit contro 16) Prefisso d'ora innanzi con questa notazione si rappresentano gli annunci BGP

31 Regola di routing Longest match AS 5 AS / /24 AS / / /24 AS /24 AS 4 AS / / / / / / / /16 2 In questo caso AS2 annuncia in modo esplicito /24 in aggiunta al suo aggregato In questo modo in AS3 prevale il percorso 2,6 per la rete in questione (minimo numero di AS) Come regola generale, quando una rete è connessa a più di un AS, le sue reti devono essere annunciate in modo esplicito per avere un routing ottimale

32 Problemi di loop con il BGP (1/3) AS 5 AS / /24 AS / /16 AS / / /16 AS 3 NAP In questo caso AS2 annuncia /16 verso AS3 Inoltre supponiamo che su AS2 sia definito un default route: / verso AS3 Con questa configurazione AS2 invierà il traffico: Ad AS4 per il prefisso /16 Ad AS 3 per tutto il resto AS3 invierà il traffico ad AS2 per i prefissi /16 e /16

33 Problemi di loop con il BGP (2/3) AS 5 AS / /24 AS / /16 AS / / /16 AS 3 NAP Supponiamo che il link tra AS 5 e AS si interrompa La rete /24 non sarà più raggiungibile da AS2 che pertanto la rimuoverà dalla sua tabella di routing Supponiamo ora che da AS3 si invii traffico verso un host della rete /24 AS3 invia il pacchetto IP ad AS2 (seguendo l'annuncio per /16) AS2 invia il pacchetto IP ad AS3 (seguendo il default 0/0)

34 Problemi di loop con il BGP (3/3) AS 5 AS / /24 AS / /16 null0 AS / / /16 AS 3 NAP Soluzione AS2 deve avere un'istruzione esplicita per scartare tutto il traffico destinato ad una delle sue reti quando l'instradamento avviene tramite un rotta meno specifica dell'aggregato stesso (esempio il default è meno specifico di /16) Operativamente sui router si usa un cestino del traffico chiamato null0 : inviare traffico su questa interfacci significa scartarlo Quindi per evitare i loop è prassi inserire una rotta statica verso null0 per l'aggregato: route /16 null0

35 Tipi di connessione di un AS (1) Single Homed (1/5) AS 5 Customer 1 AS 100 NAP /24 ISP /16 AS 10 Customer 2 AS 200 ISP 2 Consideriamo AS 5: è una rete (d'ora innanzi customer 1) che ha preso indirizzi e connettività Internet da ISP 1 ISP 1 è un LIR: ha il suo spazio di indirizzi (/16) e ha assegnato una rete /24 a customer 1 Customer 1 ha una sola connessione verso Internet tramite ISP1 (se ISP1 non è raggiugibile da Internet non lo sarà neanche customer 1) Gli indirizzi di Customer 1 fanno parte dello spazio di indirizzamento assegnato a ISP1

36 Tipi di connessione di un AS Single Homed (2/5) AS 5 Customer /24 0/0 AS 10 Customer /24 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP /16 NAP Annunci BGP Route statiche Il traffico uscente da Customer 1 non può che essere inviato a ISP1, quindi la soluzione più semplice è che Customer_1 abbia un default verso ISP1 Viceversa la soluzione più semplice per gestire il routing verso Customer 1 (traffico entrante nell'as 5) è che ISP1 abbia una rotta statica per /24 verso AS5 Ovviamente ISP1 annuncerà verso il NAP il suo aggregato: /16 Inoltre, dato che Customer 1 è visibile da Internet solo tramite ISP1 non è necessario che utilizzi un numero di AS pubblico (vedremo che ISP1 deve sopprimere il numero di AS privato negli annunci BGP)

37 Tipi di connessione di un AS Single Homed (3/5) 0/0 AS /16 Customer /24 AS 100 NAP /24 ISP /16 AS 10 Customer 2 AS 200 ISP 2 Supponiamo ora che Customer_1 decida di interrompere il suo contratto con ISP1 e di acquistare la connettività Internet da ISP2 Customer1 non restituisce il blocco di indirizzi a lui assegnato ( /24) e continua ad utilizzarlo In questa condizione Customer1 è un AS Single Homed che utilizza indirizzi esterni a quelli dell' Internet service provider (indirizzi da ISP1, connettività da ISP2)

38 Tipi di connessione di un AS Single Homed (4/5) AS 5 Customer /24 0/0 AS 10 Customer /24 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP 2 Annunci non aggregati /24 NAP Il routing tra AS5 e ISP2 avverrà secondo le modalità già viste in precedenza; in aggiunta: ISP2 dovrà annunciare esplicitamente /24 (un annuncio in più oltre il proprio aggregato) ISP1 non può più annunciare il suo aggregato e dovrà dividerlo nel modo migliore possibile ( n annunci vedi slide successiva) considerando che si è creato un buco nel suo aggregato In questo modo si moltiplicano le route su Internet creando inefficienza; per questo le politiche esistenti su Internet scoraggiano questo tipo di comportamenti

39 Tipi di connessione di un AS Single Homed (5/5) AS 5 Customer /24 0/0 AS 10 Customer /24 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP 2 Annunci non aggregati /24 Annunci non aggregati di ISP1 (consideriamo il terzo ottetto): NAP 1) : /17 range ) : / ) : / ) : / ) : / ) : / ) : / ) : / soppresso 9) : /

40 Tipi di connessione di un AS (2) Dual Homed con indirizzi assegnati da un unico ISP (1/5) AS 5 Customer /24 AS 10 Customer /19 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP /16 NAP Consideriamo AS 10: è una rete (d'ora innanzi customer 2) che ha preso connettività Internet da ISP1 e ISP2 Supponiamo che tutti gli indirizzi siano allocati da un unico provider (ISP1) Vedremo più avanti le politiche che deve applicare AS10 per controllare il traffico entrante/uscente verso i due AS Per ora concentriamoci sugli annunci che devono fare ISP1 e ISP2

41 Tipi di connessione di un AS Dual Homed con indirizzi assegnati da un unico ISP (2/5) AS 5 Customer /24 AS 10 Customer /19 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP / / / / /19 NAP ISP1 può annunciare tutto il suo aggregato /16 ISP2 annuncia tutte le sue network con un annuncio aggregato + il prefisso /19 Con questa configurazione tutto il traffico passerebbe per ISP2; se si volesse utilizzare ISP1 anche ISP1 dovrebbe annunciare /19

42 Tipi di connessione di un AS Dual Homed con indirizzi assegnati da un unico ISP (3/5) AS 5 Customer /24 AS /24 AS 10 Customer /19 AS 15 Customer /19 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP /16 NAP Consideriamo ora il caso in cui anche Customer 3 sia dual homed (ISP1 e ISP2) con indirizzi nello spazio di ISP1, mentre AS25 sia single homed a ISP1 ISP2 decide di aggregare le network in modo da minimizzare gli annunci Quali sono gli annunci di ISP2 e ISP1?

43 Tipi di connessione di un AS Dual Homed con indirizzi assegnati da un unico ISP (4/5) AS 5 Customer /24 AS /24 AS 10 Customer /18 ISP1 annuncia tutto il suo range + due annunci specifici per gli AS 10 e 15 che sono dual homed ISP2 annuncia: AS 15 Customer /18 tutto il suo range di indirizzi /16 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP / / / / / /17 L'aggregato dei prefissi di Customer 2 e Customer 3: /17 NAP ERRORE: /24 (AS 25) è single homed su ISP1 ma è raggiungibile anche da ISP2

44 Tipi di connessione di un AS Dual Homed con indirizzi assegnati da un unico ISP (5/5) AS 5 Customer /24 AS /24 AS 10 Customer /18 AS 15 Customer /18 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP / / / / / / /19 NAP L'errore è stato commesso perchè ISP2 aggrega prefissi che non appartengono al suo range (nessuno può aggregare reti di altri!) ISP2 deve annunciare separatamente Customer 2 e Customer 3

45 Tipi di connessione di un AS (3) Dual Homed con indirizzi presi da entrambi gli ISP (1/4) AS 10 Customer / /20 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP /16 NAP Facciamo riferimento a Customer1 Dual homed su ISP1 e ISP2 come connettività Internet Due range di indirizzi: /19 assegnato da ISP /20 assegnato da ISP 2 Quali sono gli annunci di ISP1 e ISP2?

46 Tipi di connessione di un AS Dual Homed con indirizzi presi da entrambi gli ISP (2/4) AS 10 Customer / /20 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP / / /16 NAP Soluzione 1: ISP1 annuncia /16 ISP2 annuncia /16 Non viene garantito il failover: Se si perde la connettività tra ISP1 e Customer1, il prefisso /19 non è più raggiungibile Se si perde la connettività tra ISP2 e Customer1, il prefisso /20 non è più raggiungibile

47 Tipi di connessione di un AS Dual Homed con indirizzi presi da entrambi gli ISP (3/4) AS 10 Customer / /20 AS 100 ISP /16 AS 200 ISP / / /20 NAP / /19 Soluzione 2: ISP1 annuncia /16 e /20 ISP2 annuncia /16 e /19 Il prefisso /19 (assegnato da ISP1) in condizioni normali viene raggiunto attraverso ISP2 Il prefisso /20 (assegnato da ISP2) in condizioni normali viene raggiunto attraverso ISP1 Viene garantito il failover (in caso di indisponibilità del collegamento verso ISP1 tutto il traffico diretto a Customer1 transita per ISP2 e viceversa)

48 Tipi di connessione di un AS Dual Homed con indirizzi presi da entrambi gli ISP (4/4) AS 10 Customer / / / /19 AS /20 ISP /16 AS 200 ISP /16 NAP / / /19 Se invece ISP1 e ISP2 effettuano anche annunci specifici per i prefissi di customer 2 che è multihomed, si può tentare di bilanciare il traffico sui due collegamenti di Customer 1

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