Routing dinamico: OSPF

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1 Routing dinamico: OSPF

2 Contenuti del corso La progettazione delle reti Il routing nelle reti IP Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza Analisi di traffico e dei protocolli applicativi Multimedialità in rete Tecnologie per le reti future

3 Contenuti del corso La progettazione delle reti Il routing nelle reti IP Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza Analisi di traffico e dei protocolli applicativi Multimedialità in rete Tecnologie per le reti future

4 OSPF Open Shortest Path First

5 Argomenti della lezione Formato dei pacchetti Neighbour greeting Scambio delle informazioni di routing Propagazione sulle LAN Tipi di LSA

6 I pacchetti OSPF Hello Database Description Link State Request Link State Update Link State Acknowledgement Imbustati in IP Intestazione comune

7 Formato dei pacchetti OSPF Campi di lunghezza fissa No estensioni ignorabili Maggiore rigidità all evoluzione Codifica compatta Elaborazione veloce

8 Intestazione OSPF 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte Version Packet Type Router ID Area ID Packet lenght Checksum Authentic. type Authentication data

9 Identificativo del router Ogni router sceglie un identificativo univoco Normalmente uno dei propri indirizzi IP Mai cambiato Router ID Identificativo del router che genera il pacchetto

10 Autenticazione Authentic. type Authentication data Authentication data (64 bit) Solo per schemi semplici

11 Autenticazione Authentic. type Authentication data Authentication data (64 bit) Insufficiente per schemi complessi Ad esempio, chiave pubblica

12 Autenticazione Previsti 3 schemi Authentication type Null authentication Simple password authentication Cryptographic authentication Altri schemi potranno essere definiti

13 Neighbor greeting Invio periodico di pacchetti hello su ogni interfaccia Scoprire l identità dei vicini

14 Neighbor greeting Realizzare meccanismi di elezione Designated router e Backup designated router Master e slave

15 Informazioni topologiche: LSA LSA (Link State Advertisement) Inviati in modo affidabile Vari LSA in un pacchetto link state update Conferme di ricezione in pacchetto link state acknowledgment

16 Selective flooding Se un LSA non è già stato ricevuto viene Memorizzato nella base dati Inviato a tutti i vicini Tranne quello da cui lo si è ricevuto Non banale Problema: identificare univocamente ogni LSA

17 Identificazione degli LSA Ogni LSA è generato da un router Identificativo del router (advertising router) Nuove copie sono generate a seguito di cambiamenti topologici e periodicamente Numero di sequenza

18 Propagazione di LSA su LAN Un LSA inviato deve essere ricevuto da tutti i router della LAN Problema: gestireleconferme e le ritrasmissioni Elevata complessità Molte informazioni Molti timer

19 Propagazione di LSA su LAN Soluzione: delegare un solo router Designated Router (DR)

20 Designated router Distribuisce LSA Raccoglie conferme di ricezione Timer di ritrasmissione Ritrasmissioni Grossa mole di informazioni raccolte nel tempo

21 Criticità del designated router Solo DR sa quali router hanno ricevuto gli LSA inviati sulla LAN Malfunzionamento improvviso perdita informazioni

22 Criticità del designated router Sostituzione scambio grossa mole di dati Elevato traffico Molto tempo

23 Backup designated router Eletto nello stesso procedimento elettivo che identifica il DR Basato su identificativo Ascolta i messaggi diretti al DR Memorizza le stesse informazioni DR e backup DR non decadono

24 Propagazione di LSA su LAN Ma allora, come funziona? Link state update in multicast LSA da propagare è inviato ad un indirizzo riservato ai DR AllDrouters R DR B-DR

25 Propagazione di LSA su LAN Il DR invia l LSA ad un indirizzo multicast riservato a tutti i router AllSPFrouters R DR B-DR

26 Propagazione di LSA su LAN Ogni router invia una conferma di ricezione (acknowledgment) Inviata all indirizzo AllDrouters Il B-DR mantiene allineate le proprie informazioni R DR B-DR

27 Propagazione di LSA su LAN Il DR esegue ritrasmissioni selettive verso i router da cui non riceve conferme Un timer per ogni router R DR B-DR

28 Sincronizzazione della base dati Tutti i router di un area hanno la stessa base dati Copia più recente di ogni LSA propagato nella loro area

29 Sincronizzazione della base dati Due router che scoprono di essere adiacenti sincronizzano le proprie basi dati Accensione Riparazione collegamento

30 Sincronizzazione della base dati Identificazione (processo di elezione basato su identificativo) Master Slave Il master comincia il processo Trasmissione di pacchetti Database Description (DD)

31 Pacchetti database description Contengono un elenco di LSA Solo informazioni necessarie ad identificarli Intestazione Numero di sequenza

32 Allineamento delle basi dati Se un router si accorge che: Non ha alcuni LSA elencati nei pacchetti DD ne richiede la trasmissione mediante pacchetto link state request

33 Allineamento delle basi dati Se un router si accorge che: L interlocutore non ha elencato alcuni LSA glieli invia mediante pacchetto link state update

34 Trasmissione LSA Gli LSA sono trasmessi in pacchetti link state update Le sole intestazioni di LSA sono trasmesse in pacchetti Database description Link state acknowledgment Link state request

35 Intestazione dell LSA (LSA header) 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte Link state age Advertising router Link state sequence number LS Checksum Res ET Link state ID Length LS Type

36 Indentificativo dell LSA Link State ID Identifica l oggetto descritto Semantica dipende dal tipo di LSA (5 tipi)

37 Indentificativo dell LSA Advertising Router Router che ha generato il LSA LSA sequence number

38 Link state age Il tempo in secondi da quando il LSA è stato generato Aggiornato durante il selective flooding Aggiornato nella base dati

39 Link state age Eliminazione dopo 3600s Nuova copia generata ogni 1800s

40 LSA type Router links-1 Network links-2 Network summary link-3 AS boundary router summary link-4 AS external link-5 Descrizione di aspetti diversi

41 LSA di tipo 1 Router links advertisement Classico link state Informazioni su Router adiacenti Reti (LIS) collegate Propagato solo nell area in cui è stato generato

42 LSA di tipo 2 Network links advertisement Descrive una LAN Elenco dei router presenti sulla LAN Propagato solo nell area in cui è stato generato Generato dal DR di una LAN

43 LSA di tipo 2 Network links advertisement Generato dal DR di una LAN Equivalente al link state generato dallo pseudo-nodo

44 Link state e LAN A X B C Y D Z

45 Link state e LAN Descrizione normale Magliatura completa Complessità SPF: E log N A B Z X D Y C

46 Link state e LAN Descrizione a bassa complessità Pseudo-nodo stella Minor numero di collegamenti (E) A B Z P-N X D Y C

47 LSA di tipo 3 Network summary link advertisement Descrizione riassuntiva di un area Generato da un area border router nelle altre sue aree Propagato solo nell area in cui è stato generato

48 Descrizione tramite LSA di tipo 3 D1 D3 R1 D2 Area 2 R7 R2 R6 D6 R3 Area 1 R5 D4 R4 R8 D5 D7 Area 0 R9 D8 R10 D9 R12 Area Area 5 R11

49 LSA di tipo 3 Descrizione di un area all esterno Grazie agli LSA di tipo 1 e 2 propagati nell area 1 R5 ne apprende tutti i dettagli topologici D1 D3 D2 R2 R3 Area 1 D4 R4 D5 R5

50 LSA di tipo 3 Descrizione di un area all esterno R5 genera LSA di tipo 3 nell area 0 e nell area 2 per descrivere l area 1 D4 D2 D3 D5 Area 2 R5 Area 0

51 LSA di tipo 3 Descrizione dell esterno in un area Dagli LSA di tipo 1 e 2 propagati nell area 0 e nell area 2 R5 apprende tutti i dettagli topologici di queste aree Area 2 R7 R6 D6 R5 R8 D7 R9 Area 0 R10

52 LSA di tipo 3 Descrizione dell esterno in un area Dagli LSA di tipo 3 propagati nell area 0 R5 apprende informazioni sulle destinazioni delle altre aree D8 R5 Area 0 R10 D9

53 LSA di tipo 3 Descrizione dell esterno in un area R5 genera LSA di tipo 3 nell area 1 per descrivere le destinazioni delle altre aree Area 1 R5 D6 D7 D9 D8

54 LSA di tipo 3 Network summary link advertisement Ogni LSA riguarda una singola destinazione (LIS) interna all area 1 Distanza da R5 alla destinazione Area 1 D4 D2 D3 D6 R5 D7 D9 D8 D5 Area 2 R5 Area 0

55 LSA di tipo 4 AS boundary router summary link advertisement Descrizione degli AS boundary router di un area Generato da un area border router nelle altre sue aree Propagato solo nell area in cui è stato generato R2 Area 2 R5 Area 0

56 LSA di tipo 5 AS external link advertisement Descrizione una destinazione (LIS) esterna al dominio di routing AS in terminologia OSPF Generato da un AS boudary router Distanza alla destinazione R2 D1 Propagato in tutto il dominio di routing

57 Ricapitolando Summary LSA (3) Dominio di routing Router LSA (1) Network LSA (2) Internal router Area N Area border router Destinazione esterna AS external LSA (5) AS boundary router summary LSA (4) AS boundary router Esterno del dominio di routing

58 Destinazioni esterne all AS Perché gli area border router non diffondono la distanza tra loro e le destinazioni? La soluzione scelta da OSPF Maggior scambio di informazioni Minor memoria

59 Pacchetto link state update Permette di inviare LSA ad un router adiacente Contiene un numero variabile di LSA Trasmesso ogni volta che il selective flooding prevede di inviare uno o più LSA

60 Pacchetto link state acknowledgement Usato per confermare ad un router vicino la ricezione di LSA Conseguente alla ricezione di un pacchetto link state update Contiene l intestazione di ogni LSA di cui si dà conferma

61 Pacchetto link state request Usato per richiedere ad un router vicino l invio di LSA Per esempio, durante la sincronizzazione delle basi dati Contiene l intestazione di ogni LSA di cui si richiede l invio

62 Collagamento virtuale (virtual link) Emulazione di un collegamento diretto tra due backbone router Si comportano come vicini Estensione dell area backbone Diviene non connessa Configurazione manuale Indirizzo IP del vicino

63 Collagamento virtuale Area 1 Area 5 Virtual link Area border router R1 Area 2 R2 Area 0 Area 3 Area 4 Area 6

64 Virtual link: come funziona? R6 Area 1 Area 5 R3 R1 Area 2 R2 Area 0 Area 3 Area 4 Area 6

65 Virtual link: ma funziona? I pacchetti OSPF sono imbustati in pacchetti IP La destinazione ed il sorgente sono gli estremi del virtual link (R1 e R2) I router dell area 2 sanno come raggiungere R1 ed R2 Grazie ad LSA di tipo 1 e 2

66 Virtual link: ma funziona? I pacchetti dato Sono destinati alla destinazione finale Attraversano il virtual link grazie alle informazioni sull esterno dell area 2 (LSA di tipo 3)

67 Virtual link: ma funziona? Da D1 (area 6) a D2 (area 3) Consegnato a R2 R6 R1 Area 0 R3 D1 Area 2 R2 Area 6 Area 3 D2

68 Virtual link: ma funziona? Gli LSA di tipo 3 generati da R1 annunciano D2 R6 R1 Area 0 R3 D1 Area 2 R2 Area 6 Area 3 D2

69 Suggerimenti per il dimensionamento Router per area: 50 Meno in caso di link non stabili Dipende dalla fascia dei router Vicini (neighbor): 60 Aree di un area border router: 3 2 oltre alla backbone area

70 Suggerimenti per il dimensionamento Gli area border router devono avere potenza di memorizzazione e calcolo adeguate

71 Suggerimenti per il dimensionamento Designated Router e il Backup Designated Router devono Avere potenza di calcolo e memorizzazione adeguate Non essere troppo carichi

72 Routing dinamico: OSPF

73 Simple password authentication Una password è inserita in ogni pacchetto OSPF Una password è associata ad ogni rete (Logical IP subnet) 1 piove_con_il_sole

74 Simple password authentication Accettati solo pacchetti contenenti password associata alla rete di ricezione Tutti i router sulla rete usano la stessa password Coerenza di configurazione Cambio password problematico

75 Simple password authentication Intercettando un messaggio si ottiene la password Si possono inviare informazioni false a tutti i router della rete Utilizzato soprattutto per evitare scambi di informazioni inaspettati Sviste di configurazione

76 Equal-cost multipath routing Più next hop per la stessa destinazione Non è detto che il router mantenga tutte le possibili route aventi stesso costo

77 Stub Area Unico punto di uscita Singolo area border router Non serve propagare informazioni esterne Solo informazioni sull interno del dominio di routing Default route ( /0)

78 Partizioni di area A seguito di guasti due o più reti risultano non più contigue Area 0 Backbone area R3 R1 R2 D51 D52 Area 1

79 Partizioni e aggregazione Se R1 ed R2 non aggregano D51 e D52 non ci sono problemi D51 è qui Area 0 Backbone area R3 R1 R2 D51 D52 D52 è qui Area 1

80 Partizioni e aggregazione Se R1 ed R2 aggregano D51 e D52 in un unico annuncio di D5 D5 è qui Area 0 Backbone area R3 R1 R2 D51 D52 D5 è qui Area 1

81 Partizioni e aggregazione Secondo i backbone router D5 (D51 e D52) sono raggiungibili indifferentemente tramite R1 o R2 Area 0 Backbone area R3 R1 R2 D5 D5 Se R3 riceve un pacchetto per D52...

82 Partizioni e aggregazione... lo inoltra a R1 che non lo può recapitare Area 0 Backbone area R3 R1 R2 D51 D52 Area 1

83 Partizioni di area: soluzione Riconfigurare l aggregazione sugli area border router Intervento manuale Rinuncia ai benefici Propagazione di maggior quantità di informazioni Limitata scalabilità

84 Partizioni di area: prevenzione Assicurarsi che le aree siano densamente connesse Elevato numero di collegamenti Svariati percorsi alternativi tra ogni coppia di destinazioni