I protocolli di Routing

Transcript

1 Angelo Coiro - Antonio Cianfrani I protocolli di Routing

2 Introduzione al Routing I router devono conoscere i possibili percorsi verso le reti remote, ciò è possibile mediante Le informazioni ricevute dagli altri router (Routing Dinamico) La configurazione eseguita dall amministratore (Routing Statico) Il Routing Statico è una tecnica non scalabile Le route statiche devono essere configurate manualmente In caso di cambi di topologia di rete è necessario che l amministratore apporti le opportune variazioni alla configurazione delle route statiche Elevata complessità gestionale in caso di reti di grandi dimensioni Spesso i due tipi di routing, Statico e Dinamico, operano congiuntamente

3 Configurazione di una route statica Il comando per configurare una route statica è (config)#ip route Dest_IP_Add SubNet_Mask A/B Due possibili alternative Soluzione A: è specificata l interfaccia di uscita (è possibile solo in caso di link punto-punto) Soluzione B: è specificato l indirizzo IP del next-hop router (soluzione obbligatoria in caso di rete ethernet) Una particolare route statica è la route di default: ip route {next-hop-address outgoing interface]}

4 Protocolli di routing Un protocollo di routing è usato per comunicare tra i router e scambiarsi le informazioni di raggiungibilità relative alle reti Le informazioni che un router riceve da un altro router sono usate per costruire e mantenere le routing table Esempi di routing protocol Routing Information Protocol (RIP) Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) Open Shortest Path First (OSPF) Border Gateway Protocol (BGP)

5 Convergenza dei protocolli di routing Un aspetto fondamentale che caratterizza la prestazioni di un protocollo di routing è la velocità di convergenza Un protocollo di routing giunge a convergenza quando tutti i router di una rete stanno operando con la stessa visione della rete stessa Una convergenza veloce è desiderabile perché riduce il periodo di tempo in cui i router potrebbero prendere decisioni di instradamento non corrette

6 Autonomous System Un Sistema Autonomo (AS) è un insieme di reti sotto un unico amministratore che condividono la stessa strategia di routing Un AS è visto all esterno come una unica entità Ad un AS viene assegnato un identificatore di 16 bit L assegnazione può essere effettuata dall ARIN (American Registry of Internet Numbers), da un service provider o da un amministratore Un AS fornisce la divisione dell internet globale in reti più piccole, più facilmente gestibili

7 Classificazione dei protocolli di routing I protocolli di routing possono essere classificati in base ai principi di funzionamento in: Distance vector: RIP, BGP Link state: OSPF Un altra classificazione si basa sull ambito in cui possono essere utilizzati: Interior Gateway Protocol (IGP): internamente ad un sistema autonomo (RIP e OSPF) Exterior Gateway Protocol (EGP): tra i sistemi autonomi (BGP)

8 Antonio Cianfrani I protocolli di routing Distance Vector

9 Protocolli di routing distance vector (1/2) Gli aspetti caratteristici dei protocolli di routing distance vector sono: Ciascun router comunica esclusivamente con i router adiacenti (vicini) Due nodi sono adiacenti se sono direttamente connessi mediante la stessa sottorete I router inviano ai vicini dei messaggi contenenti la propria tabella di routing (ad eccezione dell EIGRP) Tali messaggi sono inviati periodicamente (il periodo dipende dal protocollo: per il RIP è 30 secondi) Ogni percorso contenuto nei messaggi ha una distanza che dipende dalla metrica utilizzata dal protocollo (per il RIP la metrica è il numero di hop)

10 Protocolli di routing distance vector (2/2) I router che utilizzano un protocollo di routing distance vector non hanno una visione globale della rete I router prima calcolano la propria tabella di routing per ogni percorso vengono memorizzate due informazioni: costo e next-hop le reti direttamente connesse compaiono con una distanza pari a 0 Quando ricevono un messaggio applicano un algoritmo (Bellmann- Ford) che consente di aggiornare la propria tabella di routing solo se esistono percorsi nuovi o migliori (in base alla metrica)

11 Esempio (1/6) eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth1

12 Esempio (2/6) eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth eth eth eth eth eth eth1 0

13 Esempio (3/6) eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth1 UPDATE UPDATE UPDATE eth eth eth eth eth eth1 0

14 Esempio (4/6) eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth eth eth eth eth eth eth

15 Esempio (5/6) eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth1 UPDATE UPDATE UPDATE eth eth eth eth eth eth

16 Esempio (6/6) eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth eth eth eth eth eth eth

17 Il problema del routing loop (1/4) Uno dei principali problemi nell utilizzo dei protocolli distance vector è la possibilità che si vengano a creare dei loop in rete Un loop è una condizione in cui un pacchetto IP viene continuamente trasmesso tra due o più router senza mai raggiungere la propria destinazione E causato dalla lentezza del processo di aggiornamento delle tabelle di routing di un protocollo distance vector: prima che si giunga a convergenza le tabelle di routing possono non essere consistenti Effetti principali di un loop: Viene saturata la banda di alcuni link Il traffico dati non arriva a destinazione Gli aggiornamenti di routing potrebbero andare persi e creare ulteriori loops

18 Il problema del routing loop (2/4) eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth eth eth eth eth eth eth

19 Il problema del routing loop (3/4) invia un aggiornamento ad prima che lo invii ad : tale aggiornamento contiene la route relativa alla rete eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth1 UPDATE eth eth eth eth eth eth

20 Il problema del routing loop (4/4) installa nella propria tabella di routing un percorso che in realtà non esiste: Traffico IP raggiunge il TTL massimo e viene scartato Aggiornamenti di routing continui (Count to Infinity) eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth eth eth eth eth eth eth

21 Count to infinity (1/2) Ogni volta che (o ) invia i propri aggiornamenti periodici, (o ) aggiorna la propria tabella di routing incrementando di 1 la distanza relativa alla rete eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth1 UPDATE eth eth eth eth eth eth

22 Count to infinity (2/2) Il problema del Count to Infinity viene risolto introducendo una valore massimo di metrica (nel caso del RIP tale valore è pari a 16) Quando una route raggiunge tale valore viene automaticamente marcata come irraggiungibile eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth1 UPDATE eth eth eth eth eth eth

23 Soluzioni al problema dei loop I protocolli distance vector prevedono diversi meccanismi, oltre alla definizione di una metrica massima, per minimizzare il problema dei loop: Holddown timer Split horizon Route poisoning Triggered Updates

24 Holddown timer L holddown timer consente all informazione di irraggiungibilità di propagarsi in rete Modalità di funzionamento: Quando un router riceve un aggiornamento da un vicino che gli indica che una rete prima accessibile adesso non lo è più, il router marca la rete come tale e fa partire un holddown timer Se arriva un update prima che tale timer si esaurisca dallo stesso vicino indicando che la rete in questione è di nuovo accessibile allora il timer è rimosso e la rete marcata come accessibile Se un aggiornamento arriva da un router vicino diverso con una metrica migliore di quella originale allora il router marca la rete come accessibile e ferma l holddown timer Se prima che l holddown timer scada si riceve un update da un router vicino diverso con una metrica peggiore, l update è ignorato: è molto probabile che questo aggiornamento non sia in realtà valido.

25 Split Horizon La regola dello Split Horizon prevede che un router non possa inviare l aggiornamento relativo ad una route sull interfaccia da cui ha ricevuto tale aggiornamento Lo Split Horizon potrebbe però anche impedire che informazioni corrette si propaghino. Per questo alcune volte è disabilitato dall amministratore di rete eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth1 non può inviare aggiornamenti relativi alla rete verso

26 Route Poisoning Il Route Poisoning consiste nell inviare all interno dei messaggi di aggiornamento anche le route divenute irraggiungibili Tale route vengono inviate con una distanza pari a 16 (unreachable) eth0 eth1 eth0 eth1 eth0 eth1 Poison eth eth eth eth eth eth

27 Triggered updates La causa dei loop è la lenta convergenza dei protocolli distance vector: bisogna aspettare che gli aggiornamenti periodici si propaghino a tutti i router della rete. Un modo per accelerare la convergenza è quello di consentire ad un aggiornamento relativo ad una nuova situazione topologica di essere immediatamente inviato da un router a i propri vicini, senza aspettare lo scadere del timer relativo agli aggiornamenti periodici Nuova situazione topologica: Interfaccia che cambia stato (up o down) Network non più raggiungibile Nuova network nella tabella di routing Un tale aggiornamento è definito un Triggered Update

28 Antonio Cianfrani Routing Information Protocol (RIP)

29 Il protocollo RIP RIP è un protocollo di routing distance vector Utilizza il numero di hops come metrica per l individuazione del percorso migliore Una route con distanza pari a 16 è considerata irraggiungibile Gli aggiornamenti di routing vengono inviati broadcast ogni 30 secondi I messaggi RIP sono incapsulati in pacchetti UDP, in cui sia la porta di destinazione che quella di sorgente è posta pari a 520 La distanza amministrativa del RIP è pari a 120

30 RIPv1 RIP ha due versioni Classful Routing Protocol (RIP v1) Classless Routing Protocol (RIP v2) RIPv1 non prevede all interno dei messaggi RIP informazioni relative alla maschera di sottorete: Quando un router riceve un messaggio relativo a una rete: Utilizza la maschera di default basandosi sulla classe dell indirizzo (classe A,B o C) Utilizza la maschera dell interfaccia su cui ha ricevuto l informazione RIPv1 è definito classful: in realtà supporta il subnetting ma solo se le sottoreti hanno la maschera delle stesse dimensioni (subnetting a lunghezza fissa) e sono contigue

31 Configurazione del protocollo RIPv1 (1/2) Il comando router rip abilita RIP come protocollo di routing Il comando network è usato per istruire il router su quali interfacce RIP deve essere usato: Il RIP è abilitato sulle interfacce relative alle reti (direttamente connesse) specificate; tali interfacce invieranno e riceveranno i messaggi RIP Le network specificate saranno inserite nei messaggi RIP inviati ogni 30 secondi

32 Configurazione del protocollo RIPv1 (2/2) Se dopo il comando network viene inserito un indirizzo non classful il router automaticamente fa la correzione (config)#router rip (config-router)#network (config-router)#network #show running-config! router rip network network !

33 Verifica della configurazione di RIP Il comando show ip route mostra la tabella di routing R /24 [120/3] via , 00:00:04, Eth0 indica il protocollo RIP indirizzo e maschera della rete di destinazione distanza amministrativa numero di hops next-hop router tempo trascorso dall ultimo aggiornamento (il prossimo tra 26 s) interfaccia locale da cui raggiungere la destinazione

34 I timers del RIP Oltre al timer di 30 secondi per l invio degli aggiornamenti periodici il RIP utilizza tre timers aggiuntivi Invalid timer. Se una route precedentemente installata nella routing table non viene aggiornata dopo 180 secondi(valore di default), viene marcata come invalida e la sua distanza viene posta pari a 16. Flush timer. Se dopo 240 secondi (valore di defult) una route non viene aggiornata, viene cancellata dalla tabella di routing. Holddown timer. Utilizzato per limitare i loop, di default è pari a 180 secondi

35 Verifica RIP: show ip protocols

36 Il comando passive-interface Il comando passive-interface serve per non inviare i messaggi RIP da una specifica interfaccia Il router continuerà a processare i messaggi RIP che provengono dall interfaccia passiva. La network direttamente connessa all interfaccia passiva continuerà ad essere inserita tra le network degli aggiornamenti RIP

37 Il debug del RIP Il comando debug ip rip abilita il debug a schermo del protocollo RIP

38 Esercitazione Packet Tracer RIPv1 Configurare indirizzi interfaccie router Configurare RIP sui router Configurare hosts Verificare configurazione Net_C /8 SVC01 RTR /24 RTR /16 Net_A /16 Net_B