Interdomain routing Principi generali. Interdomain routing Principi generali e BGP. Argomenti della lezione RETI DI CALCOLATORI II.

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1 Nota di Copyright RETI DI CALCOLATORI II Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine Prof. MARIO BALDI Facoltà di Ingegneria Politecnico di Torino Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà degli autori prof. Pier Luca Montessoro, Università degli Studi di Udine, e prof. Mario Baldi, Politecnico di Torino. Le slide possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione. Ogni altro utilizzo o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampe) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori. L informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. L autore non assume alcuna responsabilità per il contenuto di queste slide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell informazione). In ogni caso non può essere dichiarata conformità all informazione contenuta in queste slide. In ogni caso questa nota di copyright e il suo richiamo in calce ad ogni slide non devono mai essere rimossi e devono essere riportati anche in utilizzi parziali Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 2 Argomenti della lezione Interdomain routing Principi generali e BGP Routing interdominio Architettura di routing di Internet Neutral access point Border Gateway Protocol 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 4 Autonomous system (AS) Zona della rete Internet Interdomain routing Principi generali Omogenea Indipendente dal punto di vista amministrativo Livello gerarchico superiore di routing 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 6 1

2 Autonomous system Autonomous system Tipico esempio di AS: la rete di un service provider e suoi clienti Exterior gateway Border gateway Boundary router AS 3 AS 4 AS 5 AS Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 8 Autonomous system: perchè? Autonomous system: perchè? Ragioni tecniche: Scalabilità Impossibile gestire informazioni dettagliate su tutta Internet Enorme quantità di memoria Enorme potenza di calcolo Ragioni tecniche: Scalabilità Dettagli di un AS non annunciati all esterno Aggregazione al confine 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 10 Autonomous system: perchè? Autonomous system: perchè? Ragioni amministrative Le scelte di routing tra AS non sono necessariamente basate sul percorso più breve Rispecchiano accordi tra i gestori degli AS Ragioni amministrative Ogni AS può realizzare il routing interno in modo indipendente Protocolli di routing (IGP - interior gateway protocol) diversi 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 12 2

3 Architettura di routing L unico punto di accordo deve essere il protocollo utilizzato nei punti di collegamento (EGP - exterior gateway protocol) IGP ed EGP Interior gateway protocol (IGP) OSPF BGP IGRP Scambio di informazioni di routing tra i router interni ad un AS Exterior gateway Border gateway Boundary rotuer 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 14 IGP ed EGP Informazioni trasportate da EGP Exterior gateway protocol (EGP) Scambio di informazioni di routing tra router di AS diversi Informazioni riassuntive sull interno dell AS di appartenenza del border router Informazioni su altri AS apprese da altri border router 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 16 Interdomain routing Interdomain routing Motivazioni di carattere economico, organizzativo e gestionale Il traffico interno usa qualsiasi cammino Il migliore Motivazioni di carattere economico, organizzativo e gestionale Il traffico di attraversamento no Per esempio, non deve danneggiare il traffico interno 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 18 3

4 Politiche di routing Definiscono i criteri per la scelta dei percorsi Riflettono motivazioni di carattere economico, organizzativo e gestionale Accordi tra i gestori degli AS Routing statico Configurazione manuale dei router Niente traffico di controllo Politiche molto complesse Non si adatta a cambiamenti topologici È facile introdurre inconsistenze 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 20 Routing dinamico: a che scopo? Far conoscere all esterno come raggiungere (route) le destinazioni (LIS) interne ad un AS Apprendere in che modo raggiungere (route) le destinazioni esterne ad un AS (il resto di Internet) Routing dinamico: implicazioni È possibile che si ricevano route verso tutte le reti di Internet route Memoria Processore Se si ridistribuiscono le route all interno dell AS si possono sovraccaricare i router interni 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 22 Routing dinamico si o no? Unico ingresso/uscita da AS no Internet Internet Routing dinamico si o no? Unico ingresso/uscita da AS no Più ingressi/uscite da AS Verso un solo AS probabilmente no Internet Internet 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 24 4

5 Routing dinamico si o no? Unico ingresso/uscita da AS no Più ingressi/uscite da AS Verso un solo AS probabilmente no Verso più AS si Internet Internet Internet AS 3 Protocolli per interdomain routing (EGP) Requisiti diversi da quelli per routing interno Protocolli differenti Trasporto di informazioni differenti Diversi criteri di scelta dei percorsi Meno evoluti 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 26 Exterior Gateway Protocol (EGP) RFC 827 Primo vero protocollo per interdomain routing Reachability only Solo topologie lineari AS 3 AS 5 Border Gateway Protocol (BGP) Attualmente alla versione 4 RFC 1771 (1995) Largamente utilizzato Quasi 100% del routing dinamico 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 28 InterDomain Routing Protocol (IDRP) InterDomain Routing Protocol (IDRP) Evoluzione di BGP per reti OSI Migliorie rispetto a BGP Modificato per fuzionare con indirizzi sia OSI sia IP Multiprotocol routing Poco usato Anche con IPv6 (per ora) 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 30 5

6 Architettura di routing di Internet: gli Cliente/fornitore Tier 1 Peering privato Tier 1 Peering privato Tier 1 Cliente/ fornitore 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 31 Architettura di routing di Internet: gli Cliente/fornitore Tier 1 Tier 1 NAP/IXP Peering privato Tier 1 Cliente/ fornitore 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 32 Architettura di routing di Internet: gli Cliente/fornitore Tier 1 Tier 1 NAP/IXP Peering privato Tier 1 Cliente/ fornitore 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 33 Architettura di routing di Internet: gli Cliente/fornitore Tier 1 Tier 1 NAP/IXP Peering privato Tier 1 Cliente/ fornitore 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 34 Architettura di routing di Internet: gli Cliente/fornitore Tier 1 Tier 1 NAP/IXP Peering privato Tier 1 Cliente/ fornitore 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 35 Neutral Access Point (NAP) Internet exchange Point (IXP) Una LAN cui sono connessi router appartenenti ad AS () differenti Coppie di router scambiano informazioni tramite un EGP Generalmente BGP BGP BGP BGP BGP 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 36 6

7 Rete commutata Commutatore ATM o Ethernet Connessione ad alta velocità Router NAP/IXP 40 in Europa 2 in Italia Milano - Roma TOPIX in via di realizzazione a Torino 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 38 Caratteristiche generali Attualmente alla versione 4 RFC 1771 (1995) BGP Border Gateway Protocol Adiacenze (peering session) sono configurate esplicitamente Comunicazione affidabile TCP 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 40 Algoritmo Path Vector Per una destinazione si annuncia la sequenza di Autonomous System (AS) da attraversare Il distance vector puro indica solo il costo Non c è il problema del conteggio a infinito ( counting-to-infinity ) Scelta delle route Non stabilita dalla specifica Compito dell amministratore Politiche (policy) di routing Esiste comportamento di default 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 42 7

8 Allora, cosa contiene la specifica di BGP? Definisce modalità secondo cui Diffondere informazioni Stabilire criteri per selezionare I percorsi di inoltro (route) Le informazioni da diffondere Peering Session Due router che scambiano informazioni si dicono peer Due peer hanno tra di loro una peering session Due peer non sono necessariamente collegati direttamente 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 44 Due tipi di utilizzo I-BGP External BGP (E-BGP) Internal BGP (I-BGP) E-BGP Interior Gateway I-BGP AS 3 Tra router dello stesso AS Informazioni su destinazioni esterne all AS Determinare punto di uscita Regole di propagazione diverse 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 46 Identificazione delle destinazioni Identificazione delle destinazioni Classless Inter-Domain Routing (CIDR) Lunghezza prefisso/prefisso 16/5.1 Aggregazione prima di propagare Meno traffico di routing Basi dati più piccole 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 48 8

9 Route sovrapposte Una include l altra Esempio: 8/5 include 16/5.1 16/5.1 è più specifico 8/5 include più destinazioni Quale usare? Quale propagare? Problematica complessa Gli attributi Associati ad una route Descrivono il percorso Informazioni articolate Più delle metriche No metriche no lunghezza percorso 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 50 Gli attributi Un annuncio include parecchi attributi Non tutte le combinazioni sono ammissibili Trattati in modo differente Specificato nella definizione Classificazione degli attributi Well-known/optional Riconosciuto da ogni realizzazione Sempre propagato Mandatory/discretionary Deve apparire nella descrizione del percorso 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 52 Classificazione degli attributi Classificazione degli attributi Transitive/non-transitive Mandatory Usato per optiona Transitive: è propagato da un router che non lo riconosce Well-known Discretionary Contrassegnato come partial Non-transitive: eliminato da un router che non lo conosce Optional Transitive Partial Non-transitive 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 54 9

10 Origin Sempre presente (mandatory) Come è stata appresa una route IGP: imparata tramite un protocollo di routing interno all AS EGP: imparata tramite scambi con l esterno dell AS Origin Incomplete: imparata né tramite IGP né tramite EGP Route statica Route non più raggiungibile 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 56 AS Path Aggiornamento dell AS Path Sempre presente (mandatory) Elenco degli AS da attraversare per raggiungere la destinazione Componenti ordinati (AS_SEQUENCE) Componenti non ordinati (AS_SET) AS set AS sequence X:EGP;4,3,1 X AS 4 X:EGP;4,3 X:EGP;4,3 X:IGP;4 AS Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 58 Politiche di routing Configurate manualmente Imposte automaticamente Criteri di scelta delle route Riflettono accordi tra gli AS BGP permette di implementare politiche molto complesse Routing Information Base (RIB) Adj-RIBs-In informazioni imparate dagli annunci ricevuti (e non scartati) Una per vicino Loc-RIB informazioni usate per l instradamento 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 60 10

11 Routing Information Base (RIB) Adj-RIBs-Out informazioni da propagare Una per vicino Realizzazione delle politiche Configurazione Policy Information Base (PIB) Adj-RIBs-Out Adj-RIBs-In In Decision Process Loc-RIB 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 62 Decision Process Più precisamente Phase 1: grado di preferenza Adj-RIBs-In In Phase 1 Phase 2: scelta per uso locale Phase 2 Gradi preferenza Phase 3: disseminazione Loc-RIB Phase 3 Adj-RIBs-Out 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 64 Phase 1 Una funzione, dati gli attributi di un percorso, restituisce un grado di preferenza Numero intero Usato nelle fasi successive Configurazione politiche definizione della funzione Grado di preferenza Calcolato per ogni route indipendentemente Non deve essere basato su Esistenza di altre route Non esistenza di altre route Attributi di altre route Usato da fasi 2 e Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 66 11

12 Phase 3 Selezione per propagazione all interno dell AS Selezione per propagazione all esterno dell AS Aggregazione delle route Riduzione delle informazioni Aspetti implementation-specific Sintassi per la scrittura della PIB Per esempio, access-list su Cisco Funzione per il grado di preferenza 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 68 Mesaggio Open I messaggi Inizio operatività di una peering session All instaurazione della connessione TCP Negoziazione della versione 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 70 Mesaggio Update Mesaggio Keepalive Può annullare (withdraw) molte route Una sola route annunciata Molte destinazioni Raggiungibili con la stessa route Indica al router adiacente che il mittente è ancora attivo Usato quando non si hanno informazioni di routing da trasmettere Minimo tempo tra annunci 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 72 12

13 Mesaggio Notification Fine operatività di una peering session Prima di chiudere la connessione TCP Interdomain routing Principi generali e BGP 2003 Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) Pier Luca Montessoro Mario Baldi (si veda la nota a pagina 2) 74 13