I protocolli di routing dell architettura TCP/IP

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1 I protocolli di routing dell architettura TCP/IP Silvano GAI sgai[at]cisco.com Mario Baldi Politecnico di Torino mario.baldi[at]polito.it staff.polito.it/mario.baldi Nota di Copyright 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 slide (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà degli autori indicati a pag. 1. 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 altra utilizzazione o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampate) 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. Gli autori non assumono 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 non deve mai essere rimossa e deve essere riportata anche in utilizzi parziali. routing-ip - 1 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 2 Copyright: si veda nota a pag. 2 Protocolli di Routing Domini di routing Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical OSI Telnet FTP SMTP SNMP Arp e Rarp ICMP TCP e UDP IP Non Specificati NFS XDR RPC Protocolli di routing Internet Protocol Suite Un routing domain è un insieme di router che determinano gli instradamenti per i pacchetti IP con uno stesso protocollo di routing Un dominio di routing deve essere sempre connesso : deve sempre essere possibile trasferire un messaggio dal router A al router B appartenenti al dominio senza farlo uscire dal dominio routing-ip - 3 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 4 Copyright: si veda nota a pag. 2

2 Protocolli di routing IGP: Interior Gateway Protocol Distance vector RIP: Routing Information Protocol IGRP: Interior Gateway Routing Protocol E-IGRP: Enhanced IGRP Link state OSPF: Open Shortest Path First Integrated IS-IS EGP: Exterior Gateway Protocol EGP: Exterior Gateway Protocol (Reachability-only) BGP: Border Gateway Protocol (Distance Vector) IDRP: Inter Domain Routing Protocol Protocolli di routing e netmask I protocolli di routing più vecchi (RIP, IGRP) non trasportano le maschere In tali casi: tutte le sottoreti di una stessa rete naturale devono avere la stessa maschera tutte le sottoreti di una stessa rete naturale devono costituire un insieme connesso un router non connesso ad alcuna delle sottoreti di una stessa rete naturale vede l insieme delle sottoreti che la costituiscono come un unica destinazione routing-ip - 5 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 6 Copyright: si veda nota a pag. 2 Domini di routing e redistribuzione Un router su cui siano in esecuzione più processi di routing di tipo IGP appartiene a più domini di routing Un router può redistribuire su un dominio (con un protocollo) le informazioni apprese da un altro dominio (con un altro protocollo) La redistribuzione è fatta con modalità definite dal gestore della rete conversione delle metriche Un router che apprenda la stessa destinazione da più protocolli dà la preferenza ad uno di essi secondo una gerarchia predefinita RIP Sviluppato dalla Xerox per XNS Nel 1982 il RIP è stato adattato per il TCP/IP con lo UNIX BSD Si tratta di un protocollo di routing intradominio basato su un algoritmo di tipo distance vector Definito dall'ietf nello RFC 1058 (1988) e nello RFC 1388 (1993) Usato in diverse implementazioni proprietarie tra cui lo RTMP di AppleTalk routing-ip - 7 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 8 Copyright: si veda nota a pag. 2

3 RIP Metrica di costo: basata su hop count Il RIP permette un massimo di 15 hop, superati i quali il percorso viene ritenuto irrealizzabile Messaggi di update: inviati ogni 30 s In caso di link failure o modifica di topologia l'update avviene immediatamente Aggiornamento dei percorsi: entro 3 minuti Memorizzazione in tabella del solo percorso migliore verso la destinazione IGRP Protocollo Distance Vector proprietario Cisco Supera i limiti di RIP Metriche sofisticate contenenti: ritardo banda affidabilità lunghezza massima del pacchetto carico Multipath routing suddivisione del traffico tra più linee parallele routing-ip - 9 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 10 Copyright: si veda nota a pag. 2 OSPF Protocollo di tipo link state packet Definito dall IETF con lo RFC 1247 (1991) e lo RFC 1583 (1994) OSPF ha il concetto di gerarchia un AS può essere suddiviso in aree le aree contengono un gruppo di reti contigue Esiste una backbone area può anche non essere contigua (virtual link) Area Border OSPF H1 Area 1 H3 R2 R3 FDDI R1 Internal R4 Altro Autonomous System AS Boundary Backbone H2 Backbone Area Internal Area 2 H5 R6 R5 H6 H4 Area Border routing-ip - 11 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 12 Copyright: si veda nota a pag. 2

4 AS: Autonomuos System È un insieme di sottoreti raggruppate secondo criteri topologici e organizzativi All interno di un AS il routing e l'indirizzamento sono strettamente coordinati In un AS sono presenti uno o più domini di routing Un AS può interfacciarsi con altri AS gli exterior router di un AS hanno visibilità su tutte le destinazioni all'interno dell AS e sugli exterior router degli altri AS Autonomous System I I E E AS 137 AS 66 E: Exterior router I: Interior router routing-ip - 13 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 14 Copyright: si veda nota a pag. 2 Autonomous Systems AS 1 AS 2 Autonomous Systems Ciascun AS è gestito indipendentemente dagli altri, in particolare per quanto riguarda l instradamento dei pacchetti IP al suo interno AS diversi possono utilizzare IGP diversi L unico punto di accordo deve essere il protocollo utilizzato alla frontiera (EGP) AS 4 AS 3 routing-ip - 15 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 16 Copyright: si veda nota a pag. 2

5 Autonomous Systems e ASBR Uno o più router interni a un AS sono selezionati per svolgere le funzioni di ASBR (AS boundary router) Gli ASBR devono partecipare sia al protocollo di routing interno, sia a quello esterno per propagare le informazioni verso altri AS ASBR IGP1 EGP (es. BGP4) IGP2 routing-ip - 17 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 18 Copyright: si veda nota a pag. 2 IGP ed EGP IGP: protocolli di routing utilizzati per trasportare informazioni di instradamento tra i router interni a un AS EGP: protocolli di routing utilizzati per comunicare all esterno dell AS: informazioni riassuntive sullo stato interno dell AS informazioni di transito apprese da altri AS ASBR e protocolli di routing I router di frontiera devono avere a bordo una istanza del protocollo IGP e una istanza del protocollo EGP L amministratore del sistema deve predisporre opportunamente la propagazione delle informazioni tra i due protocolli (redistribuzione) routing-ip - 19 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 20 Copyright: si veda nota a pag. 2

6 EGP EGP Definito dallo IETF con lo RFC 904 (1984) Propaga solo la Network Reachability Non ha metriche associate Non ammette magliature nella topologia Core Core Core AS 1 AS 2 AS 7 AS N routing-ip - 21 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 22 Copyright: si veda nota a pag. 2 BGP RFC 1105 (1988), RFC 1163 (1990), RFC 1267 (1991) È un algoritmo di tipo distance vector Invece di propagare i costi propaga la sequenza di AS da attraversarsi per raggiungere una data destinazione La politica di calcolo dell instradamento preferito è configurabile Transito di AS AS 1 AS2 è un AS di transito per il traffico da AS1 ad AS3 AS 2 AS 3 routing-ip - 23 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 24 Copyright: si veda nota a pag. 2

7 Peering tra AS Gli accordi amministrativi (e i conseguenti accordi tecnici) tra i gestori di AS differenti per stabilire le politiche di transito e raggiungibilità sono detti accordi di peering Una relazione di peering si stabilisce tutte le volte che un EGP viene attivato tra due AS differenti Esistono generalmente siti particolari dove viene creato un punto di contatto tra diversi AS: NAP o Neutral Access Point Es. NAP (CILEA), MIX (Milano), VIX (Vienna) Neutral Access Point Dal punto di vista pratico è una LAN su cui sono connessi router appartenenti ad AS differenti, tra i quali viene opportunamente configurato un EGP (generalmente BGP4) routing-ip - 25 Copyright: si veda nota a pag. 2 BGP4 routing-ip - 26 Copyright: si veda nota a pag. 2 Neutral Access Point I NAP sono spesso configurati in un paese tra diversi provider (ciascuno con un proprio AS), per abbreviare i percorsi di raggiungibilità reciproche Neutral Access Point AS4 AS3 AS1 AS2 Olanda Italia routing-ip - 27 Copyright: si veda nota a pag. 2 In assenza di un NAP, AS1 e AS2 possono comunicare utilizzando un percorso complesso routing-ip - 28 Copyright: si veda nota a pag. 2

8 Neutral Access Point Tier-1 Tier 2 providers Peering Other Tier-1 Provider AS4 AS3 Tier-1 Provider AS1 AS2 Stabilendo un accordo di peering AS1 e AS2 comunicano direttamente Olanda Italia Tier2 Provider Transit agreement Peering Transit agreement Tier2 Provider Transit agreement Tier2 Provider routing-ip - 29 Copyright: si veda nota a pag. 2 routing-ip - 30 Copyright: si veda nota a pag. 2