Interdomain routing Principi generali e BGP

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1 Interdomain routing Principi generali e BGP

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 Argomenti della lezione Routing interdominio Architettura di routing di Internet Neutral access point Border Gateway Protocol

5 Interdomain routing Principi generali

6 Autonomous system (AS) Zona della rete Internet Omogenea Indipendente dal punto di vista amministrativo Livello gerarchico superiore di routing

7 Autonomous system Tipico esempio di AS: la rete di un service provider e suoi clienti

8 Autonomous system AS 1 Exterior gateway Border gateway Boudary router AS 2 AS 3 AS 6 AS 4 AS 5

9 Autonomous system: perchè? Ragioni tecniche: Scalabilità Impossibile gestire informazioni dettagliate su tutta Internet Enorme quantità di memoria Enorme potenza di calcolo

10 Autonomous system: perchè? Ragioni tecniche: Scalabilità Dettagli di un AS non annunciati all esterno Aggregazione al confine

11 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

12 Autonomous system: perchè? Ragioni amministrative Ogni AS può realizzare il routing interno in modo indipendente Protocolli di routing (IGP - interior gateway protocol) diversi

13 Architettura di routing L unico punto di accordo deve essere il protocollo utilizzato nei punti di collegamento (EGP - exterior gateway protocol) AS 1 OSPF BGP IGRP AS 2 Exterior gateway Border gateway Boudary rotuer

14 IGP ed EGP Interior gateway protocol (IGP) Scambio di informazioni di routing tra i router interni ad un AS

15 IGP ed EGP Exterior gateway protocol (EGP) Scambio di informazioni di routing tra router di AS diversi

16 Informazioni trasportate da EGP Informazioni riassuntive sull interno dell AS di appartenenza del border router Informazioni su altri AS apprese da altri border router

17 Interdomain routing Motivazioni di carattere economico, organizzativo e gestionale Il traffico interno usa qualsiasi cammino Il migliore

18 Interdomain routing Motivazioni di carattere economico, organizzativo e gestionale Il traffico di attraversamento no Per esempio, non deve danneggiare il traffico interno

19 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

20 Routing statico Configurazione manuale dei router Niente traffico di controllo Politiche molto complesse Non si adatta a cambiamenti topologici È facile introdurre inconsistenze

21 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)

22 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

23 Routing dinamico si o no? Unico ingresso/uscita da AS no Internet Internet AS 2 AS 1

24 Routing dinamico si o no? Unico ingresso/uscita da AS no Più ingressi/uscite da AS Verso un solo AS probabilmente no Internet Internet AS 2 AS 1

25 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 AS 3 Internet Internet AS 2 AS 1

26 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

27 Exterior Gateway Protocol (EGP) RFC 827 Primo vero protocollo per interdomain routing Reachability only Solo topologie lineari AS 1 AS 2 AS 3 AS 5

28 Border Gateway Protocol (BGP) Attualmente alla versione 4 RFC 1771 (1995) Largamente utilizzato Quasi 100% del routing dinamico

29 InterDomain Routing Protocol (IDRP) Evoluzione di BGP per reti OSI Migliorie rispetto a BGP

30 InterDomain Routing Protocol (IDRP) Modificato per fuzionare con indirizzi sia OSI sia IP Multiprotocol routing Poco usato Anche con IPv6 (per ora)

31 Architettura di routing di Internet: gli ISP Cliente/fornitore Tier 2 ISP Tier 1 ISP Tier 2 ISP Tier 3 ISP Tier 3 ISP Tier 2 ISP Peering privato Tier 3 ISP Cliente/ fornitore Peering privato Tier 1 ISP Tier 3 ISP Tier 1 ISP Tier 2 ISP Tier 2 ISP Tier 3 ISP Tier 2 ISP Tier 3 ISP

32 Architettura di routing di Internet: gli ISP Cliente/fornitore Tier 2 ISP Tier 1 ISP Tier 2 ISP Tier 3 ISP Tier 3 ISP Tier 2 ISP Peering privato Tier 3 ISP Cliente/ fornitore Tier 3 ISP Tier 1 ISP NAP/IXP Tier 2 ISP Tier 2 ISP Tier 3 ISP Tier 1 ISP Tier 2 ISP Tier 3 ISP

36 Neutral Access Point (NAP) Internet exchange Point (IXP) Una LAN cui sono connessi router appartenenti ad AS (ISP) differenti Coppie di router scambiano informazioni tramite un EGP Generalmente BGP BGP BGP BGP BGP

37 Rete commutata Commutatore ATM o Ethernet Router Connessione ad alta velocità

38 NAP/IXP 40 in Europa 2 in Italia Milano - Roma TOPIX in via di realizzazione a Torino

39 BGP Border Gateway Protocol

40 Caratteristiche generali Attualmente alla versione 4 RFC 1771 (1995) Adiacenze (peering session) sono configurate esplicitamente Comunicazione affidabile TCP

41 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 )

42 Scelta delle route Non stabilita dalla specifica Compito dell amministratore Politiche (policy) di routing Esiste comportamento di default

43 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

44 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

45 Due tipi di utilizzo External BGP (E-BGP) Internal BGP (I-BGP) AS 2 E-BGP I-BGP AS 1 AS 3 Interior Gateway

46 I-BGP Tra router dello stesso AS Informazioni su destinazioni esterne all AS Determinare punto di uscita Regole di propagazione diverse

47 Identificazione delle destinazioni Classless Inter-Domain Routing (CIDR) Lunghezza prefisso/prefisso 16/5.1

48 Identificazione delle destinazioni Aggregazione prima di propagare Meno traffico di routing Basi dati più piccole

49 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

50 Gli attributi Associati ad una route Descrivono il percorso Informazioni articolate Più delle metriche No metriche no lunghezza percorso

51 Gli attributi Un annuncio include parecchi attributi Non tutte le combinazioni sono ammissibili Trattati in modo differente Specificato nella definizione

52 Classificazione degli attributi Well-known/optional Riconosciuto da ogni realizzazione Sempre propagato Mandatory/discretionary Deve apparire nella descrizione del percorso

53 Classificazione degli attributi Transitive/non-transitive Usato per optiona Transitive: è propagato da un router che non lo riconosce Contrassegnato come partial Non-transitive: eliminato da un router che non lo conosce

54 Classificazione degli attributi Well-known Mandatory Discretionary Transitive Partial Optional Non-transitive

55 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

56 Origin Incomplete: Incomplete: imparata né tramite IGP né tramite EGP Route statica Route non più raggiungibile

57 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

58 Aggiornamento dell AS Path X AS 4 AS 2 X:EGP;4,3,1 AS 1 X:EGP;4,3 X:EGP;4,3 X:IGP;4 AS 3

59 Politiche di routing Configurate manualmente Imposte automaticamente Criteri di scelta delle route Riflettono accordi tra gli AS BGP permette di implementare politiche molto complesse

60 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

61 Routing Information Base (RIB) Adj-RIBs-Out informazioni da propagare Una per vicino

62 Realizzazione delle politiche Configurazione Policy Information Base (PIB) Adj-RIBs-In In Decision Process Adj-RIBs-Out Loc-RIB

63 Interdomain routing Principi generali e BGP

64 Decision Process Phase 1: grado di preferenza Phase 2: scelta per uso locale Phase 3: disseminazione

65 Più precisamente Adj-RIBs-In In Phase 1 Phase 2 Gradi preferenza Loc-RIB Phase 3 Adj-RIBs-Out

66 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

67 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 3

68 Phase 3 Selezione per propagazione all interno dell AS Selezione per propagazione all esterno dell AS Aggregazione delle route Riduzione delle informazioni

69 Aspetti implementation-specific Sintassi per la scrittura della PIB Per esempio, access-list su Cisco Funzione per il grado di preferenza

70 I messaggi

71 Mesaggio Open Inizio operatività di una peering session All instaurazione della connessione TCP Negoziazione della versione

72 Mesaggio Update Può annullare (withdraw) molte route Una sola route annunciata Molte destinazioni Raggiungibili con la stessa route Minimo tempo tra annunci

73 Mesaggio Keepalive Indica al router adiacente che il mittente è ancora attivo Usato quando non si hanno informazioni di routing da trasmettere

74 Mesaggio Notification Fine operatività di una peering session Prima di chiudere la connessione TCP