Fulvio Risso. Algoritmi di Routing Distance Vector. Mario Baldi. Nota di Copyright. Principio del Distance Vector. Routing Distribuito

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1 lgoritmi di Routing istance Vector Fulvio Risso Mario aldi staff.polito.it/mario.baldi Nota di opyright distancevector - 2 opyright: si veda nota a pag. 2 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. ssa 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 istribuito Modello Peer Unione dei vantaggi di routing Isolato e entralizzato entralizzato: i router cooperano allo scambio di informazioni di connettività Isolato: i router sono paritetici e non esiste un router migliore ue algoritmi principali istance Vector Si distribuiscono ai vicini le informazioni su tutta la rete Variante: Path Vector Link State Si distribuiscono a tutti i router le informazioni sui vicini Utilizzati da gran parte dei protocolli di routing moderno distancevector - 3 opyright: si veda nota a pag. 2 Principio del istance Vector 2. Io conosco le destinazioni,0 ed,1 (arrivata dalla porta 1) 3. Io conosco le destinazioni a costo 0 ed a costo 1 1. Io conosco la destinazione,0 distancevector - 4 opyright: si veda nota a pag. 2 1 F1 1 2 F 4. Io conosco le destinazioni,0,,1 (arrivata dalla porta 1), F,1 (arrivata dalla porta 2), ed,2 (arrivata dalle porte 1 e 2 allo stesso costo) 2. Io conosco le destinazioni F,0 ed,1 (arrivata dalla porta F1) 3. Io conosco le destinazioni F a costo 0 ed a costo 1

2 Significato di un istance Vector Ogni istance Vector inserisce nel nodo ricevente una certa serie di indormazioni: siste una certa serie di destinazioni raggiungibili Queste destinazioni si possono raggiungere in una certa direzione attravero un certo nodo X (quello da cui è arrivato l'annuncio) Il costo di raggiungimento in questa direzione è ricavabile sommando, al costo riportato nell'annuncio, il costo di attraversamento del link tra il nodo in esame e il nodo adiacente X distancevector - 5 opyright: si veda nota a pag. 2 istance Vector Insieme di coppie destinazione costo Generato indipendentemente da ogni nodo Fondamentalmente è un estratto della tabella di routing Ogni nodo inserisce l elenco delle destinazioni conosciute e il costo del miglior percorso da questo nodo alla destinazione Ogni nodo memorizza i V dei vicini più le informazioni locali al nodo stesso Loc (), 0 distancevector - 6 opyright: si veda nota a pag. 2 Informazioni locali al nodo Memoria di, 1, 1 V (), 1, 2, 1 IS : Fusione e generazione di V 1 Loc () V (), 0 2 ROUT. TL (), 1, 1, local, 0, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 1, 1, 1, 2, 2 distancevector - 7 opyright: si veda nota a pag. 2 Ricevuto dalla linea 1 Ricevuto dalla linea 2 V (), 0, 2, 2 istance Vector: algoritmo Processo principale nnuncia il tuo V agli IS adiacenti spetta TIMOUT Ricezione di un nuovo V SI Memorizza il V in memoria Fondi il nuovo V con gli altri V memorizzati Routing table cambiata? ffidabilità: evita il ricorso al segnale linkup che potrebbe non essere opyright: disponibile si veda nota a pag. distancevector NO aduta di un link ancella i V provenienti da quel link Fondi insieme i V rimanenti V non più ricevuto (timeout) ancella il V andato in timeout

3 sempio: old Start sempio: caduta di un link RT (),loc,0 RT (),loc,0 RT (),loc,0,1, 1,2, 1 RT (),loc,0 RT (),1, 1,loc,0 RT (),1, 1,loc,0,2, 1 RT (),loc,0 emette il V RT (),loc,0 RT (),loc,0 RT (),1, 1,loc,0 e emettono il V RT (),1,2,1,1,loc,0 RT (),1, 1,2, 1,loc,0 RT (),loc,0 RT (),loc,0 RT (),2, 2,2, 1,1, 1,loc,0 Tutti emettono il V... RT () RT () RT () RT () RT (),loc,0,1, 1,1,2,1, 1,2, 2,1, 1,loc,0,1,1,2, 1,2, 1,1, 2,4, 1,loc,0,2, 2,3, 1,2, 1,2, 1,2, 2,loc,0,1, 1,2, 2,3, 1,2, 1,3, 1,loc,0 distancevector - 9 opyright: si veda nota a pag IS : Procedura: Invalidati i V provenienti dal link 1 Mantenuto valido gli altri V ttivato il processo di fusione fficienza Il nodo ricava la nuova RT senza scambi di V con i nodi adiacenti Loc () V () ROUT. TL (), 0, 1 Invalidato!!, 1, 1 distancevector - 10 opyright: si veda nota a pag. 2, 1, local, 0, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 1, 2, V (), 0, 2, 3, Problemi lack Hole (dati) I pacchetti per una destinazione sono inviati ad un router il quale, non disponendo di una route per la destinazione, li scarta ouncing ffect (dati) Un pacchetto è inoltrato su un percorso circolare (routing loop) Normalmente il pacchetto contiene un contatore (time to live) che ne limita la vita ad un massimo di N hops ount to Infinity (route) Il costo per il raggiungimento di una destinazione (normalmente non più raggiungibile, viene progressivamente incrementato (all infinito) llunga la durata dal transitorio lack Hole e ouncing ffect omuni anche all algoritmo Link State; più evidenti nel istance Vector distancevector - 11 opyright: si veda nota a pag. 2 IS : Loc () ount to Infinity Loc () V (), 0, 2 V (), 4 V (), 2 1 emette il V RT (),2,5,loc,0,2,1 RT (),2,3,loc,0,2, distancevector - 12 opyright: si veda nota a pag. 2 IS : Loc () Loc (), 1, 3 emette il V ount to Infinity! RT (),1,2,1,1,loc,0 RT (),1,4,1,1,loc,0

4 IS : Loc () ouncing ffect V (), 0, 2 V (), 2 1 emette il V To: RT (),2,3,loc,0,2, To: To: IS : Loc () Loc (), 1, 3 RT (),1,2,1,1,loc,0 RT (),1,4,1,1,loc,0 IS : Loc () onoscenza topologica Il istance Vector non riconosce la topologia 1 Il V di è identico (tranne per la destinazione ) nei due casi Nel primo darà origine ad un ount to infinity Nel secondo caso, invece no V (), 0, V (), 2 RT (),2, 3,loc,0,2, 1 2 IS : Loc () 1 V (), 0, osto del link: 2 V (), 2 2 RT (),2, 3,loc,0,2, 1 distancevector - 13 opyright: si veda nota a pag. 2 distancevector - 14 opyright: si veda nota a pag. 2 Soluzioni ggiunte / modifiche all algoritmo istance Vector originale lgoritmi più noti Split Horizon Path Hold own Route Poisoning Soluzioni sempre parziali istance Vector: presenta il problema di fondo legato alla mancata conoscenza delle topologia Ulteriori tecniche appesantiscono il protocollo e tendono comunque a non renderlo affidabile al 100% distancevector - 15 opyright: si veda nota a pag. 2 Split Horizon Se raggiunge la destinazione attraverso, non ha senso per cercare di raggiungere attraverso aratteristiche Previene loop tra due nodi Rende la convergenza più veloce onsiste nel differenziare i distance vector inviati sulle varie linee del router: il V di verso non conterrà le destinazioni raggiungibili attraverso a Gli IS dovranno calcolare un diverso V per ogni linea IS : Loc () V (), 0 1 V () distancevector - 16 opyright: si veda nota a pag. 2 RT (),loc,0,2,1,2, 2 V ( 1) 2 V ( 2), 2 1

5 IS : Loc () Split Horizon con Poisonous Reverse Più aggressivo Non presenta vantaggi dal punto di vista teorico In pratica aumenta la velocità di confergenza in quanto non aspetta lo scadere del timeout per le route che vengono omesse V (), 0, inf, inf, inf 1 V (), inf, inf distancevector - 17 opyright: si veda nota a pag. 2 RT (),loc,0,2,1,2, 2 V ( 1), inf, inf 2 V ( 2), 2, inf 1 IS : Split Horizon e maglie Loc () IS : Loc () 1 1 V (), V () emette il V V (), 2 V () RT (),2, 3,1, 1,loc,0,2, 1 RT (),loc,0,2,1,2, 1 IS : Loc () IS : Loc () IS : Loc (), 1, 1 distancevector - 18 opyright: si veda nota a pag. 2 V (), 2 V (), 2 V (), 2 RT (),1, 2,1, 1,loc,0,2, 1 RT (),1, 2,1, 1,2, 1,loc,0 RT (),2, 3,1, 1,2, 1,loc,0 Split Horizon e maglie IS : Loc () IS : Loc () IS : Loc () (dalla slide precedente) V (), 3 V (), 2 e emettono il V V (), 3 V () RT (),2, 3,1, 1,loc,0,2, 1 RT (),3, 4,loc,0,2,1,2, 1 RT (),1, 1,loc,0,2, 1 IS : Loc () IS : Loc () distancevector - 19 opyright: si veda nota a pag V (), V () RT (),2, 3,1, 1,2, 1,loc,0 RT (),1, 1,2, 1,loc,0 IS : Loc () Path Hold own Se il link L cade, tutte le route che utilizzano il link L non potranno essere modificate per un certo periodo e le destinazioni verranno considerate irraggiungibili aratteristiche lto tempo di convergenza per il nodo in esame (anche se esiste in percorso alternativo) Il router che ha rilevato il guasto non può partecipare ad alcun loop fino almeno alla scadenza dell Hold own timer V (), 0, 2, 3 1 Quarantena! V (), 2 RT (),loc,0,2,1,2, distancevector - 20 opyright: si veda nota a pag. 2 IS : Loc (), 2 2 V (), 3, 2 1 ount to Infinity! RT (),2, 4,1, 1,loc,0,2, 1

6 Route Poisoning Idea: un routing loop è individuato dalla ricezione di una route a costo crescente Si blocca l utilizzo di tutte le route che aumentano di costo La route viene sbloccata quando due annunci successivi confermano lo stesso costo per quella route aratteristiche Risolve più casi rispetto al path Hold own Ha tempo di convergenza normalmente più rapido (non è necessario aspettare l'hold own timer ma è sufficiente che due V successivi confermino la stessa informazione) locca anche eventuali route il cui incremento di costo potrebbe essere legittimo Implementato in IGRP come sostituto del Path Hold own istance Vector: pregi e difetti Pregi: Facilità di implementazione ifetti: L'algoritmo ha un worst case esponenziale e un comportamento normale tra O(n 2 ) e O(n 3 ); Lenta convergenza proporzionale a link e router più lenti; ifficile capirne e prevederne il comportamento su reti grandi e complesse Nessun nodo ha una mappa della rete L uso è quindi limitato a reti non troppo magliate Possono innescarsi routing loop a causa di particolari variazioni della topologia La realizzazione di meccanismi migliorativi appesantisce notevolmente il protocollo La soglia infinito limita l impiego di questo algoritmo a reti piccole (ad es. con pochi hop) La soglia può essere personalizzata da management distancevector - 21 opyright: si veda nota a pag. 2 distancevector - 22 opyright: si veda nota a pag. 2 IS : Path Vector Inserisce l informazione del percorso necessario a raggiungere la destinazione vita l insorgenza di routing loop GP: non contempla il costo Loc (), PV (), 1, [], [-], [], 2, [,] PV (), 1 [], [], [-], [] 2 RT (), loc, 0, 1, 1, 2, 1, 2, 2 1 PV (), 0, [-], [], [], 2, [,] istance Vector vs Link State Neighbors LS necessita di protocolli di Neighbor Greetings V conosce i vicini tramite i distance vector Mappa della rete Gli IS LS cooperano per mantenere aggiornata la mappa della rete, poi ognuno di essi calcola il proprio spanning tree autonomamente Ogni IS conosce tutta la topologia della rete e conosce esattamente il percorso per giungere a destinazione Gli IS V cooperano per calcolare le tabelle di routing Ogni IS conosce solo il suo intorno e ogni router si fida del vicino per inviare i dati verso la destinazione (conosce solo il next hop) distancevector - 23 opyright: si veda nota a pag. 2 distancevector - 24 opyright: si veda nota a pag. 2

7 istance Vector vs Link State Semplicità istance Vector: unico algoritmo Link State: ingloba molti componenti distinti Memoria occupata (in ogni nodo) ijkstra: N * [ogni LS contiene adiacenze] ellman-ford: * N [ogni V contiene N destinazioni] Valori equivalenti Traffico Favorevole al Link State Pacchetti di Hello molto più piccoli rispetto a V distancevector - 25 opyright: si veda nota a pag. 2