Routing: approccio tradizionale. Routing: approccio SDN

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1 Routing: approccio tradizionale Gli algoritmi di routing in ogni router interagiscono per il calcolo delle tabelle di inoltro Routing Algorithm control plane data plane Routing: approccio SDN Un controller remoto interagisce con agenti locali sui router per il calcolo delle tabelle di inoltro Remote Controller CA CA CA CA CA control plane data plane

2 Routing E necessario stabilire un percorso quando host sorgente e destinazione non appartengono alla stessa rete Router di default si occupa di instradare il traffico all esterno della rete Router sorgente: router di default dell host sorgente Router destinazione: router di default dell host destinazione Forwarding e routing Algoritmo di routing Tabella locale di inoltro Valore intest output link Valore nell intestazione del pacchetto in arrivo 0

3 Algoritmi di routing Problema: trovare un buon percorso tra router sorgente e router destinazione Gli algoritmi di routing creano le opportune tabelle di routing su ogni nodo Rappresentazione della rete tramite grafo: i nodi rappresentano i router, gli archi i link che li connettono Routing gerarchico: un nodo può rappresentare una intera rete Il link ha un valore che rappresenta il costo del passaggio attraverso il link Rappresentazione tramite grafo u v x w y z Grafo: G = (N,E) N = insieme dei router = { u, v, w, x, y, z } E = insieme dei link ={ (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w), (x,y), (w,y), (w,z), (y,z) }

4 Costo di un cammino u v x w y z c(x,x ) = costo del link (x,x ) costo potrebbe essere, o, per esempio, inversamente proporzionale alla banda, o proporzionale al livello di congestione Costo del cammino (x, x, x,, x p ) = c(x,x ) + c(x,x ) + + c(x p-,x p ) Qual è il cammino di costo minimo tra u and z? Gli algoritmi di routing trovano il cammino di costo minimo Alberi a costo minimo 4

5 Algoritmi di routing: classificazione Globali: Tutti i router hanno informazioni complete sulla topologia e sui costi dei link link state Decentralizzati: I router conoscono i vicini fisicamente connessi e i costi dei link verso i vicini Processo iterativo di calcolo e scambio di informazioni con i vicini distance vector Statici: I cammini cambiano molto lentamente Dinamici: I cammini cambiano più rapidamente, in seguito a aggiornamenti periodici o in risposta a cambiamenti nei costi dei link Sensibili e insensibili al carico: i costi tengono conto del carico del link Algoritmi di routing di Internet Due tipi di algoritmi di routing: un algoritmo dinamico globale un algoritmo dinamico decentralizzato a vettore delle distanze Algoritmi principali: RIP, OSPF, BGP

6 Algoritmo Dijkstra Globale Iterativo: dopo la k-sima iterazione sono noti i cammini minimi verso k destinazioni La topologia della rete e i costi di tutti i link sono noti Calcola il percorso di minor costo dal nodo sorgente a tutti gli altri nodi della rete NOTAZIONI c(i,j): costo del link da i a j. Se i e j non sono vicini, c(i,j)= D(v): costo del cammino verso la destinazione v che ha attualmente il minor costo p(v): nodo vicino a v (predecessore) lungo il percorso attualmente di minor costo verso v N: insieme di nodi per cui è noto il percorso di minor costo Algoritmo Dijkstra A nodo sorgente Inizializzazione: N={A} per tutti i nodi v se v è vicino ad A allora D(v) = c(a,v) altrimenti D(v) = Loop: trova w non in N tale che D(w) sia minimo aggiungi w a N aggiorna D(v) per tutti i v adiacenti a w e non in N: D(v) = min (D(v), D(w) + c(w,v)) fino a che tutti i nodi appartengono a N 6

7 Algoritmo Distance Vector Equazione di Bellman-Ford Sia a y allora d x (y) il costo del percorso di costo minimo da x d x (y) = min v { c(x,v) + d v (y) } costo dal vicino v a destinazione y costo per il vicino v minimo tra tutti i vicini v di x Il nodo per cui si ottiene il minimo è il next hop nella tabella di routing Algoritmo Distance Vector D x (y) = stima del costo minimo da x a y Vettore distanza: D x = [D x (y): y є N ] Il nodo x conosce: il costo c(x,v) verso ogni vicino v il proprio vettore distanza D x = [D x (y): y є N ] il vettore distanza D v = [D v (y): y є N ] di ogni vicino v 7

8 Algoritmo Distance Vector Ogni nodo invia periodicamente ai vicini il proprio vettore distanza Quando un nodo x riceve una nuova stima da un vicino v, aggiorna il proprio vettore distanza utilizzando l equazione Bellman-Ford D x (y) = min v { c(x,v) + D v (y) } per ogni destinazione y Se D x è cambiato, x lo invia ai propri vicini, i quali aggiornano il proprio vettore distanza D x (y) converge a d x (y) Algoritmo Distance Vector Decentralizzato: ogni nodo esegue l algoritmo usando le informazioni inviate dai vicini Iterativo: l algoritmo converge e termina automaticamente nel momento in cui i nodi non inviano più aggiornamenti Asincrono: le esecuzioni non devono sincronizzarsi, ma sono concorrenti 8

9 ogni nodo: Algoritmo Distance Vector wait for (change in local link cost or msg from neighbor) recompute estimates if DV to any dest has changed, notify neighbors 9