Δρομολόγηση στο Internet & Δίκτυα Γεφυρωμένων Ethernet 6/2/2008 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Δρομολόγηση στο Internet & Δίκτυα Γεφυρωμένων Ethernet 6/2/2008

Επανάληψη: Επίπεδα Μετάδοσης Ελέγχου & Διαχείρισης Επίπεδο Δεδομένων - Data (forwarding) Plane Κωδικοποίηση σε πακέτα – πλαίσια Πρωτόκολλα προώθησης δεδομένων σε ουρές δρομολογητή .... Επίπεδο Ελέγχου - Control Plane Σηματοδοσία ενσωματωμένη σε επικαφαλλίδες πακέτων (IP headers, MPLS labels) Ξεχωριστά μηνύματα / πακέτα ελέγχου για σύνταξη πινάκων δρομολόγησης (Interior Gateway Protocol – IGP, Exterior/Border Gateway Protocol – EGP/BGP) Πακέτα ελέγχου «υγείας» του δικτύου – ICMP/ping/traceroute Μηνύματα σηματοδοσίας για αποκατάσταση μονοπατιού (path), αντιστοίχιση επικεφαλλίδων (labels) σε γραμμές MPLS, αντιστοίχιση TDM slots ή χρώματος σε γραμμές SDH ή WDM, διαδικασία ARP & DNS, αντιστοίχιση αριθμού VLAN…. Επίπεδο Διαχείρισης - Management Plane Μοντέλο αναφοράς FCAPS: Fault, Configuration, Accounting, Performance & Security Management Διαστασιολόγηση, παρουσίαση τοπολογίας. εντοπισμός βλαβών, ενημέρωση λογαριασμών - αποθήκης, μετρήσεις επίδοσης, ασφάλεια πρόσβασης,...

Επανάληψη: Αλγόριθμοι Δρομολόγησης Επιπέδου 3 Interior Gateway Protocols (IGP): Μια έξοδος προς επόμενο Interface για κάθε τελικό προορισμό (δίκτυο) RIP: Bellman Ford OSPF (Open Shortest Path First): Dijkstra, ιεραρχικό με stub areas) IS-IS Exterior (Border) Gateway Protocols (EGP/BGP): Πολλές εναλλακτικές διαδρομές με βάρη προς όλα τα γνωστά δίκτυα (περίπου 250.000 σήμερα) μεταξύ ακραίων (border) routers αυτονόμων συστημάτων (Autonomous Systems, AS, περίπου 40.000 σήμερα). Η διαδρομή καταγράφεται στον BGP Table των ακραίων δρομολογητών (border gateways) ενός AS ανά δίκτυο προορισμού και την σειρά των AS’s της προτεινόμενης διαδρομής (μαζί με το βάρος της) Οι πίνακες BGP φυλάσσονται στην ηλεκτρονική μνήμη των border gateways και ανανεώνονται δυναμικά όποτε υπάρχουν αλλαγές στο Internet με ευθύνη των γειτονικών δρομολογητών (border gateways) που ανακοινώνουν τα δίκτυα των αυτονόμων κοινοτήτων (AS’s) που γνωρίζουν (advertising)

Επανάληψη: Δρομολόγηση Επιπέδου 3 – Interior Gateway Protocols (IGP) Άμεση δρομολόγηση (direct) Κόμβος (PC, router) στέλνει πακέτα IP σε interface κόμβου του ίδιου υποδικτύου Έμμεση δρομολόγηση (indirect) Ο κόμβος στέλνει πακέτα IP σε κόμβο του ίδιου δικτύου, χρησιμοποιώντας δρομολογητές (routers) Ο κόμβος πρέπει να γνωρίζει τη διεύθυνση του interface δρομολογητή (gateway) & την διεύθυνση L2 (MAC) μέσω ARP Οι τελικοί κόμβοι στέλνουν πακέτα με διεύθυνση προορισμού εκτός του δικτύου τους σε default gateway (π.χ. 147.102.13.200) Ο δρομολογητής πρέπει να γνωρίζει τη διαδρομή (επόμενο interface δρομολογητή) προς το δίκτυο – υποδίκτυο προορισμού

Επανάληψη: Πίνακας δρομολόγησης σε Host (host routing table) Εγγραφές του τύπου (N, R) N: Δίκτυο προορισμού R: Επόμενο interface δρομολογητή (gateway) Host routing table σε λειτουργικό Windows από το μηχάνημα με IP 147.102.13.32 > netstat -nr Routing Table: Network Destination Netmask Gateway Interface Metric 0.0.0.0 0.0.0.0 147.102.13.200 147.102.13.32 20 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1 147.102.13.0 255.255.255.0 147.102.13.32 147.102.13.32 20 147.102.13.32 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 20 147.102.255.255 255.255.255.255 147.102.13.32 147.102.13.32 20 224.0.0.0 240.0.0.0 147.102.13.32 147.102.13.32 20 Local host: 127.0.0.0 (π.χ. στη περίπτωση που εφαρμογές σχεδιασμένες δικτυακά τρέχουν τοπικά) Προς το ίδιο τοπικό υποδίκτυο (147.102.13.0/24) σαν gateway έχουμε κατευθείαν (direct) το τοπικό interface Π.χ. Προς destination dolly.netmode.ntua.gr (147.102.13.10) gateway θα είναι το τοπικό interface 147.102.13.32 Προς όλα τα άλλα δίκτυα 0.0.0.0 σαν gateway έχουμε 147.102.13.200 (router.netmode.ntua.gr)(default gateway) Προς διεύθυνση broadcast (147.102.255.255) σαν gateway έχουμε κατευθείαν (direct) το τοπικό interface (η διεύθυνση δεν ισχύει στο δίκτυο του ΕΜΠ) Προς διευθύνσεις multicast (224.0.0/4) σαν gateway έχουμε κατευθείαν (direct) το τοπικό interface

ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΤΟΥ ΕΜΠ ntua.gr (147.102.0.0/16, AS#3323)

Επανάληψη: Αλγόριθμοι Δρομολόγησης Επιπέδου 3 (IP) DV: Distance Vector (αλγόριθμος Bellman-Ford) IGP: RIP (Routing Information Protocol) EGP: BGP (Border Gateway Protocol) LS: Link State (αλγόριθμος Dijkstra) IGP: OSPF (Open Shortest Path First) Στον κορμό Αυτόνομου Δικτύου (Core of an Autonomous System, AS): Link State Data Base + αλγόριθμος Dijkstra Κόστος γραμμών δικτύου: Ανάλογα με την ταχύτητα ή οριζόμενα από τον Διαχειριστή Ανανέωση κόστους γραμμών: κάθε 240 sec (default) ή λόγω μεταβολής κατάστασης Στα περιφερειακά υποδίκτυα (stub areas): Default G/W

ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Ethernet Ένας μεταγωγέας Ethernet διατηρεί database με τις διευθύνσεις MAC πίσω από κάθε πόρτα, και προωθεί ή φιλτράρει πακέτα ανάλογα. Η πληροφορία κρατιέται για χρονικό διάστημα γήρανσης – aging (default 300 sec) αν δεν ανανεωθεί. Σε περίπτωση άγνοιας, προωθεί σε όλες τις πόρτες (promiscuous mode) Ένα τοπικό δίκτυο με πολλούς μεταγωγείς οργανώνεται σε επικαλύπτον δένδρο - Spanning Tree - για να αποφεύγονται βρόχοι (loops) στην προώθηση πακέτων Αλγόριθμος Επικαλύπτοντος Δένδρου (Spanning Tree Protocol – STP, IEEE 802.1D) σε τοπικά δίκτυα (LAN’s) Κάθε μεταγωγέας - switch (παλαιότερα γέφυρα - bridge) χαρακτηρίζεται από μοναδική ταυτότητα (Bridge ID, BID) Ανταλλαγή πληροφοριών περιοδικά (default 2 sec) μέσω Bridge Protocol Data Units (BPDU’s) Οι μεταγωγείς βρίσκουν το ελάχιστο επικαλύπτον δένδρο (Minimum Spanning Tree – MSP) προς ένα κόμβο που καθορίζεται σαν Root – αποφεύγονται loops Κάθε πόρτα ενός μεταγωγέα (switch) μπορεί να βρίσκεται στις εξής καταστάσεις (states): Listening (ακούει τα BPDU’s) Learning (μαθαίνει τις διευθύνσεις MAC πίσω της – δημιουργεί την filtering ή switching data base). Blocking (ακούει τα BPDU’s αλλά δεν ενεργοποιεί προώθηση πακέτων εκτός να αντιληφθεί ότι το επικαλύπτον δένδρο έχει διασπαστεί) Forwarding (ακούει τα BPDU’s και προωθεί κανονικά τα πακέτα Disabled (μη ενεργή) Νεώτερες εκδόσεις: Rapid Spanning Tree Protocol – RSTP, IEEE 802.1w (1998), IEEE 802.1D (2004) Multiple Spanning Tree Protocol – MSTP, IEEE 802.1Q (2003): Virtual LAN’s (VLAN’s)

Επέκταση Τοπικών Δικτύων Ethernet σε Δίκτυα Παρόχων (Provider Backbone Bridges PBB) PE: Provider Edge Bridge CE: Customer Edge Bridge RB: Regular Bridge PE PE Provider Network RB CE CE CE CE Customer Network Customer Network RB Regular bridges PBB, IEEE 802.1ah (2007): Επέκταση Ethernet (GigE, 10 Gig) σε Μητροπολιτικά Δίκτυα (MAN’s) & WANs Τυποποίηση πρωτοκόλλων VPLS, MAC-in-MAC και Q-in-Q για επέκταση VLAN’s μεταξύ τοπικών δικτύων LAN’s με διαχείριση ποιότητας υπηρεσίας Προς συρρίκνωση τοπολογίας επιπέδου 3  collapsed backbone με μηχανισμούς μεταφοράς επιπέδου 2: 10 Gig point-to-point Ethernet transport

Ταξινόμηση Αλγορίθμων Δρομολόγησης – Control Plane Διαχειριστικός Έλεγχος Συγκεντρωτικός: Δημόσια Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτου Χ.25/Χ.75 Κατανεμημένος: Internet Δρομολόγηση με ή χωρίς Εναλλακτικούς Δρόμους Single choice: Internet IGP (OSPF), Bridged Ethernet Alternate routing: Internet BGP, MPLS/TE, Τηλεφωνικά Δίκτυα PSTN Διαχειριστική Δυναμική Στατική δρομολόγηση: Default Gateway, σταθερά βάρη γραμμών (Χ.25/Χ.75) Δυναμική δρομολόγηση: Μεταβαλλόμενα βάρη γραμμών (ARPANet) Ημιστατική (quasi static) δρομολόγηση: Μεταβολές ανάλογα με διαθεσιμότητα γραμμών (σύγχρονες εκδόσεις αλγορίθμων Internet IGP, BGP)