ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Έλεγχος & Σηματοδοσία Διακίνησης Δεδομένων σε επίπεδο 1 & 2 (SDH, Spanning Tree Protocol - STP, VLANs) Β. Μάγκλαρης maglaris@netmode.ntua.gr www.netmode.ntua.gr 24/11/2012

ΠΡΟΤΥΠΟ ΤΡΙΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ Διάσταση Μετάδοσης Δεδομένων - Data (forwarding) Plane Διαμόρφωση πλαισίων TDM: ITU-T SDH/GFP framing (από STM-1=155 Mbps  STM-, εφεδρεία ring protection, VC-4 (150 Mbps) virtual concatenation (π.χ. VC-4-7v = 7 x VC-4  1 Gbps) Optical Digital Wrapper (ITU-T G.709: 2.5, 10, 40 Gbps + Forward Error Correction - FEC) Κωδικοποίηση σε πακέτα Ethernet, WiFi (IEEE 802.11), MPLS ή IP Πρωτόκολλα προώθησης δεδομένων σε μεταγωγείς (switches) & δρομολογητές (routers) Διάσταση Ελέγχου - Control Plane In-band Signaling: Σηματοδοσία ενσωματωμένη σε επικαφαλλίδες πακέτων (IP headers, MPLS labels, VLAN tags) ‏ 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 (RSVP, LDP) & αντιστοίχηση επικεφαλλίδων (labels) σε γραμμές MPLS Σηματοδοσία αντιστοίχησης time slots (ή χρώματος) σε γραμμές SDH (ή WDM), Out- of band Common Channel Signalling Πρωτόκολλα ARP & DNS, αντιστοίχιση VLAN tags…. Διάσταση Διαχείρισης - Management Plane Μοντέλο αναφοράς FCAPS: Fault, Configuration, Accounting, Performance & Security Management Διαστασιολόγηση, παρουσίαση τοπολογίας. εντοπισμός βλαβών, ενημέρωση λογαριασμών - αποθήκης, μετρήσεις επίδοσης, ασφάλεια πρόσβασης,...

SONET Optical Carrier Level ΦΥΣΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ – PHYSICAL LAYER ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΕΡΑΡΧΙΕΣ TDM: SONET (ANSI T1.105) & SDH (ITU-T G.707, G.708) Περιοδικότητα Πλαισίου: 125 μsec από φωνή PCM 64 Kbps SONET Frame Format (Synchronous Optical Networking) SDH (Synchronous Digital Hierarchy) SONET Optical Carrier Level LINE RATE (Mbps) STS-1 - OC-1 51.85 STS-3 STM-1 OC-3 155.52 STS-12 STM-4 OC-12 622.08 STS-48 STM-16 OC-18 2488.32 STS-192 STM-64 OC-192 9953.28

ΜΕΤΑ ΤΗ ΒΛΑΒΗ (FIBER CUT) ΦΥΣΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ - PHYSICAL LAYER ΑΥΤΟΜΑΤΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΣΕ ΒΛΑΒΕΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΔΑΚΤΥΛΙΩΝ SDH 1+1 SDH Protection Χρόνος Αντίδρασης σε Βλάβη: 50 msec ΠΡΙΝ ΤΗ ΒΛΑΒΗ ΜΕΤΑ ΤΗ ΒΛΑΒΗ (FIBER CUT) 1:1 SDH Protection

ΕΠΙΠΕΔΟ ΖΕΥΞΗΣ - DATA LINK LAYER ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΔΕΝΔΡΙΚΗΣ ΤΟΠΟΛΟΓΙΑΣ ΜΕΤΑΓΩΓΕΩΝ (Spanning Tree Protocol - STP of Ethernet Switches, IEEE 802.1D) Εξέλιξη των Αλγορίθμων Διάρθρωσης Διαφανών Γεφυρών Spanning Tree Protocol (STP) for Transparent Ethernet Bridges Radia Perlman, DEC & MIT 1985 http://www1.cs.columbia.edu/~ji/F02/ir02/p44-perlman.pdf Αναδιαμόρφωση Spanning Tree http://en.wikipedia.org/wiki/Spanning_tree_protocol Χρόνος Αντίδρασης σε Βλάβη: ~ 60 sec Γέφυρες (Bridges, Switches): 3 (Root), 24, 92, 4, 5, 7, 12 Τοπικά δίκτυα Ethernet: a, b, c, d, e, f RP: Root Port DP: Designated Port BP: Blocking Port

ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΕΠΙΚΑΛΥΠΤΟΝΤΟΣ ΔΕΝΔΡΟΥ ETHERNET SPANNING TREE PROTOCOL - STP (IEEE 802.1D) RP: Root Port DP: Designated Port BP: Blocked Port SWITCH 1: Root Bridge PC_1 Layer 2 Manager Ενεργή σύνδεση PC_2 Ανενεργή σύνδεση DP DP SWITCH 2 SWITCH 3 Γνωστό στο Switch 4 Άγνωστο στο Switch 4 Aging: 300 sec (default) BP BP RP DP RP Forwarding Data Base per Switch Port Forward MAC frames to known destinations, e.g.. PC_6, PC_7, PC_2, PC_3, PC_5 to port from which it last heard them prior to aging, e.g. RP Forward to PC_10 only MAC frames addressed to it & broadcasts Broadcast unknown destination MAC frames (promiscuous mode) PC_8 PC_3 PC_6 PC_7 PC_4 PC_5 Bridge Protocol Data Units (BPDUs) Περιοδικά μηνύματα πρωτοκόλλου STP κάθε 2 sec (default) SWITCH 4 RP PORT 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 PC_9 PC_10

ΔΡΟΜΟΛΟΓΙΣΗ ΜΕ VLANs (IEEE 802.1Q) VLAN “Red” (VID 00d) Switch Ports 1 & 9 Subnet 147.102.13.0/24 Default Gateway 147.102.13.200 VLAN “Blue” (VID 003) Switch Ports 4 & 12 IP Subnet 147.102.3.0/24 Default Gateway 147.102.3.200 Trunk Switch Port 5 IP ROUTER warp.core.ntua.gr 00:08:7c:63:e4:00 147.102.13.200 147.102.3.200 ETHERNET SWITCH ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ: ΛΟΓΙΚΗ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ: matrix.netmode.ntua.gr 147.102.13.60 00:13:a9:34:dd:aa DG: 147.102.13.200 00:08:7c:63:e4:00 DNS ARP 147.102.3.1 00:13:72:f6:5f:83 DG: 147.102.3.200 00:08:7c:63:e4:00 147.102.13.38 00:50:da:51:95:10 DG: 147.102.13.200 00:08:7c:63:e4:00 147.102.3.90 00:16:17:72:72:76 DG: 10.2.0.200 00:08:7c:63:e4:00 802.1Q Framing Add-On’s TPID: Tag Protocol ID PCP: Priority Code Point CFI: Canonical Format Identifier VID: VLAN ID (< 4096) MAC Address ETHERNET II TPID PCP CFI VID 16 bits 3 bits 1 bit 12 bits IP, TCP/UDP, Data

ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΓΕΦΥΡΩΜΕΝΩΝ ETHERNET Provider Backbone Bridges - PBB ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ ΠΑΡΟΧΩΝ 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