ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΥΦΥΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΑ ΔΙΚΤΥΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΥΦΥΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΑ ΔΙΚΤΥΑ Β. Μάγκλαρης maglaris@netmode.ntua.gr www.netmode.ntua.gr 15/12/2014

ΕΝΝΟΙΕΣ ΠΑΡΑΔΟΣΙΑΚΩΝ ΕΥΦΥΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ Υπηρεσίες Intelligent Networks (ΙΝ) κατά ITU-T (Επανάληψη) Intelligence => Πρόσβαση σε διάφορες databases = (εφαρμογές) Operator implements service logic (IN Service) STP SCP Service Control Point (στοιχείο δικτύου - Network Element ΝΕ - που περιέχει κάποια ειδική υπηρεσία database ή registry) MAP INAP CAP ISUP Exchange SSP Service Switching Point (επιτρέπει την υλοποίηση service triggering σε ένα ψηφιακό τηλεφωνικό κέντρο του δικτύου κορμού) Ψηφιακό Τηλεπικοινωνιακό Δίκτυο

ΤΥΠΙΚΗ ΚΛΗΣΗ ΜΕ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΙΝ (Επανάληψη) 3. SCP 2. 4. SSP 1. 5. Exchange Exchange Τυπικά παραδείγματα triggers: Τμήμα ή καλούμενος αριθμός Access code ή ώρα κλήσης Time (hour, day) ή Τοποθεσία (π.χ. άλλος πάροχος με πρωτόκολλα ελέγχου Signaling System 7 - SS7, mobile operator) 1. Υποδοχή κλήσης στο Τ/Κ (Exchange) 2. Ενεργοποίηση Trigger στη κλήση Βασικού τύπου στο SSP 3. SSP ζητά πληροφορία από SCP (database) 4. SCP επιστρέφει πληροφορία 5. Δρομολόγηση κλήσης στο επόμενο Τ/Κ

ΣΥΓΚΛΗΣΗ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ (Επανάληψη) Υπηρεσίες Triple-Play (Internet, Voice, Video) πάνω σε ενοποιημένα δίκτυα IP Converging σε IP Multimedia System (IMS) Ανοικτό θέμα: Διασύνδεση Επιπέδων Ελέγχου σε περιβάλλον πολλαπλών διαχειριστικών περιοχών ΑΠΟ ΤΙΣ ΠΟΛΛΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΕΠΙΠΕΔΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΑΥΤΟΝΟΜΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ (Multi-domain Control Protocols) ΟΙ ΜΟΝΕΣ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΠΕΤΥΧΕΙ ΜΕΧΡΙ ΣΗΜΕΡΑ ΕΙΝΑΙ ΔΥΟ: SS7 (διεθνής τηλεφωνία) BGP (Internet)

ΕΝΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ IMS Άποψη της ITU-T & Τηλεπικοινωνιακών Παρόχων (TELCO Operators) για Converged Networking (Επανάληψη) Media Server Internet Application Server ISC Gi Mb SIP phone Cx HSS MRF Mb PS Gi/Mb IMS Mn MGCF TDM IM-MGW ISUP Mb UE GGSN Mb PSTN CPE Gm Go Mp SGSN SIP CSCF P-CSCF Mw Mg Signaling CSCF — Call Session Control Function IM-MGW — IM-Media Gateway MGCF — Media Gateway Control Function MRF — Media Resource Function

ΕΥΦΥΪΑ & ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΠΡΟΩΘΗΣΗΣ ΠΑΚΕΤΩΝ Τοπικά Δίκτυα: Επίπεδο 2: Μεταγωγή (Ethernet Switching), VLANs Επίπεδο 3: Δρομολόγηση IP (destination based, OSPF, iBGP) Επίπεδα 2-4: Ευφυή Προγραμματιζόμενα Δίκτυα ανά Εφαρμογή (flow) Software Defined Networks SDN, OpenFlow Εικονικά Περιβάλλοντα – Virtrualized Data-Centers Δίκτυα Μεγάλης Απόστασης – Μεγάλης Συγκέντρωσης (Wide Area Networks, WANs - Backbone Networks) Επίπεδο 2: Layer 2 VPNs μέσω end-to-end tunnels, VPLS, MAC-in-MAC, Q-in-Q, Provider Backbone Bridges Επίπεδο 2.5: Single domain MPLS (Multi-Protocol Label Switching), Traffic Engineering Επίπεδο 3: Δρομολόγηση IP (destination based) Single Domain IGP (OSPF, RIP, Intermediate System to Intermediate System IS-IS, iBGP) Multiple Domain EGP (eBGP) Επίπεδα 2-4: Single domain SDN, OpenFlow

ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ ΠΑΡΟΧΩΝ Provider Backbone Bridges - PBB ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΠΕΔΟΥ 2 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 μέσω Layer 2 VPNs με διαχείριση ποιότητας υπηρεσίας Προς συρρίκνωση τοπολογίας επιπέδου 3  collapsed backbone με μηχανισμούς μεταφοράς επιπέδου 2: 10 Gig point-to-point Ethernet transport

Longest-prefix match (24bits) ΠΑΡΑΔΟΣΙΑΚΗ ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΠΕΔΟΥ 3 http://labjarkom.ilkom.unsri.ac.id/userfiles/MPLS-1.ppt R1: 192.168.1.1/30 R3:192.168.100.1/30 R2:192.168.1.2/30 R2:192.168.100.2/30 Σε κάθε κόμβο κάθε πακέτο δρομολογείται στο interface του επόμενου κόμβου IP με βάση το longest prefix match της διεύθυνσης IP τελικού προορισμού στον πίνακα δρομολόγησης ΠΙΝΑΚΑΣ ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗΣ Router 2 (R2) Destination Network Next-Hop 10.1.1.0/24 192.168.1.1 10.0.0.0/8 192.168.1.1 10.0.0.0/7 192.168.100.1 Longest-prefix match (24bits)

ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΠΕΔΟΥ 2.5: MPLS (Multi-Protocol Label Switching) MPLS core routers : Label Switch Router – LSR Αντικαθιστούν (swap) Labels Προωθούν τα πακέτα με βάση πίνακες δρομολόγησης ανά Label MPLS edge routers: Edge LSR, Label Edge Router – LER Εισάγουν/διαγράφουν επικεφαλίδες MPLS Δρομολογούν με βάση πίνακες δρομολόγησης IP και Labels

MPLS HEADER http://blog.ine.com/2010/02/21/the-mpls-forwarding-plane/ Label : Label value (0 to 15 are reserved for special use) assigned to source & destination IP (flows) (traffic engineering option) Exp : Experimental Use S : Bottom of Stack (set to 1 for the last entry in the label) TTL : Time To Live

OpenFlow (OF) Control στο Internet του Μέλλοντος Software Defined Networks (SDN) – OpenFlow Protocol https://www.opennetworking.org Διαχειριστικές Εφαρμογές Πολιτικές δρομολόγησης Monitoring, security… OpenFlow Controller - Κανόνες δρομολόγησης ανά ροή (flow) Συντήρηση Πινάκων Ροών (Flow Table – επίπεδα 2, 3, 4) OpenFlow Switch Δρομολόγηση πλαισίων 2ου επιπέδου (MAC) ανάλογα με ροή (flow) επιπέδων 2, 3, 4 Έλεγχος από εξωτερικό OF Controller Διεπαφή με πρωτόκολλο OF Source: Open Networking Foundation (ONF)

Cross-Layer Forwarding OpenFlow 1.0 tuple ΕΥΦΥΗ – ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΑ ΔΙΚΤΥΑ Software Defined Networks (SDN) – OpenFlow Protocol https://www.opennetworking.org Cross-Layer Forwarding OpenFlow 1.0 tuple Layer 2 – Layer 4 flow rules: Cross-Layer Forwarding & Monitoring

OpenFlow v1.0: Single Flow-Table Support Rule Action Stats Packet + byte counters Forward packet to port(s) Encapsulate and forward to controller Drop packet Send to normal processing pipeline Optional Actions 1.Enqueue 2.Modify Fields Switch Port MAC Src MAC Dst Eth Type VLAN Id IP Src IP Dst IP Prot TCP/UDP Sport TCP/UDP Dport VLAN PCP IP TOS

1o Παράδειγμα WAN SDN: Google’s OpenFLow WAN http://www. opennetsummit Κεντρικός Έλεγχος Παγκόσμιου Ιδιωτικού Δικτύου μεταξύ Google Data Centers Single domain OpenFlow SDN OF Controllers με ειδικό H/W, διαλειτουργικότητα μέχρι τελικού κόμβου (VM) Αποδοτική διαχείριση δικτυακών πόρων μέσω centralized Traffic Engineering - TE Αξιοπιστία: Πολιτικές ευφυούς επαναδρομολόγησης ροών σε περιπτώσεις βλαβών

2o Παράδειγμα WAN SDN: Internet2 Advanced Layer 2 Services (AL2S) https://noc.net.internet2.edu/i2network/advanced-layer-2-service.html

3o Παράδειγμα WAN SDN: U. S 3o Παράδειγμα WAN SDN: U.S. National Science Foundation (NSF) GENI Testbeds Global Environment for Networking Innovations http://www.geni.net/

GÉANT OpenFlow Facility Υποστήριξη από ΕΔΕΤ & NETMODE

OpenFlow Testbed του NETMODE @ NTUA

Παράδειγμα Πειραματικής Διάταξης στο NETMODE @ NTUA Tetsbed: Scalable DDoS Attack – Mitigation