ETS052 Internet Routing. Jens A Andersson

Transkript

1 ETS052 Internet Routing Jens A Andersson

2 Routing Routing-konceptet Unicast Routing Multicast Routing (en kort översikt) Läsanvisning: Kapitel 8

3 Nätverkslagret /Lager 3 Olika länkprotokoll!

4 Datagram och nätet

5 R1 Uppgift: Välj bästa väg! R4 5 R R6 6 5 B R2 15 A R8 R3 5 R5 10 I alla lägen!

6 Routern En router förmedlar paket mellan nätverk baserat på nätverkslagrets adresser En router gör intelligenta beslut om bästa väg för paketets vidare leverans mot slutdestinationen Routing-beslut fattas utifrån nät-identitet, inte värd-identitet (host id)

7 Routern, schematiskt Ingång Köer Köer Utgång Ingång Vägväljarmodul Utgång Ingång Utgång

8 Routingteknologier Ingen intelligens Centraliserad Distribuerad

9 Ingen intelligens : Flooding Skicka ut all paket/datagram På alla portar/interface/linkar utom ingress-porten/interfacet/linken Problem? Paket som loopar Två lösningar TTL-räknare Kom ihåg vilka paket som redan hanterats

10 Centraliserad routing Databas och algoritm centralt Noderna I nätet uppdaterar den centralal funktionen Paketförmedlingen distribuerad självklart! eller?

11 Distribuerad routing Routingprocessen distriburad till alla routrar Två metoder Distance Vector Varje nods information om bästa vägar distribueras till nodens grannar Bästa väg e-2-e fås fram genom jämförelse med alla möjliga next hop Enkelt, låga krav på processor och minne Link State Information om lokal om topologi flödas (flooding) till alla noder Bästa väg e-2-e till alla noder beräknas lokalt i varje nod (trädbyggnad) Komplicerat med krav på processorkraft och minne

12 Länkkostnad Länkkostnaden kan bero på flera saker: Kapacitet Belastning Sträcka Utbredningsmedium Osv... 12

13 Routing Tables and Forwarding Table RIP Process BGP Process RIP Routing tables BGP Routing tables BGP OSPF Process OSPF Routing tables Static routing table RIP Domain OSPF Domain Forwarding Table Manager OS kernel Forwarding Table

14 Lokal routing & ARP (1) Netid: /24 router

15 Lokal Routing & ARP (2) Sänd datagram till ! Netid: /24.1 router Är destinationen på samma nät? Sändaren jämför egen nät-id med desitnationens nätid. i detta fall JA Är destinationens MAC-adressen i ARP-cache? om JA använd den om nej använd ARP för destinationen

16 Lokal Routing & ARP (3) Sänd datagram till ! Netid: /24.1 router Är destinationen på samma nät? Sändaren jämför egen nät-id med desitnationens nät-id. i detta fall NEJ Är def. gateway MAC-adressen känd och i ARP-cache? om JA använd den om NEJ använd ARP för def. gateway

17 Unicast Routing

18 Routebara protokoll Protokoll som placeras på nätverkslagret kallas routed eller routable protocols (routebara protokoll?). IP ärettprotokollpå nätverksnivån och är därför ett routebart protokoll.

19 Routing-protokoll Routing-protokoll tar fram bästa väg till destinationen för routebara protokoll. Routing-protokoll gör det möjligt för routrar att hitta varandra och skapa en karta över nätet.

20 Routing Konsten att bygga least-cost trees Från sändare till mottagare Från varje nod till varje annan nod Tre principer 20 Distance Vector Link State Path Vector Policy-based routing

21 En distance vector Nät-id Kostnad

22 Distance Vector: Princip R1 skickar sin tabell till R2 och R3 med jämna mellanrum R2 skickar sin tabell till R1, R3 och R4 med jämna mellanrum Nät A Nät B Nät D R1 R2 Endast nätid och kostnad i tabellen/vektorn R3 R3 skickar sin tabell till R1, R2 och R4 med jämna mellanrum Nät C R4 skickar sin tabell till R3 och R4 med jämna mellanrum R4

23 Distance vector: princip Alla kända bästa vägar skickas till grannar Periodiskt Vid varje förändring Routingtabeller uppdateras vid Info om nya noder Ändrad kostnad eller vägar/paths Global kunskap sprids lokalt

24 Exempel med hop count A - 1 B - 1 Rtr1 B - 1 D - 1 Rtr3 Nät A Nät B Nät D Rtr2 Nät C Rtr5 C - 1 D 1 E - 1 B - 1 C - 1 Nät E Rtr7 Nät G E - 1 F - 1 Rtr6 E - 1 G - 1 B - 1 F - 1 Rtr4 Nät F

25 Bellman-Fords algoritm (1) if (advertised destination not in table) then update table (2) else (2.a) if (advertised next-hop = next-hop in table) then replace entry (2.b) else (2.b.i) if (advertised hop count < hop count in table) then replace entry (2.b.ii) else do nothing

26 Alternativt: Bellman-Fords ekvation =min +, +, + =, + Not! kan ändras utan att nod z tillkommit!

27 Uppdateringar Rtr3 Ursprunglig B - 1 D - 1 Från Rtr5 +1 C 2 D 2 E 2 Uppdaterad B 1 C rtr5 2 D 1 E rtr5 2 Rtr1 Ursprunglig A - 1 B - 1 Från Rtr2 +1 B 2 C 2 Uppdaterad A - 1 B 1 C rtr2 2

28 Distance Vector, funderingar Periodiska uppdateringar!? Hur hitta grannar? Hur upptäcka att en granne försvinner? Problem med länkar och noder (bortom grannar) som försvinner. 28

29 Mer om distance vector IETSF10 Count to infinity Two, three node instability Split Horizon Poison Reverse Routingprotokoll RIP 29

30 Link State: princip R1 skickar information om sina länkar till alla andra routrar. R2 skickar information om sina länkar till alla andra routrar. Nät A Nät B Nät D R1 R2 R3 R3 skickar information om sina länkar till alla andra routrar. Nät C R4 R4 skickar information om sina länkar till alla andra routrar.

31 Link state: princip Lokal topologi info flödas globalt (LSP) Periodiskt (i praktiken mycket sällan, typ varje timme) Vid lokal förändring Skapa databas i varje node med alla link states Uppdatera routing-tabell när ny information läggs in i databasen (Shortest Path First) Lokal kunskap sprids globalt

32 LSP (Link State Packet)

33 Link State Databas, exempel

34 Link State: ett exempel Rtr1 Rtr Nät A Nät B Nät D 2 Rtr2 2 Nät C Rtr5 Nät E 1 Rtr7 3 Nät G Rtr6 Rtr4 7 Nät F

35 Dijkstras algoritm: Shortest Path First 1. Identify the root (the node itself) 2. Attach all neighbor nodes temporarily 3. Make link and node with least cumulative cost permanent 4. Choose this node 5. Repeat 2 and 3 until all nodes are permanent

36 SFP: steg 1 o 2 för rtr3 Nät B Rtr (a) Nät D Rtr1 Nät B 4 4 Rtr2 Rtr Nät D (b)

37 Färdigt SFP-träd för rtr3 Rtr3 Nät B 4 10 Nät D Nät A Rtr1 12 Rtr4 4 4 Nät C 6 6 Rtr2 10 Rtr5 1 5 Nät E Rtr7 13 Rtr6 Nät F 13 Rtr6 19 Nät E

38 Routingtabell för rtr3 Nät-id Next-hop Kostnad A Rtr1 12 B - 4 C Rtr2 6 D - 10 E Rtr5 15 F Rtr2 13 G Rtr5 18

39 Link State, funderingar Periodiska uppdateringar!? Problem med länkar och noder som försvinner. Hur hitta grannar? Hur upptäcka att en granne försvinner? 39

40 Mer om link state I ETSF10: Routingprotokoll OSPF Konceptet Areor eller hur man minskar flooding 40

41 Path Vector Routing Distance Vector routing med tillägg I routingtabellen Destination Next-Hop Vägen/Path som denna uppdatering visar till destinationen BGP egentligen vägen som routinginformationen har passerat

42 Bonus material Konceptet Path Vector Routing Introduktion till Multicast Routing Mer om detta i ETSF10

43 Path Vector Routing Table Network Next Router Path N01 R01 AS14, AS23, AS67 N02 R05 AS22, AS67, AS05, AS89 N03 R06 AS67, AS89, AS09, AS34 N04 R12 AS62, AS02, AS09 AS = Autonomous System ungefär Organisation

44 Multicasting

45 Fundamenta för Multicastträd Destinationen är GRUPP En och endast en kopia av varje paket till varje gruppmedlem Inga paket till icke medlemmar Inga paket ska loopa Optimala vägar källa medlemmar (shortest path)

46 Multicast Routing protokoll

47 Källbaserade träd Source Based Tree S1 R3 R2 R4 R1 ett träd per källa S2

48 Gruppbaserade träd Group Shared Tree, S1 R3 R2 R4 R1 Rendezvous Point S2 ett träd per grupp

49 Reverse Path Forwarding Routing på avsändaradress!