Föreläsning 10 - Dynamisk Routing Nätverksteknik A - Introduktion till Routing Lennart Franked Information och Kommunikationssystem (IKS) Mittuniversitetet 2014-12-19 Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 1 / 50
Innehållsförteckning 1 Introduktion till Routing III 2 Glosor 3 Introduktion Drift Typer av Routingprotokoll 4 Distance Vector 5 Link-State Dijkstra s Shortest Path First (SPF) Algorithm 6 Routingtabellen Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 2 / 50
Glosor Classful routing Classless routing Default route Floating route Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 3 / 50
Routing algorithm An algorithm is an ordered set of unambiguous, executable steps that defines a terminating process Brookshear, Computer Science: An overview, 10th ed. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 4 / 50
Routingprotokoll Introduktion Dynamiska routing protokoll har funnits sedan sent 80-tal. Tabell 1: Dynamiska routingprotokoll Interior Gateway Protocols Exterior Gateway Protocols Distance Vector Link-State Path Vector IPv4 RIPv2 EIGRP OSPFv2 IS-IS BGP-4 IPv6 RIPng EIGRP for IPv6 OSPFv3 IS-IS for IPv6 BGP-MP Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 5 / 50
Routingprotokoll II Introduktion Utbyter routingtabeller mellan routrar. Skickar och tar emot meddelanden på sina interface, möjliggör för routrar att lära om andra nät, informerar om förändrigar i topologin. Beräknar väg utifrån den routinginformation som är mottagen. Adaptive routing protocols. Figur 1: Dynamiskrouting[2] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 6 / 50
Routingprotokoll III Sammanfattning. En ordnad uppsättning av tydligt definierade steg för att åstadkomma en viss uppgift. Syftet med en routingalgoritm: Mekanism för att skicka och ta emot routing information. Mekanism för att beräkna den bästa vägen, och installera routes i en routing tabell. Mekanism för att upptäcka och agera på förändringar i topologin. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 7 / 50
Komponenter i ett dynamiskt routingprotokoll Introduktion Data Struktur: Lagra routinginformation Algoritm: Bearbetar routinginformation, best-path calculation Meddelande: Utbyter routinginformation Figur 2: Dynamiska routingupdateringar[2] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 8 / 50
Komponenter i ett dynamiskt routingprotokoll II Introduktion Figur 3: Dynamisk-routing[1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 9 / 50
Pro et contra dynamiska routingprotokoll Introduktion Fördelar Liten administrativ overhead, anpassar sig automatiskt till topologiförändringar, Oberoende av nätverksstorlek, beräknar ut bästa väg enligt parametrar. Nackdelar Hög belastning (CPU, Bandbredd), Figur 4: Dynamisk routinguppdateringar[2] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 10 / 50
Önskade egenskaper i en routingalgorithm Introduktion Vilka egenskaper vill vi se i en routingalgorithm? Korrekt, Säkerställa korrekta resultat. Stabilitet, Snabbt nå ett konvergerat tillstånd. convergence Ska inte förändras om ej nödvändigt. Rättvist Fördela tillgänglig bandbredd rättvist. Inte att beblanda med lika. Simpelt, Hög komplexitet. Buggar. Svårt att felsöka. Robust, Ska kunna motstå konstanta förändringar i nätverket. Effektivt. Minska antalet hop, skicka data över lågt belastade länkar, maximera genomströmning. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 11 / 50
Rättvishet contra Effektivitet Introduktion Figur 5: Effektivitet vs Rättvishet Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 12 / 50
Kallstart Drift Figur 6: Kallstart [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 13 / 50
R1 Drift Figur 7: Första informationsutbytet. [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 14 / 50
R2 Drift Figur 8: Första informationsutbytet. [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 15 / 50
R3 Drift Figur 9: Första informationsutbytet. [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 16 / 50
R1 Drift Figur 10: Andra informationsutbytet. [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 17 / 50
R2 Drift Figur 11: Andra informationsutbytet. [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 18 / 50
R3 Drift Figur 12: Andra informationsutbytet. [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 19 / 50
Konvergeringstid Drift Konvergeringstid Tid beroende på flertal faktorer: Utbredningstiden. Beräkningstid. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 20 / 50
Konvergeringstid II Drift Figur 13: Konvergeringstid [2] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 21 / 50
Routingprotokoll Typer av Routingprotokoll Figur 14: Klassifiera routingprotokoll. [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 22 / 50
Autonomt System (AS) Autonomt System En samling routrar under en administration. Routing Domän. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 23 / 50
IGP vs EGP Figur 15: IGP gentemot EGP [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 24 / 50
Jämföra routingprotokoll Konvergeringstid Tid innan samtliga routers i ett nätverk har komplett information. Skalbarhet Hur stort nätverk kan protokollet stöda. Klasser eller inte klasser? Resursanvändning CPU Länkbandbredden. Minnesanvändning Implementering och underhåll. Kunskap som krävs för att implementera, underhålla och felsöka. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 25 / 50
Distance Vector Figur 16: Distance Vector[1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 27 / 50
Karaktärsdrag Distance Vector Distance Anger distansen till ett mål. I vilken enhet är ej angivet. Vector Anger en riktning till ett mål. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 28 / 50
Analogi Distance Vector Navigation Ta sig till ett mål enbart med hjälp utav vägskyltar. Figur 17: Vägskylt[3] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 29 / 50
Mekanismer Distance Vector Karaktärsdrag Skickar uppdateringar(periodiska) med de routrar som är direkt anslutna. Saknar information om hur topologin ser ut. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 30 / 50
Uppdateringar RIPv1 skickar uppdateringar med destination 255.255.255.255 RIPv2 och EIGRP använder Multicast (224.0.0.9, 224.0.0.10). EIGRP skickar enbart uppdateringar vid behov. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 31 / 50
Link-State Figur 18: Link State[1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 33 / 50
Routeprocessen Link-State Link-state Varje router lär sig om sina direkt anslutna nätverk. Söker kontakt med andra routrar med Hello-paket Konstruerar ett Link State Paket (LSP) innehållandes information om direkt anslutna nätverk. Skickar ut detta paket till sina grannar, som lagrar informationen i deras Link State Database(LSDB) Utifrån informationen i databasen skapas en karta över nätverkets topologi. Bästa route till varje subnät beräknas och installeras i routingtabellen. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 34 / 50
Direkt anslutna nätverk Link-State Figur 19: Länk 1 [1] Figur 20: Länk 2 [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 35 / 50
Hello Link-State Figur 21: Fråga [1] Figur 22: Svar 2 [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 36 / 50
Generera LSP Link-State Figur 23: Generera LSP [1] R1 ; E t h e r n e t network 1 0. 1. 0. 0 / 1 6 ; c o s t 2 R1 > R2 ; S e r i a l p o i n t to p o i n t network ; 1 0. 2. 0. 0 / 1 6 ; Cost 20 R1 > R3 ; S e r i a l p o i n t to p o i n t network ; 1 0. 7. 0. 0 / 1 6 ; Cost 5 R1 > R4 ; S e r i a l p o i n t to p o i n t network ; 1 0. 4. 0. 0 / 1 6 ; Cost 20 Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 37 / 50
Skicka ut LSP till alla grannar Link-State Figur 24: Flood LSP [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 38 / 50
Skapa ett SPF träd Link-State Figur 25: SPF-träd [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 39 / 50
Skapa ett SPF träd II Link-State Figur 26: SPF-träd [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 40 / 50
Dijkstra s SPF Algoritm Dijkstra s Shortest Path First (SPF) Algorithm Figur 27: Dijkstras SPF - Topologi exempel Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 41 / 50
Routingtabellens uppbyggnad Routingtabellen Ultimate Route Level 1 Route Level 1 Parent Route Level 2 Child Route Figur 28: Routingtabell [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 43 / 50
Ultimate Route Routingtabellen Anger Next-Hop, Interface Figur 29: Ultimate Route [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 44 / 50
Level 1 Route Subnetmasken är mindre än eller lika med motsvarande klass-mask. Figur 30: Level 1 Route [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 45 / 50
Level 1 Parent Route Ett L1 nätverk som är uppdelad i subnät (child). Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 46 / 50
Level 2 Child Route Ett subnät inom ett Level 1 nätverk. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 47 / 50
Uppslagningsprocessen Om den bästa matchningen är en L1 Ultimate Route, används denna. Om den bästa matchningen är en L1 Parent Route: Undersök varje Child Route för denna Parent Route. Hittas en matchning används denna. Söker nästa L1 supernet, inkl. default route. Hittas ingen träff, kastas paketet. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 48 / 50
Best Route Figur 33: Bästa vägen = Längsta matchning [1] Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 49 / 50
Referenser Scott Empson och Cheryl Schmidt. Routing and Switching Essentials Companion Guide. Cisco Press, 2014. isbn: 978-1-58713-320-6. Rick Graziani och Allan Johnson. Routing protocols and concepts : CCNA exploration companion guide. Indianapolis, Ind.: Cisco, 2008. isbn: 9781587132063 (hbk.) Holger.Ellgaard. Vägskylt Södertälje Stockholm 2011. Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. 2011. url: http://commons.wikimedia.org/wiki/file: V%C3%A4gskylt_S%C3%B6dert%C3%A4lje_Stockholm_2011.jpg. Lennart Franked (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Routing 2014-12-19 50 / 50