Routing in Internet Crediti Parte delle slide seguenti sono adattate dalla versione originale di J.F Kurose and K.W. Ross (© 1996-2003 All Rights Reserved)

Routing in Internet La “Big” Internet consiste di Autonomous Systems (AS) interconnessi tra loro: Due livelli di routing: Intra-AS: amministratore di rete sceglie algoritmo di routing Inter-AS: unico e standard per inter-AS routing: BGP Inter-AS (exterior gateway) routers Intra-AS (interior gateway) routers

Intra-AS Routing Detti anche Interior Gateway Protocols (IGP) I protocolli di routing Intra-AS più utilizzati: RIP: Routing Information Protocol OSPF: Open Shortest Path First IGRP: Interior Gateway Routing Protocol (Cisco proprietary)

RIP ( Routing Information Protocol) Algoritmo di tipo Distance Vector Incluso nella Distribuzione BSD-UNIX nel 1982 RFC 1058 (v1), RFC 2453 (v2) Metrica di costo: numero di hop (max = 15 hop) Distance vectors: scambiati tra i vicini ogni 30 s. via RIP Response Message (definito anche RIP advertisement) Ogni RIP advertisement: elenca fino a 25 destinazioni di reti all’interno dell’AS

RIP: Esempio z w x y A D B C y B 2 z B 7 x -- 1 Destination Network Next Router Num. of hops to dest. w A 2 y B 2 z B 7 x -- 1 …. …. .... Routing table in D

RIP: Esempio w x y z A C D B y B 2 z B A 7 5 x -- 1 Advertisement Dest Next hops w - - x - - z C 4 …. … ... Advertisement from A to D w x y z A C D B Destination Network Next Router Num. of hops to dest. w A 2 y B 2 z B A 7 5 x -- 1 …. …. .... Routing table in D

RIP: Caduta di un link e recovery Se nessun “avviso” (advertisement) ricevuto entro 180 s. --> vicino/link dichiarato irraggiungilbile percorsi attraverso il vicino invalidati nuovi avvisi inviati ai vicini (ancora raggiungibili) vicini a loro volta inviano nuovi avvisi (se le tabelle sono cambiate) l’informazione sulla caduta di un link si propaga velocemnte per l’intera rete poison reverse usato per evitare percorsi ciclici (distanza infinita = 16 hops)

RIP: Processamento tabelle di routing Routing tables del RIP gestite da un processo a livello applicazione chiamato routed (daemon) Avvisi inviati in pacchetti UDP, ripetuti periodicamente routed routed Transprt (UDP) Transprt (UDP) network routing (IP) table network (IP) routing table link link physical physical

RIP: Esempio tabella di routing Router: giroflee.eurocom.fr Destination Gateway Flags Ref Use Interface -------------------- -------------------- ----- ----- ------ --------- 127.0.0.1 127.0.0.1 UH 0 26492 lo0 192.168.2. 192.168.2.5 U 2 13 fa0 193.55.114. 193.55.114.6 U 3 58503 le0 192.168.3. 192.168.3.5 U 2 25 qaa0 224.0.0.0 193.55.114.6 U 3 0 le0 default 193.55.114.129 UG 0 143454 Tre reti (LAN) di classe C attaccate Il router conosce solo i percorsi alle LAN attaccate Default router usato per tutte le altre destinazioni Route multicast address: 224.0.0.0 Interfaccia di loopback (per debugging)

OSPF (Open Shortest Path First) “Open”: disponibile a tutti (v2 in RFC 2178) Usa algoritmo Link State disseminazione del LS mappa topologica completa ad ogni nodo calcolo dei percorsi per mezzo dell’algoritmo di Dijkstra Router invia info su LS ogni volta che c’è una variazione (costo o stato) od ogni 30 minuti Avvisi inviati all’intero AS (via broadcast) trasportati in messaggi OSPF (protocollo 89) direttamente su IP (piuttosto che su TCP o UDP)

Miglioramenti in OSPF (non in RIP) Sicurezza: tutti i messaggi OSPF autenticati (per prevenire intrusioni maliziose) Percorsi Multipli con lo stesso costo (solo un percorso in RIP) Per ogni link, metriche di costo multiple per differenti TOS (es., costo link satellite posto “low” per best effort, “high” per real time) Supporto integrato per routing uni- e multicast: Multicast OSPF (MOSPF) usa stesso DB di OSPF OSPF gerarchico in domini estesi

OSPF gerarchico

OSPF gerarchico (cont.) Gerarchia a due livelli: area, backbone. Avviso su link-state solo all’interno dell’area ogni nodo ha topologia dettagliata dell’area; conosce solamente la direzione (shortest path) alle reti nelle altre aree Internal router: esegue solo instradamento intra-AS Area border router: “riassume” le distanze alle reti della propria area, informa gli altri Area Border router Backbone router: esegue OSPF routing limitatamente al backbone Boundary router: connette agli altri AS

Inter-AS routing in Internet: BGP

Inter-AS routing in Internet: BGP BGP (Border Gateway Protocol): lo standard de facto Path Vector protocol: simile al Distance Vector protocol ogni Border Gateway invia in broadcast ai vicini (peers) l’intero percorso (cioè la sequenza degli AS) alla destinazione BGP instrada verso le reti (AS) non verso i singoli host Es., Router X può inviare per la destinazione Z (tipo 128.119.40/24) il suo percorso : Path (X,Z) = X,Y1,Y2,Y3,…,Z l’identità del prossimo router lungo il percorso

Inter-AS routing in Internet: BGP Ipotesi: router X invia il suo percorso al pari router W W può o no selezionare il percorso offerto da X motivi: costo, policy (non instradare attraverso AS dei competitori), prevenzione dei loop Se W seleziona percorso suggerito da X allora: Path (W,Z) = w, Path (X,Z) N.B. X può controllare il traffico entrante controllando i percorsi da ”suggerire” ai pari: es. se non si vuole instradare traffico verso Z -> non suggerire alcun percorso verso Z

BGP: controllo dell’instradamento A,B,C sono reti dei provider X,W,Y sono clienti (dei network providers) X è dual-homed: attaccato a due reti X non vuole instradare da B via X a C .. allora X non informerà B del percorso verso C

BGP: controllo dell’instradamento A “avvisa” B del percorso AW B “avvisa” X del percorso BAW Dovrebbe B “avvisare” C del percorso BAW? No! B non “guadagna” dall’instradare CBAW poichè nè W nè C sono clienti di B B vuole forzare C a instradare verso W via A B vuole instradare solo a/da i suoi clienti!

BGP: Operazioni D: Cosa fa un router BGP? Riceve e filtra le informazioni ricevute tramite gli annunci dei vicini direttamente collegati Seleziona il percorso Per instradare verso la destinazione X, quale percorso (dei vari percorsi suggeriti) verrà scelto? Politica di instradamento (non specificata in BGP) Invia annunci sui percorsi ai vicini

BGP: messaggi Messaggi BGP scambiati usando TCP (port 179) OPEN: apre connessioneTCP con il pari e autentica il sender UPDATE: annuncia nuovo percorso (o rimuove uno esistente) KEEPALIVE mantiene la connessione attiva in asenza di UPDATE; funziona da ACK alla richiesta di OPEN NOTIFICATION: informa su errori del messaggio precedente; utilizzato anche per chiudere la connessione

Perchè routing differente per Intra- e Inter-AS? Policy: Inter-AS: ogni AS vuole pieno controllo sul traffico instradato, su chi instrada attraverso la sua rete Intra-AS: amministrazione singola, nessuna decisione politica necessaria Scalabilità: Inter-AS: fondamentale Intra-AS: meno vincolante routing gerarchico salva la dimensione delle tabelle, riduce traffico di update Performance: Inter-AS: policy può influire più delle prestazioni Intra-AS: può focalizzarsi sulle prestazioni