Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten1 Tiziana Ferrari INFN - CNAF Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten2 Introduzione PNNI (Private Network-Network Interface) Tag Switching RSVP (Resource Reservation Setup Protocol)

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten3 JAMES: Joint ATM Experiment on European Services

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten4 Overlay Network Maglia di VP CBR a 2 Mbps permanent virtual circuit nessun servizio SVC o PNNI nella parte pubblica della rete tunnelling equipment: –switch ATM LS1010, 11.2(5)WA3(2b) e 11.2(8) WA3.3 –switch FORE Runner ASX 200, ForeThought 5.1 –switch GDC (APEX-MAC) –router CISCO 7000 e 7500

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten5 Programma di test ATM Routing (PNNI) Label-Based Switching (Tag Switching) ATM Resource Reservation IP Resource Reservation Protocol ATM Point-to-Multipoint ATM Signalling ATM Policy control and accounting ATM Traffic Management ATM Address Resolution ATM Addressing Performance of native ATM Protocol and Applications ATM Network Management Security in ATM Networks

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten6 PNNI Public Network-Network Interface

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten7 Private Network-Network Interface 1.0 Protocollo standardizzato dallATM Forum per implementare: –1. un protocollo di segnalazione per garantire la propagazione delle richieste di connessione UNI allinterno della rete fra sorgente e destinatario –2. un protocollo di routing per calcolare le informazioni relative alla topologia e alle risorse della rete ATM (routing applicato ai messaggi del protocollo di segnalazione) Private: per reti private ATM basate su indirizzamento NSAP

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten8 S b reference point: private UNI T b reference point: public UNI Private ATM network Private ATM network Public ATM network Public ATM network private NNI public UNI public NNI public UNI private UNI S: interfaccia tra un apparato terminale e un apparato che implementa protocolli di livello 2 e 3 (es. uno switch o un router) T: punto di terminazione di una connessione fisica NNI: Network-Network Interface, linterfaccia che connette due nodi di rete appartenenti a due reti diverse Tipi di interfacce ATM

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten9 Link PNNI fisico Link PNNI virtuale entità PNNI fisica Link UNI fisico Link PNNI: esempio

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten10 PNNI: segnalazione Propaga i messaggi di connection set-up allinterno della rete ATM integra il protocollo UNI, il quale genera le richieste di connessione, aggiungendo informazioni al messaggio UNI di connection setup stesso VCI utilizzato da UNI: VCI=5 VPI variabile

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten11 Interazione UNI - PNNI ingress switch (DTL originator) egress switch (DTL terminator) Segnalazione UNI Segnalazione UNI Segnalazione NNI DTL: Designated Transit List

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten12 PNNI: protocollo di routing Permette agli switch PNNI di raccogliere informazioni sulla topologia della rete, in base alle quali viene deciso il cammino da seguire per raggiungere la destinazione il medesimo cammino è sia utilizzato per instradare il messaggio di connection set-up che successivamente dai dati della connessione ATM è connection-oriented

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten13 Routing PNNI: obiettivi 1. Quality of Service (QoS) routing –negoziazione di QoS –QoS garantita per lintera durata della connessione grazie ad un meccanismo di Call Acceptance Control (CAC) –CBR (Constant Bit Rate), VBR (Variable Bit Rate), ABR (Available Bit Rate), UBR (Unspecified Bit Rate) 2. Scalabilità

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten14 Routing PNNI: caratteristiche Topology state routing protocol (variante dei protocolli di routing IP di tipo link state) per ogni switch, flooding delle seguenti informazioni: –disponibilità di risorse di traffico locali (per il QoS routing) –stato dei link adiacenti (elenco dei nodi direttamente raggiungibili) informazioni contenute nei P-NNI Topology State Packets (PTSP)

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten15 Routing PNNI: algoritmo Parametri link e node state (PNNI Topology State Element -PTSE): –1. Non-additive link attributes: parametri che caratterizzano un singolo link Available Cell Rate (ACR): banda disponibile espressa in celle/sec –2. Additive link metrics: parametri che caratterizzano in modo aggregato lo stato di un insieme di link e nodi PNNI concatenati Maximum Cell Transfer Delay (MCTD) Maximum Cell Delay Variation (MCDV) Maximum Cell Loss Ratio (MCLR) Administrative Weight: peso metrico associato ad un link

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten16 Routing PNNI: source routing Source routing: il cammino calcolato dallingress switch non è ottimale poiché –linformazione di stato propagata nella rete (PTSE) è basata sullaggregazione, per cui non è totalmente accurata –i PTSE sono distribuiti in modo periodico, per cui linformazione sullo stato non è sempre allineata con lo stato effettivo della rete ogni nodo deve svolgere la funzione di CAC

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten17 Routing PNNI: scalabilità Per ottenere un routing scalabile, gli switch vengono suddivisi in sottoinsiemi, ciascuno associato ad un dato livello gerarchico, in modo da minimizzare la quantità di informazioni topologiche che vengono scambiate allinterno di un dato gruppo o tra gruppi distinti Obiettivo: utilizzo di un unico protocollo di routing ATM a qualsiasi livello gerarchico della rete

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten18 Routing PNNI: gerarchia di rete Ogni livello è identificato da un dato prefisso NSAP numero massimo di livelli: 104 (104 è la lunghezza massima di un prefisso, essendo la parte HO-DSP dellindirizzo NSAP pari a 13 byte) PNNI specifica il meccanismo di interazione fra i vari nodi di un dato livello gerarchico n, e il meccanismo di interazione fra due livelli gerarchici adiacenti n e n-1. Tale meccanismo viene applicato in modo ricorsivo ad ogni livello peer group: insieme di nodi del medesimo livello che scambiano tra di loro informazioni topology state complete sul peer group di appartenenza. Essi possiedono la medesima informazione topologica con stesso livello di dettaglio.

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten19 Routing PNNI: gerarchia di rete (cont) Peer Group Leader (PGL), border node PGL Logical Group Node (LGN) Peer Group PTSE flooding Aggregated PTSE flooding LGN 123a 123b 123c 123d Parent Group Grandparent Group

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten20 Routing PNNI: ricostruzione della topologia –1. viene identificato linsieme dei nodi appartenenti al medesimo peer group (quelli che possiedono lidentico prefisso comune di lunghezza massima) –2. flooding di PTSE tra gli elementi del peer group (VCI 18, VPI 0 nel caso di link fisici; VCI 18, VPI x in caso di link logici) –3. dati due border node di due distinti peer group viene determinata la gerarchia attraverso il confronto dei loro ID –4. una volta identificati i peer group leader, tra nodi PGL del medesimo parent group vengono stabiliti i link PNNI virtuali

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten21 Source routing H1 H2 A1 A2 B1 B2 C1 C2 2. Construct DTL to B: {A1->A2, B,C} 3. Pop DTL A1->A2, Send to peer group B 4. Pop B, Push DTL to cross B, {B1->B2,C} 5. Pop DTL B1->B2, Send to peer group C 6. Pop C, Push DTL to cross C, {C1->C2} 7. Connect to H2 UNI Peer group A Peer group B Peer group C

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten22 Single e Multi-level PNNI Molteplici costruttori di switch (Bay, 3Com, Fore, IBM, Xylan, Olicom etc) supportano PNNI 1.0 permettendo un unico peer group beta-version Cisco IOS 11.3 (release ufficiale fine marzo `98), 32 MB DRAM, livelli gerarchici multipli obiettivi del test (IOS beta version): –verificare la correttezza del funzionamento di PNNI a livello geografico e il grado di stabilità, verificare il meccanismo di tunneling del protocollo su VP geografico –configurare linsieme degli switch in modo da formare una architettura a più livelli gerarchici –interoperabilità –route summarization (aggregazione)

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten23 Prefissi NSAP Austria (JKU): F Belgio (ULB): F Svizzera (Switch):39.756F Germania (DFN/RUS):39.276F Spagna (Rediris): F Francia (Renater): F D Italia (INFN-MI): F Italia (INFN-CNAF): F Lussemburgo (Restena):39.442F Olanda (SURFnet): F.1100 Norvegia (Uninett): Portogallo (RCCN): F Gran Bretagna (Ukerna): F Data Country Code; International Code Designator = ( ) 2 ; = ( ) 2 prefisso comune di 1 bit

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten24 Configurazione di PNNI (single level) hostname JKUASTE1 atm address f c4.a atm router pnni precedence pnni-remote-exterior 2 background-routes-enable statistics call node 1 level 1 lowest redistribute atm-static ! interface ATM0/0/3 description GDC APEX Test Switch no ip address no atm auto-configuration no atm address-registration no atm ilmi-enable atm pacing 2000 force atm iisp side user atm pvp 4 atm pvp 5 atm pvp 6 diminuzione del livello di preference <- delle route statiche, le quali per default hanno un priorità più alta delle route dinamiche calcolate attraverso PNNI <- shaping del flusso di celle <- PVP end point per il tunneling del protocollo PNNI <- redistribuzione delle route statiche attraverso PNNI

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten25 Configurazione di PNNI (single level) - cont - interface ATM0/0/3.4 point-to-point description Tunnel to Switch Zuerich no atm auto-configuration atm nni ! interface ATM0/0/3.5 point-to-point description Tunnel to RUS Stuttgart no atm auto-configuration atm nni atm pvc 5 84 rx-cttr 101 tx-cttr 101 interface ATM0/0/ atm pvc rx-cttr 101 tx-cttr 101 interface ATM0/0/ ! interface ATM0/0/3.6 point-to-point description Tunnel to INFN Milano no atm auto-configuration atm nni atm pvc rx-cttr 101 tx-cttr 101 interface ATM0/0/ atm pvc rx-cttr 101 tx-cttr 101 interface ATM0/0/

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten26 Single peer group di livello 1

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten27 Controllo della topologia JKUASTE1#sh atm pnni topology Node 1 (name: JKUASTE1, type: ls1010, ios-version: 11.2) Node Id: 1:160:39.040F C4A Service Classes Supported: UBR Node Allows Transit Calls Node has leadership priority 0 status local port remote port neighbor ~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~ up ATM0/0/3.4 ATM0/1/3.4 swiCASTOR up ATM0/0/3.5 ATM0/1/2.5 ksatm1 up ATM0/0/3.50 ATM0/1/2.50 ksatm1 up ATM0/0/3.52 ATM0/1/3.36 swiCASTOR up ATM0/0/3.6 ATM3/0/2.6 infnmi up ATM0/0/3.51 ATM0/0/3.51 infnCNAFls1010

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten28 Controllo della topologia - cont - Node 2 (name: swiCASTOR, type: ls1010, ios-version: 11.2) Node Id: 1:160:39.756F E014033F01.00 Service Classes Supported: UBR Node Allows Transit Calls Node has leadership priority 0 status local port remote port neighbor ~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~ up ATM0/1/3.4 ATM0/0/3.4 JKUASTE1 up ATM0/1/3.36 ATM0/0/3.52 JKUASTE1 up ATM0/1/3.37 ATM0/1/0.30 RedIRIS-SW2 ….

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten29 Multiple level PNNI Uno switch che utilizza PNNI a più livelli, è membro di vari peer group contemporaneamente lo switch che rappresenta un group (il peer group leader) comunica ad un livello superiore una informazione di routing aggregata. Nel test è stata configurata una topologia a due livelli I nodi peer group leader vengono scelti in base alla loro priorità massimo numero di livelli supportati attualmente: 8

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten30 Configurazione di PNNI (due livelli) il numero di nodo identifica il numero della <- istanza del processo PNNI <- permette al nodo di essere eletto peer group leader <- il nodo 2 è padre del nodo 1 atm router pnni no e164-aesa background-routes-enable statistics call node 1 level 96 lowest parent 2 redistribute atm-static election leadership-priority 10 name Zurich node 2 level 1 election leadership-priority 20 name ZH-Bologna

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten31 Configurazione di PNNI (due livelli) -cont- swiCASTOR#sh atm pn top Node 1 (name: Zurich, type: ls1010, ios-version: 11.3) Node ID..: 96:160:39.756F E014033F01.00 Node AESA: F E014033F01.01 Link Service Classes Advertised: UBR Leadership Priority: 60, Claims PGL: Yes, Transit Calls: Allowed Ancestor: No, Nodal Representation: Simple status link-type local port remote port neighbor ~~~~~~ ~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~ up hrz ATM0/1/0.6 ATM0/1/0.1 tagswitchINFN up uplink ATM0/0/2.4 FFFFFFFF Austria Node 2 (name: ZH-Bologna, type: ls1010, ios-version: 11.3) Node ID..: 1:96:39.756F E014033F01.00 Node AESA: F E014033F01.02 Link Service Classes Advertised: UBR Leadership Priority: 0, Claims PGL: No, Transit Calls: Allowed Ancestor: Yes, Nodal Representation: Simple status link-type local port remote port neighbor ~~~~~~ ~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~ up hrz F7000 Austria [...]

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten32 PNNI a due livelli Topologia di rete PNNI a 2 livelli

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten33 Aggregazione JKUASTE1#sh atm pnni identifiers Node Node Id Name 1 24:160:39.040F C4A JKUASTE1 2 1:24:39.040F C4A Austria 9 24:160:39.040F E5B4C01.00 ls1010-1og 10 24:160:39.040F E5B ls1010-eg 11 24:160:39.040F DC ls1010-wan 12 24:160:39.040F E5B4D01.00 ls1010-lan 13 24:160:39.040F C4A JKUASP :160:39.040F B87B01.00 JKUASTT :160:39.040F FF1A2DE :160:39.040F C4A JKUASZD :160:39.040F C4B HFG-LS :160:39.040F C5C ls1010-fl 19 1:160: E014CB8A01.00 oslo-atm 20 1:96:39.756F E014033F01.00 ZH-Bologna 24 1:160:39.620F BBD SW-RCCN :160:39.276F DE-ksatm1 27 1:160:39.250F D E01E42EC01.00 bambuco 28 1:160:39.620F FF1A :160:39.528F FF1A4EB :160:39.724F BBE ATM-SW-MAD2 31 1:160: E014CB trd-atm JKUASTE1#

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten34 Aggregazione - cont - JKUASTE1#sh atm route Codes: P - installing Protocol (S - Static, P - PNNI, R - Routing control), T - Type (I - Internal prefix, E - Exterior prefix, SE - Summary Exterior prefix, SI - Summary Internal prefix, ZE - Suppress Summary Exterior, ZI - Suppress Summary Internal) P T Node/Port St Lev Prefix ~ ~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~ ~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ P SI 2 0 UP f/24 [...deleted...] P I 20 0 UP f ea00.059f/152 P I 20 0 UP f /152 P E 20 0 UP f /152 P I 20 0 UP f c/128 P I 26 0 UP f /104 P E 25 0 UP f /56 P I 25 0 UP f /104 P I 21 0 UP f /96 P E 11 0 UP ff.e /72 P E 2 0 UP ff.e /72 JKUASTE1#

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten35 SVC setup time

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten36 Osservazioni PNNI è stabile sia dal punto di vista del routing che dal punto di vista della segnalazione interoperabilità LS1010 Fore ASX 200 corretto funzionamento del tunneling anche quando i VPI agli estremi di una VPC sono differenti (vedi mappa) corretta aggregazione e route summarization con PNNI multi-layer requisiti: –i messaggi PTSE vengono scambiati correttamente attraverso i VP CBR a 2 Mbps soltanto forzando lo shaping del traffico: shaping per interfaccia fisica: atm pacing 2000 force shaping per VP (PFQ Feature Card) –il carrier deve fornire un servizio di tipo VP per effettuare il tunneling –schema di indirizzamento NSAP

Tiziana Ferrari Sperimentazioni geografiche su infrastruttura JAMES della task-force tf-ten37 Bibliografia Private Network-network Interface, Spec. Vers PNNI 1.0, ATM Forum, af-pnni ATM Internetworking, Anthony Alles, CISCO Systems, May 1995 ATM Routing, Deliverable 14.2, task force tf-ten,