INSTRADAMENTO IN INTERNET

Presentazione sul tema: "INSTRADAMENTO IN INTERNET"— Transcript della presentazione:

1 INSTRADAMENTO IN INTERNET
Univ. “G. D’ Annunzio” Corso di “reti di calcolatori e sicurezza” Prof. Bistarelli 2004/2005 CLEIS INSTRADAMENTO IN INTERNET Micolucci Marianna n.matr

2 Sommario Cos’è un AS Algoritmi di instradamento intra AS (rip e ospf)
Algoritmi di instradamento inter AS (bgp) Perché protocolli diversi

3 Protocolli di instradamento
Funzione: determinare il percorso seguito da un datagram dalla sorgente alla destinazione 2 macroclassi : protocolli all’interno di un AS (Rip, Ospf) protocolli tra AS multipli (Bgp)

4 Sistema Autonomo : AS I router vengono aggregati in regioni:
Un AS è insieme di routers sotto un'unica amministrazione tecnica (sotto il controllo di un unico ente). Un "AS“ gestisce una propria "politica di routing" Ogni AS avrà uno o più router responsabili di instradare I pacchetti all’ esterno ( Exterior Router Gateway) Un Sistema Autonomo (o "Autonomous System" o "AS") è una rete che sta sotto il controllo di un singolo ente e che gestisce una propria "politica di routing", ossia decide autonomamente come effettuare l'instradamento del traffico (ovviamente per poter avere una propria politica di routing è necessario avere almeno due collegamenti indipendenti con Internet). Un Sistema Autonomo ha delle reti di macchine alle quali sono assegnati degli indirizzi IP pubblici. Un AS "annuncia" questi reti al resto di Internet. Effettuando l'annuncio, queste reti diventano note e raggiungibili dal resto del mondo. Per poter effettuare un annuncio è necessario avere un proprio numero identificativo di AS, universalmente conosciuto, assegnato ancora una volta da una LIR. Chi non ha un proprio AS deve stare nell'AS di un altro ente.

5 C.b B.a A.a b A.c c a a C b a B d c A b
A.a, A.c, B.a, C.b sono router gareway Porzione del percorso che usa il protocollo inter-AS Porzione del percorso che usa il protocollo intra-AS C.b B.a A.a b A.c c a a C b a B d c A b Instradamento inter-AS e intra AS nel gateway A.c

6 RIP: Routing Information Protocol
Protocollo Distance Vector le (informazioni sono vettori di percorsi invece che distanze) Link a costo 1 Max percorso=15 Scambio tabelle di instradamento (30 sec.) Messaggio di replica del RIP (Avvisi)

7 Il router inoltre può: Modificare la sua tabella locale di rilancio (es. dopo 180 sec non ha notizie da un vicino) Propagare informazione ai vicini Richiedere informazioni sul costo dei vicini verso una destinazione messaggio di richiesta

8 Pacchetto RIP IP address Must be zero Metric Must be zero
Command : può avere due valori (1 se è un messaggio di richiesta o 2 se è messaggio di aggiornamento).   Version : per indicare la versione del protocollo.   Address Family Identifier : è sempre uguale a 2 per il protocollo IP   IP Address : è l' indirizzo di destinazione può essere una rete o una sottorete   Metric : è l' hop count e puo' assumere un valore compreso tra 1 e 16. Campo Zeros Fornisce la compatibilità verso protocolli precedenti, inoltre può essere usato per riservare spazio per utilizzi futuri. Tutti i campi sono espressi come interi a 32 bit che vengono trasmessi in ordine di rete, ossia prima il byte piu' significativo. Address family Identifier IP address Must be zero Metric Version (=1) command Must be zero Must be zero

9 RIP: come funziona z w x y A D B C y B 2 z B 7 x -- 1
.... x y A D B C Rete di destinaz. Router successivo N.hop verso la dest. w A 2 y B 2 z B 7 x …. … Rotabella di routing di D

10 RIP: come funziona w x y z A C D B y B 2 z B A 7 5 x -- 1
Dest Succ. N.hops w x z C 4 …. … Avviso dal router A w x y z A C D B Rete di destinazione Router successivo N.di hop verso la dest. w A 2 y B 2 z B A 7 5 x …. … Tabella di routing di D dopo l’ avviso di A

11 Cosa succede ai vari livelli?
Udp porta 520 RIP è un protocollo dello strato dell’ applicazione che funziona su UDP routed routed Trasporto (UDP) Trasporto (UDP) rete tabelle di (IP) rilancio Rete (IP) Tabelle di rilancio Collegamento Collegamento Fisico Fisico

12 OSPF: Open Shortest Path First
Protocollo basato sullo stato dei link Suddivisione della rete in parti indipendenti (aree) connesse attraverso la “backbone” ciascun router mantiene lo stesso database realizzato mediante lo scambio di messaggi LSA e calcola il cammino minimo da sé, verso ogni altro router appartenete alla medesima area, incluso il router che è connesso alla backbone Il costo del protocollo è proporzionale al formato dell’ area e non della rete

13 Miglioramenti di OSPF Sicurezza Percorsi multipli con lo stesso costo
Supporto per instradamento Multicast e unicast Supporto della gerarchia all’ interno del dominio di un singolo router

14 Un AS OSPF può essere configurato in aree:
ASBR: Scambia informazioni di instradamento con router di altri AS Eseguono l’ instradamento entro la backbone ma non sono router di bordo area Sono all’ esterno della backbone ed eseguono solo l’ instradamento intra AS Una di queste aree è definita "area di backbone" che funge da transito verso le altre aree. Le aree saranno in comunicazione fra loro mediante router di "frontiera" che supporteranno il protocollo OSPF e che si scambieranno, in modo ottimizzato, le informazioni di routing relative alla singola area; questi router saranno chiamati "border router". Grazie a questa suddivisione gerarchica è possibile sia ridurre il traffico di routing scambiato fra i nodi della rete OSPF, sia ridurre le dimensioni delle tabelle d’instradamento dei router all’interno di ogni singola area. Inoltre, si riduce il tempo di convergenza del protocollo OSPF dato che i router dovranno applicare l’algoritmo di Dijkstra su un grafo più piccolo e quindi con un impiego di CPU minore e, di conseguenza, in minor tempo. ABR:Appartengono sia ad un area che alla backbone, almeno uno per ogni area

15 4 tipi con header comune:
I router OSPF della stessa area condividono un database composto di record link state (LS). 4 tipi con header comune: router, rete, sommario per rete ip, sommario per router di confine, esterno Link_State_ID: identificativo dell’LSA scelto dall’Advertising Router, ma il significato preciso può variare a seconda di Type   Advertising Router: uno degli indirizzi IP del router (quello selezionato come OSPF_ROUTER_ID)     Sequence number: puo' variare tra 1-N e N-2, dove N = 231. Quando un router invia il primo LSA, il numero di sequenza sara' il numero negativo 1-N; questo numero verra' regolarmente incrementato per i successivi LSA.   Lenght: la totale lunghezza del record, inclusi i 20 bytes dell'header records rappresentano la topologia della rete e sono utilizzati per calcolare il percorso piu' breve.  Ci sono 5 tipi di link state o LS (router, rete, sommario per rete IP, sommario per router di confine, esterno) e 4 tipi di record link state, in quanto i sommari dei link per rete IP e per router di confine hanno lo stesso formato

16 ROUTER LINK ADVERTISEMENT
Riporta informazioni su tutti i router adiacenti e le LAN cllegate Propagato solo all’ interno dell’ area # TOS: il numero di tipi di servizio con cui vengono differenziate le metriche; essendo i valori del campo TOS 28 non è necessario riportare la metrica per tutti i TOS, ma solo per quelli che differiscono dal TOS 0   TOS 0 metric: il costo di percorrenza del link per i pacchetti con TOS = 0   TOS = x: il TOS dei pacchetti IP che utilizzano una metrica alternativa a quella standard   TOS x metric: la metrica associata ai pacchetti che hanno TOS pari a x E: se il router è un Area Border Router (External)   B: se il router è un AS Boundary Router (Border)

17 NETWORK LINK ADVERTISEMNT
Generato dal Designed routered elenca tutti i router presenti sulla LAN Network Mask: Netmask della rete di transito   Attached Router: Indirizzo IP di tutti i router che vi si affacciano sulla LAN Link_State_ID (dell’header LSA): è il corrispondente indirizzo IP dell’interfaccia del Designated Router collegata alla rete di transito

18 NETWORK SUMMARY LINK ADVERTISEMENT
Generato da un area border router (diversi rispetto ad ogni area con cui è collegato) E’ usato dagli ABR per riassumere e propagare informazioni su un’ area.

19 EXTERNAL LINK Riportano le informazioni relative a destinazioni esterne al dominio Sono generati dagli AS Border Router e vengono propagati a tutti i router del dominio OSPF. Comprendono una destinazione per LSA (come i Summary Links). Campo LS Type = 5 Network Mask: netmask della rete o della sottorete destinazione   E: bit 0 del campo TOS. Indica se la metrica e le route esterne vengono acquisiti tramite protocolli quali EGP e BGP, i quali non necessariamente forniscono una metrica comparabile a quella di OSPF. Se viceversa è settato indica che la metrica non è compatibile con OSPF e quindi la distanza deve essere considerata "maggiore di ogni altra route interna". Nel caso la metrica sia compatibile, e' possibile farne la somma con i costi interni al dominio OSPF ricavando il costo effettivo per raggiungere la destinazione.   External Route Tag: utilizzato dai Border Router per scambiarsi informazioni in riferimento a quella route. Non e' utilizzata ne' analizzata da OSPF   TOS = x, TOS x metric: stesso significato di quello dei Router Links. Non serve il campo # TOS in quanto la lunghezza si ricava dall’header LSA   Link_State_ID (header LSA): indirizzo IP della rete o della sottorete destinazione

20 I PROTOCOLLI IN OSPF Hello Exchange Flooding
Version: Indica la corrente versione di OSPF   Type: il tipo di pacchetto OSPF trasportato   Packet Lenght : numero di bytes del pacchetto   Router_ID: indirizzo IP scelto per identificare il router   Area_ID: numero che identifica univocamente l’area all’interno del dominio Un valore 0 identifica il backbone.   Checksum: calcolato sull'intero pacchetto   Authentication Type: Identifica l'algoritmo di identificazione   0: No authentication   1: Simple authentication   2: Cryptographic authentication  Hello Exchange Flooding

21 IL PROTOCOLLO "HELLO” Verifica l’ operatività dei link
viene trasmesso tra nodi vicini e mai propagato Network Mask: netmask associata all’interfaccia da cui viene emesso il pacchetto   Hello Interval: comunica ogni quanti secondi viene emesso un pacchetto di Hello   Options: vengono definiti solo gli ultimi 2 bit   E: (router è in grado di inviare e ricevere route esterne)   T(il router è in grado di gestire il routing TOS)   Priority: serve per l’elezione del Designed Router e viene settato da management.   Dead_Interval: intervallo di tempo di validità dei pacchetti di Hello ricevuti.  DR, BDR: indirizzo del Designated Router   Neighbor: lista di router_ID da cui è stato ricevuto il pacchetto di Hello negli ultimi Dead_Interval secondi IL link è dichiarato operativo se i pacchetti possono scorrere in entrambe le direzioni ed  entrambi i router hanno lo stesso valore del bit E.

22 Il Protocollo Exchange
Quando due routers OSPF stabiliscono la connessione su di un link punto a punto, devono sincronizzare i propri database La sincronizzazione iniziale avviene tramite il protocollo "exchange"; di seguito sara' il protocollo flooding ad occuparsi di mantenere sincronizzati i database. Il protocollo Exchange e' asimmetrico; il primo step del protocollo consiste nel selezionare un "master" e uno "slave" e solo di seguito i due routers si scambieranno la descrizione dei propri database

23 Il router che vuole iniziare la procedura emette un pacchetto vuoto "Database Description e l’ altro router risponde emettendo un pacchetto DD di "Acknowledgment“. Il primo router può quindi iniziare ad inviare le descrizioni da lui possedute

24 IL PROTOCOLLO "FLOODING"
Il protocollo flooding viene utilizzato per diffondere (processo di forwarding) a tutta la rete il nuovo stato di un link. Questi aggiornamenti vengono inviati, attraverso il pacchetto di "Link State Update", nel caso di:   un cambiamento di stato del link   allo scadere di un timer (normalmente 60 min) Il pacchetto "Link State Update", che caratterizza il campo "Type" dell'header comune con il valore 4 Gli LSA del pacchetto Link State Update vengono normalmente riconosciuti, attraverso una conferma dell'avvenuta ricezione, con il pacchetto di Link State Acknowledgment, che caratterizza il campo "Type" dell'header comune con il valore 5

25 BGP: border gateway protocol protocollo di instradamento inter AS
Comunicazione solo tra router confinanti (Pari BGP) Scambio di informazioni sui percorsi Indirizzamento verso reti AS identificati da un numero (ASN) Scambi di annunci trac 1 and 65,535 numeri maggiori di 64,511 sono detti “privati” Un asn può essere ottenuto da asn globale – all’autorità internet regionale: ripe, arin, apnic asn privato – all’isp

26 Ogni router di frontiera rappresenta le destinazioni interne come se fossero locali

27 Annuncio BGP inviati da pari a pari con una connessione punto punto
Protocollo tcp porta 179 Contiene indirizzo di rete di destinazione attributi Le informazioni possono essere scambiate tra due AS solo se una sessione peering è attiva La sessione peering è una connessione TCP tra i due AS

28 attività del BGP Ricezione di annunci sui percorsi da parte dei vicini attaccati Filtraggio: gli annunci possono essere filtrati sulla base di: Una lista di prefissi validi Una lista di numeri di AS Selezione del percorso secondo la politica di instradamento (accordi commerciali, questioni legali, preferenze locali) Invio di annunci sui percorsi ai vicini

29 I percorsi vengono immagazzinati nel RIB (informazioni base di routing suddiviso come segue:
ADJ-RIB-IN : contiene tutti i percorsi appresi da messaggi UPDATE, che vengono dati in input al processo decisionale. LOC-RIB : contiene le informazioni di routing locale, cioè all'interno dell'AS, che il BGP speaker ha selezionato in base alla politica locale che viene stabilita dall'amministratore. ADJ-RIB-OUT : contiene le informazioni di routing che il BGP speaker locale ha selezionato e che sono annunciate ai suoi interlocutori (peers).

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31 Intestazione messaggi BGP
Precede ogni messaggio BGP ed identifica il tipo di messaggio Marker (16 byte): scelto in accordo tra le due parti per sincronizzare i messaggi. Questa funzione non è fornita da TCP Length (2 byte): lunghezza del messaggio tra 19 e 4096 byte Type: tipo di messaggio BGP

32 Tipologie di messaggi BGP
OPEN: permette di stabilire un contatto con un pari UPDATE: per annunciare un percorso verso una data destinazione KEEPALIVE:per far conoscere ad un pari che il sender è attivo NOTIFICATION: quando viene rilevato un errore

33 OPEN Utilizzato per aprire una connessione peer
Il campo Hold specifica il massimo numero di secondi tra due messaggi successivi Un router bgp è caratterizzato dall’asn e da un indentificatore unico a 32 bit che deve usare per tutte le connessioni peering Parametri opzionali: ad esempio per l’autenticazione

34 OPEN Il router destinatario di un messaggio OPEN risponde con un KEEPALIVE Connessione aperta quando entrambi i router inviano un messaggio OPEN ed un messaggio KEEPALIVE

35 UPDATE Announcement = prefix + attributes values
Annuncia nuove reti raggiungibili ed eventualmente l’instradamento Annuncia reti precedentemente annunciate non più raggiungibili

36 KEEPALIVE Verifica periodicamente la connessione TCP tra entità peer
Più efficiente rispetto ad inviare periodicamente messaggi di instradamento Intervallo KEEPALIVE ogni 1/3 di HOLD time, mai inferiore a 1 sec.

37 NOTIFICATION Controllo o segnalazione errori
BGP invia un messaggio di notifica e chiude la connessione TCP Errori: Errore nell’intestazione del messaggio Errore nel messaggio OPEN Errore nel messaggio UPDATE Timer di attesa scaduto Fine (connessione terminata)

38 Riassumendo il BGP… Due routers BGP neighbors inizialmente si scambieranno le intere routing tables, dopodichè solo le modifiche attraverso messaggi UPDATE. Dopo la connessione il primo messaggio ad essere spedito è quello OPEN che l'interlocutore confermerà con un messaggio KEEPALIVE. I messaggi KEEPALIVE sono trasmessi periodicamente per mantenere attiva la connessione. Il messaggio NOTIFICATION viene trasmesso quando si rileva un errore nella trasmissione o per speciali condizioni.

39 PERCHE’ DUE TIPI DI PROTOCOLLO ?
Politica Scala Prestazioni