1908 Arquitectura de Redes

Transcripción

1 1908 Arquitectura de Redes Tema 2. Algoritmos y protocolos de encaminamiento Pedro M. Ruiz <pedrom@um.es> Francisco J. Ros <fjros@um.es> 3º Grado en Ingeniería Informática 2011/2012

2 Organización del tema Introducción al encaminamiento en redes Algoritmos de encaminamiento Protocolos de encaminamiento en Internet Introducción y conceptos fundamentales Encaminamiento intradominio (RIP,OSPF) Encaminamiento entre dominios (BGP) 2

3 Organización del tema Introducción al encaminamiento en redes Algoritmos de encaminamiento Protocolos de encaminamiento en Internet Introducción y conceptos fundamentales Encaminamiento intradominio (RIP,OSPF) Encaminamiento entre dominios (BGP) 3

4 En qué consiste el encaminamiento? Por donde debo ir a w.x.y.z? Routers Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 4

5 Encaminamiento: Definiciones Objetivo: Búsqueda de las rutas en una red que, para todo origen y destino, satisfagan una serie de condiciones. Por ejemplo, rutas de mínimo coste económico, de mínimo retardo, de máxima cadencia eficaz o que satisfagan algún criterio administrativo. Algoritmo de encaminamiento: Método mediante el cual se calculan las rutas en una red. Decisión de Encaminamiento: Si la red es no orientada a conexión la decisión debe tomarse para cada datagrama. Si es orientada a conexión, únicamente durante el establecimiento del circuito virtual. Source: Curso de redes DIT-UPM 5

6 Ejemplo de Encaminamiento Objetivo: Encontrar la ruta de A a B que minimiza el coste del camino. A Ejemplos de coste: distancia, capacidad, precio, congestión/retardo, R R 2 R 4 R R 3 4 R 5 2 R 7 3 R 8 2 B Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 6

7 Ejemplo de Encaminamiento En este caso, la solución es simple por inspección A R R 2 R 4 R R 3 4 R 5 2 R 7 3 R 8 2 B Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 7

8 Qué tal en esta Red...!? La Internet Pública en 1999 Fuente: 8

9 Organización del tema Introducción al encaminamiento en redes Algoritmos de encaminamiento Protocolos de encaminamiento en Internet Introducción y conceptos fundamentales Encaminamiento intradominio (RIP,OSPF) Encaminamiento entre dominios (BGP) 9

10 Propiedades deseables Corrección Robustez Simplicidad Optimalidad Estabilidad Equidad Source: Curso de Redes, DIT-UPM 10

11 Tipos de Encaminamiento Según QUIÉN DECIDE el camino a seguir: Fijado en origen Salto a salto Según su ADAPTABILIDAD: Estáticos Cuasi-estáticos Adaptativos: Centralizados Aislados Distribuidos 11

12 Esquemas Generales para Encaminamiento Inundación (flooding) Patata caliente (hot potato) Routing por el camino más corto 12

13 Inundación Los encaminadores envían los paquetes por todas las interfaces excepto la de entrada. R 1 Ventajas: Simple. Todo posible destino es alcanzable. Inconvenientes: Algunos encaminadores reciben el paquete múltiples veces. Podría haber ciclos si no se usan seqnos. Ineficiente. 13

14 Inundación con Spanning Trees Objetivo: Encontrar ruta de menor costo desde (R 1,, R 7 ) a R 8. R R 2 R R R R R 6 R 8 2 Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 14

15 Solución: Spanning Tree R R 3 R 2 R 5 R R R 6 R 8 2 La solución es un spanning tree con R 8 como raíz del árbol. Tree: No hay ciclos. Spanning: Todos los nodos están incluídos. Número de envíos N-1 (por definición de árbol). Veremos que los spanning tree también serán útiles para encaminar por el camino más corto. Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 15

16 Patata Caliente (Hot Potato) Routers con capacidad de almacenamiento muy limitada. El mensaje se enruta lo antes posible por cualquier enlace que esté desocupado preferentemente el de camino más corto Si un nodo tiene d enlaces incidentes no necesita más de 2d paquetes de buffer Ventaja: Requiere poco almacenamiento por nodo Inconvenientes: Paquetes podrían llegar desordenados Las rutas pueden llegar a ser muy largas Podrían producirse ciclos Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 16

17 Encaminamiento por el camino más corto: Definiciones Coste o Distancia: puede ser dinámico C = f(t) 2 A D B E 2 C F 1 Métrica: magnitud a optimizar (retardo, cadencia, coste económico, etc) G Tablas de Encaminamiento: Nodo F Destino Siguiente Distancia A E 8 B C 4 C C 2 D E 6 E E 4 F F 0 G G 1 17

18 Routing por el Camino más Corto A cada enlace i se le asocia una longitud l i La longitud de un camino se define como: l i, i En general l i 0 i, indicando coste tal como delay, carga de tráfico, etc. Si l i =1 i, entonces min-hop routing. Si los l i varían con el tiempo, la solución mejora pero pueden aparecer problemas de convergencia. Estudiaremos algoritmos para calcular el camino más corto en un grafo (Dijkstra, Bellman-Ford, etc.) 18

19 Routing por el Camino más Corto (II) R R 3 R 2 R 5 R R R 6 R 8 2 El camino más corto entre dos nodos, forma parte del spanning tree del destino (ej: R 2 -R 8 ). Inconvenientes: Throughput limitado (sólo 1 camino entre S y D) Adaptación limitada a cambios para evitar oscilaciones Solución: Optimal Routing Separa tráfico en puntos estratégicos (múltiples caminos) Basado en teoría de optimal multi-commodity flows. 19

20 Principio de Optimalidad Sea G=(V,E) y sea Π i,j = [v i,v i+1,..,v j-1,v j ] el camino óptimo entre dos vértices v i,v j V. Entonces, el camino óptimo entre cualquier v k Π i,j y v j también está incluido en ese camino. Demostración por reducción al absurdo Consecuencia: El grupo de caminos óptimos desde los nodos de la red hacia un destino dado, forma un spanning tree cuya raíz es el destino 20

21 Ejemplo de Principio de Optimalidad R R 3 R 2 R 5 R R R 6 R 8 2 Cualquier subcamino de un camino más corto es también el camino más corto entre ese par de nodos La solución es un spanning tree con R 8 como raíz del árbol. Tree: No hay ciclos. Spanning: Todos los nodos están incluídos Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 21

22 Encaminamiento por el camino más corto: Árboles de encaminamiento A 2 D B E 2 C F 1 Arbol encaminamiento nodo A A 2 D B E G 2 C F 1 A 2 D B E 2 C F 1 Arbol encaminamiento nodo F G G Arbol encaminamiento nodo B 22

23 Algoritmos para Cálculo de Caminos más Cortos CENTRALIZADOS Bellman-Ford Camino más corto de un nodo al resto Dijkstra Camino más corto de un nodo al resto Floyd-Warshall Camino más corto de todos a todos DISTRIBUIDOS Vector de distancias Estado de enlace Nos centraremos en estos 23

24 Algoritmo de Bellman-Ford Dado G=(V,E,w). Calcular el camino más corto entre el nodo s y el resto. function BellmanFord(list vertices, list edges, vertex source) for each vertex v in vertices: if v is source then v.distance := 0 else v.distance := infinity v.predecessor := null for i=1 to size(vertices): // V -1 iteraciones for each edge uv in edges: // uv es el enlace de u a v if v.distance > u.distance + uv.weight: v.distance := u.distance + uv.weight v.predecessor := u for each edge uv in edges: if v.distance > u.distance + uv.weight: error "Graph contains a negative-weight cycle" 24

25 Ejemplo Aplicación Bellman-Ford Iter. d[a] d[b] d[c] d[d] d[e] d[f] d[g] A 3 B D E G C F Si no hay costes negativos, se puede parar aquí al no haber más cambios 25

26 Algoritmo de Dijkstra Dado G=(V,E,w) w ij 0 w ij. Calcular el camino más corto entre dos nodos s y t. 1 function Dijkstra(G, w, s) 2 for each vertex v in V[G] // Inicialización 3 d[v] := infinity // Distancia inicial no conocida 4 previous[v] := undef 5 d[s] := 0 // Distancia de la fuente 6 S := empty set // Conjunto de vértices visitados 7 Q := V[G] // Cconjunto de vértices no visitados 8 while Q is not an empty set 9 u := Extract_Min(Q) // Extraer vértice con mejor d[u] 10 S := S union {u} // Marcarlo como visitado 11 for each edge (u,v) outgoing from u 12 if d[u] + w(u,v) < d[v] // Relajar (u,v) 13 d[v] := d[u] + w(u,v) 14 previous[v] := u 27

27 Ejemplo Aplicación Dijkstra Iter. d[a] d[b] d[c] d[d] d[e] d[f] d[g] A 3 B D E G C F

28 Comparativa de Algoritmos Coste comput. Costes negativos Información necesaria Implicaciones Dijkstra O(V 2 ) NO Topología completa Una versión distribuída, necesitaría que un nodo enviase información de costes y topología al resto de nodos de la red Bellman- Ford O(VxE) SI Distancia de los vecinos Una versión distribuída sólo requeriría intercambiar información con los vecinos 29

29 Por qué Algoritmos Distribuídos? Fuente: Escalabilidad Al aumentar el número de nodos, la capacidad de computo y almacenamiento necesaria crece exponencialmente Tolerancia a fallos Si cae el nodo central, todo el sistema se queda inoperativo Sobrecarga de control Enviar el estado de la red a un nodo central es muy ineficiente 30

30 Encaminamiento Distribuido Cada nodo intercambia información con otros nodos y a partir de ella cada nodo calcula sus tablas de encaminamiento. Dos tipos: Vector de distancia. Cada nodo calcula las rutas a todos los destinos a partir de la información suministrada por los vecinos topológicos (visión parcial del estado de la red). Estado de enlaces. Cada nodo informa al resto de nodos del estado de sus enlaces. Con la información recibida construye un mapa completo de la red y sobre él ejecuta un algoritmo de cálculo de rutas (visión global del estado de la red). 31

31 Vector de Distancias Algoritmo de Bellman-Ford Distribuido 1. Sea X n = (C 1,C 2,,C k ) donde C j = costo de R i a R j. 2. Inicializar X 0 = (,,,,,, ). 3. Cada T segundos, el router R i envía X n a sus vecinos. Éste es el vector de distancias. 4. Si R i recibe un camino con costo menor a R j, actualiza C j. Por tanto X n+1 = f(x n ) donde f(.) determina la mejora del siguiente paso. 5. Si X n+1 X n ir al paso (3). El algoritmo funciona de forma asíncrona y distribuida Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 32

32 Destino: Cálculo del Vector de Distancias Distancia 3 j m k Router 4 Distancia 2 Distancia 7 n Distancia Recibido de j (+3) Recibido de k (+2) Recibido de m (+2) Recibido de n (+7) Vector calculado: Tabla de rutas: m j m 0 k j k n j k n 33

33 R 1 Vector de Distancias R 2 Ejemplo R 3 R R 4 3 R 8 R 4 R 6 R 1 R 2 Inf Inf R 3 4, R 8 R 4 Inf R 5 2, R 8 R 6 2, R 8 R 7 3, R R R R 2 4 R R 7 R R 3 R 8 2 Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 34

34 Ejemplo Vector de Distancias R 1 6, R 3 R 2 4, R 5 R 3 4, R 8 R 4 6, R 7 R 5 2, R 8 R 6 2, R 8 R 7 3, R R R 2 2 R 4 R R 2 R R 3 R 8 Solución 3 2 R 1 5, R 2 R 2 4, R 5 R 3 4, R 8 R 4 5, R 2 R 5 2, R 8 R 6 2, R 8 R 7 3, R 8 R R 2 R 5 R R R 7 Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University R R 8 35

35 Bellman-Ford Distribuido Cuestiones: 1. Cuánto tarda en ejecutarse? 2. Cómo sabemos si el algoritmo converge? 3. Qué sucede cuando fallan los routers o cambian los costos de los caminos? 36

36 Problema de la Cuenta a Infinito Las malas noticias viajan lentas R R 2 R 3 R 4 Consideremos el cálculo de distancas a R 4 : Time 0 3,R 2 1 3,R 2 2 3,R 2 3 5,R 2 R 1 R 2 R 3 2,R 3 1, R 4 2,R 3 3,R 2 4,R 3 3,R 2 4,R 3 5,R 2 R 3 R 4 falla Cuenta a infinito Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 37

37 Cuenta a Infinito Soluciones 1. Configurar infinito = algún entero pequeño (ej. 16). Parar cuando cuenta = Split Horizon: Como R 2 recibió el camino de menor costo de R 3, éste no anuncia coste alguno a R 3 3. Split-horizon with poison reverse: R 2 anuncia coste infinito a R 3 4. Estos esquemas no son infalibles Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 38

38 Ejemplo: Fallo de un Enlace con Split- Horizon R 1 3 A R 2 R 3 3 R 4 R 5 4 B 2 Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 39

39 Ejemplo con Split Horizon R 1 3 A 4 4 R 2 R 3 Visión que cada nodo tiene de A A R 1 R 2 R 3 0, A 3, A 4, A 4, A A R 1 R 2 R 3 0, A 3, A 4, A inf R 4 6, R 2 R 4 6, R 2 R 4 6, R 2 A R 1 R 2 R 3 0, A 3, A 4, A inf R 5 7, R 3 B 9, R 5 R 5 7, R 3 B 9, R 5 R 5 inf B 9, R 5 R 4 R 5 A 0, A A 0, A A 0, A A 0, A 4 B 2 R 1 R 2 R 3 3, A 4, A inf R 1 R 2 R 3 3, A 4, A inf R 1 R 2 R 3 3, A 4, A inf R 1 R 2 3, A 4, A R 3 15, R 5 R 4 6, R 2 R 4 6, R 2 R 4 6, R 2 R 4 6, R 2 R 5 inf R 5 inf R 5 12, B R 5 12, B B inf B 10,R 4 B 10,R 4 B 10, R 5 Source: CS244, Steve McKeown, Stanford University 40

40 Otro ejemplo de Split Horizon A C B Visión que cada nodo tiene de D A B C D 2,C 2,C 1,D 0 D La red está estable. 41

41 Otro ejemplo de Split Horizon A C B Visión que cada nodo tiene de D A B C D 2,C 2,C 1,D 0 2,C 2,C inf,d - D C detecta la caída de D y lo anuncia a A y B. 42

42 Otro ejemplo de Split Horizon A C B Visión que cada nodo tiene de D A B C D 2,C 2,C 1,D 0 2,C 2,C inf,d - 3,B 3,A inf - D A recalcula su vector y establece a B como next hop. Igual en B, que establece a A como next hop. 43

43 Otro ejemplo de Split Horizon A C D B Visión que cada nodo tiene de D A B C D 2,C 2,C 1,D 0 2,C 2,C inf,d - 3,B 3,A inf - inf,b inf,a 4,A - C recibe los vectores de A y B hacia D y recalcula su ruta a D. En este ejemplo establece a A como next hop. A y B no se envían vectores de D porque usan split horizon. La información expira y se anula la ruta. 44

44 Otro ejemplo de Split Horizon A C D B Visión que cada nodo tiene de D A B C D 2,C 2,C 1,D 0 2,C 2,C inf,d - 3,B 3,A inf - inf,b inf,a 4,A - inf 5,C Inf,A - C anuncia a B su vector hacia D, pero no lo anuncia a A porque usa split horizon. B recalcula su vector. C expira su ruta a D al no recibir nuevos vectores. 45

45 Otro ejemplo de Split Horizon A C D B Visión que cada nodo tiene de D A B C D 2,C 2,C 1,D 0 2,C 2,C inf,d - 3,B 3,A inf - inf,b inf,a 4,A - inf 5,C Inf,A - 6,B inf,c inf - B anuncia a A su vector hacia D, pero no lo anuncia a C porque usa split horizon. A recalcula su vector. B expira su ruta a D al no recibir nuevos vectores. 46

46 Otro ejemplo de Split Horizon A C D B El problema de la cuenta a infinito se reproduce. Visión que cada nodo tiene de D A B C D 2,C 2,C 1,D 0 2,C 2,C inf,d - 3,B 3,A inf - inf,b inf,a 4,A - inf 5,C Inf,A - 6,B inf,c inf - 47

47 Algoritmo del estado del enlace Cada router contacta con sus vecinos y mide su distancia a ellos. Construye un paquete LSP (Link State Packet) que dice: Quién es él La lista de sus vecinos y sus distancias a ellos Envía su LSP por inundación a todos los routers de la red Recaba los LSPs de todos los demás nodos Convergencia mejor, no hay cálculo antes de retransmitir. Calcula las rutas óptimas por el algoritmo de Dijkstra: Se pone él mismo como raíz del árbol, y coloca a sus vecinos Mira los LSP de sus vecinos y despliega el árbol; cuando aparece más de un camino hacia un nodo se coge el más corto y se descartan los demás. Las ramas son en principio provisionales. Una rama se confirma cuando es más corta que todas los demás provisionales. 48

48 Optimizaciones del algoritmo de estado del enlace La inundación se hace reenviando cada LSP por todas las interfaces excepto por la que se recibió. Los LSP se numeran para detectar y descartar duplicados. Además tienen un tiempo de vida limitado. Para evitar bucles sólo se envían los LSP que son nuevos (nuevo = no estaba en la base de datos) y no están expirados. Con routing por el estado del enlace cada nodo tiene el mapa detallado de toda la red no ocurría con vector de distancia 49

49 Ejemplo Estado de Enlaces A 2 6 B 1 C D E F G A B/6 D/2 B A/6 C/2 E/1 Flags env.lsp C B/2 F/2 G/5 Flags env. ACK D A/2 E/2 Origen Secuen Edad B F G B F G Datos A B/6, D/2 E B/1 D/2 B A/6, C/2, E/1 D A/2, E/2 E B/1, D/2, F/4 F C/2, E/4, G/1 G C/5, F/1 C B/2, F/2, G/5 F/4 F C/2 E/4 G/1 G C/5 F/1 50

50 Routing por Estado de Enlace Generalmente se considera que los algoritmos del estado del enlace son mas fiables y eficientes que los del vector distancia. Cada LSP lleva: Número de secuencia para determinar cambios Edad (Age) que se decrementa por nodos intermedios y routers para evitar paquetes erróneos. Cuando Age = 0 se eliminan Para mejorar efectividad, se mantienen los LSP hasta que líneas están desocupadas. Si llega uno nuevo sustituye al anterior. Se utiliza en diversos protocolos de encaminamiento: Internet: OSPF, IS-IS ATM: PNNI 51

51 Vector de Distancias vs. Estado del Enlace Mensajes Tamaño: pequeño con EE; potencialmente grande con VD Intercambios: EE inundación!; VD sólo a los vecinos Necesidades de memoria EE mantiene la topología completa VD mantiene sólo estado para cada vecino Fiabilidad: EE puede inundar LSPs incorrectos o corruptos Se puede hacer robusto al conocer la fuente caminos alternativos VD puede anunciar caminos incorrectos a todos los destinos El cálculo incorrecto se puede propagar a toda la red Ejemplos de protocolos (sgte. lección): EE: OSPF DV: RIP, RIP2, BGP 52

52 Organización del tema Introducción al encaminamiento en redes Algoritmos de encaminamiento Protocolos de encaminamiento en Internet Introducción y conceptos fundamentales Encaminamiento intradominio (RIP,OSPF) Encaminamiento entre dominios (BGP) 53

53 El papel de las Tablas de Rutas Datagrama a enviar Actualización de rutas Tabla de Encaminamiento Algoritmo de Encaminamiento IP Subred Trama con datagrama encapsulado Actualización de rutas 54

54 Encaminamiento en IP Dos situaciones básicas: ea ea eb HostA HostB HostA HostB ipa ipb R er ipa ipr ipb Transmisión directa entre hosts conectados a la misma subred Transmisión indirecta a través de un router 55

55 Funcionamiento básico en IP La transmisión de datagramas IP entre máquinas conectadas a la misma subred se hace directamente: Se encapsula el datagrama IP en una trama de subred, se obtiene la direción física y se envía. Si la máquina destino no está en la misma subred, se envía el datagrama a un router, éste lo reenvía al siguiente, y así sucesivamente, hasta alcanzar un router conectado a la misma subred que la máquina destino. Resolución de Direcciones: se denomina así al proceso de obtención de una dirección de subred a partir de una dirección IP. 56

56 Sistemas participantes La función de encaminamiento se realiza principalmente en los routers, aunque en algunas situaciones los hosts deben participar en la toma de decisiones: R1 Ethernet R2 Host 57

57 Tablas de Encaminamiento en IP Cada sistema mantiene una tabla de encaminamiento incluyendo una serie de duplas (red o sistema destino, próximo router) Subred R R R Subred Subred Subred Tablas Encaminamiento R2 Destino Siguiente (Envío Directo) (Envío Directo)

58 Consulta de las Tablas de Encaminamiento Rutas estáticas (host-based routes) Indican una ruta para un host concreto (/32) Ruta por defecto Siguiente salto si no existe ninguna entrada para el destino Longest Prefix Match De todas las entradas que incluyen la IP destino, se elige aquélla con el prefijo de red más largo Ejemplo: IP destino = Red destino Siguiente Salto / / /

59 Ejemplo Longest Prefix Match (2) Red destino Siguiente Salto / / / = AND /23 = AND /16 = AND /17 =

60 Algoritmo de Reenvío de Datagramas Extraer dirección IP (I h ) y red (I n ) destino del datagrama. Ejemplo: un datagrama enviado a I h = I n = Si In está directamente conectada, mandar el datagrama (encapsular, resolver dirección física y transmitir trama). Si no, si existe una ruta específica para I h, mandar el datagrama al sitio especificado en la ruta. Si no, si existe una ruta específica para I n, mandar el datagrama al sitio especificado en la ruta (longest prefix match). Si no, si existe una ruta por defecto, mandar el datagrama al sitio especificado en la ruta. Si no, Error, destino inalcanzable!. Se genera un mensaje ICMP. 61

61 Ejercicio. Calcular las tablas de rutas de R1, R2, R3, R4 y R5 Internet R R S R3 R4 R S S R6 S Source: Curso de redes DIT-UPM 62

62 Clases de Direcciones En un principio: 1 subred 1 dirección de red IP (clase A, B o C) Ventaja: encaminamos en función de subredes y no de hosts (encaminamiento jerárquico de 1 nivel) Problemas: Explosión del tamaño de las tablas de encaminamiento Pérdida de direcciones 64

63 Classless Interdomain Routing (CIDR) Problema: Gran tamaño tablas de encaminamiento Causas: No utilización de encaminamiento jerárquico multinivel No asignación jerárquica de direcciones NSFnet Tablas de Encam. Dir. Destino España 65

64 Solución Compartir clases de direcciones entre varias subredes físicas: subnetting. Clase B Asignar varias clases a una subred física: supernetting. Clase C Clase C 66

65 Subnetting Parte integral del direccionamiento IP (todo sistema IP debe soportarlo). Consiste en subdividir el campo original de host en: identificador de subred identificador de host 67

66 Máscaras de Subred La división entre identificadores subred y sistema se define mediante máscara de subred: id.de red id. subred id. sistema dirección Notación decimal punto: máscara Direcciones especiales Subred: id. sistema = Difusión: id. sistema =

67 Ejemplo Subnetting Internet R2 S R R5 R4 R S S S Una clase B ( ) para una Red Local Máscara de subred = Source: Clase de Redes DIT-UPM 69

68 Ejemplo Subnetting Dir: , Máscara: TOTAL: 256 subredes con 254 hosts cada una Num Dir. Subred Primera Última Broadcast

69 Ejemplo Subnetting (II) Dir: , Máscara: TOTAL: 1024 subredes con 62 hosts cada una Num Dir. Subred Primera Última Broadcast

70 Subnetting con VLSM Hasta ahora todas las subredes tenían mismo tamaño poco flexible, se siguen desperdiciando direcciones Solución: Variable Length Subnet Mask Creamos más niveles en la jerarquía cada subred se puede particionar a su vez en más subredes ejemplo con una dirección de clase C {nnnnnnnn}.{nnnnnnnn}.{nnnnnnnn}.{sshhhhhh} inicialmente 4 subredes: ss=00, 01, 10 y 11 (/26) particionamos la segunda subred ss=01 en 2 subredes adicionales (/27) {nnnnnnnn}.{nnnnnnnn}.{nnnnnnnn}.{01hhhhhh} {nnnnnnnn}.{nnnnnnnn}.{nnnnnnnn}.{010hhhhh} {nnnnnnnn}.{nnnnnnnn}.{nnnnnnnn}.{011hhhhh} 72

71 1 subred de 40 hosts necesitamos 6 bits para la parte host quedan 2 bits para subredes /26 5 subredes de 10 hosts 4 bits para hosts 4 bits para subredes / / / / /28 Ejemplo VLSM LAN 1 40 hosts / / /28 LAN 2 10 hosts LAN 6 10 hosts /28 LAN 3 10 hosts /28 LAN 4 10 hosts LAN 5 10 hosts /28 73

72 Supernetting (I) Classless Inter-Domain Routing (CIDR) Objetivo general: Eliminar las clases de direcciones para solucionar temporalmente los problemas de direccionamiento y encaminamiento Propuesta inicial: Asignación de varias direcciones clase C contiguas a una misma organización Necesidad Dirs. Clase C menos de menos de menos de Direcciones clase B sólo para organizaciones que realmente las necesiten (más de 32 subredes o 4096 hosts) 74

73 Supernetting (II) Esquema opuesto a subnetting: Subnetting: una clase para múltiples subredes Supernetting: varias clases para una organización Ejemplo: una empresa solicita 2048 direcciones Asignación: / 21 dirección máscara ( ) asignado libre

74 Agregación de Rutas / 21 (2048 dirs) / 17 ( dirs) Internet Red1 PSI 1 Red2 Red / 22 (1024 dirs) / 24 (256 dirs) Source: Curso Redes DIT-UPM 76

75 Agregación de Rutas (II) Rangos Asignados: PSI1 Red1 Red2 Red ( / 17) ( / 21) ( / 22) ( / 24) 77

76 CIDR: Asignación Geográfica Región Direcciones desde hasta Multiregional Europa Otros USA y Canada Centro y Sudamérica Asia Otros Otros

77 Organización del tema Introducción al encaminamiento en redes Algoritmos de encaminamiento Protocolos de encaminamiento en Internet Introducción y conceptos fundamentales Encaminamiento intradominio (RIP,OSPF) Encaminamiento entre dominios (BGP) 79

78 Introducción Hemos estudiado algoritmos distribuidos para calcular rutas En las siguientes lecciones, estudiaremos protocolos de encaminamiento Intra-dominio (RIP, OSPF) Inter-dominios (BGP) AS400 AS200 IGP EGP IGP EGP IGP EGP AS300 IGP EGP AS100 Source: Curso Redes DIT-UPM 80

79 Encaminamiento en Interredes Dominio de Encaminamiento o Sistema Autónomo Conjunto de redes gestionadas por una administración común y que comparten una estrategia de encaminamiento común. Dos tipos de encaminamiento Encaminamiento intra-dominio o intra-sa Encaminamiento inter-dominio o inter-sa 81

80 Encaminamiento IP External Gateway Protocol (EGP): protocolo de encaminamiento entre Sistemas Autónomos. Ejemplos: EGP, BGP, IDPR. Internal Gateway Protocol (IGP): protocolo de encaminamiento dentro de un Sistema Autónomo. Ejemplos: Gateway-to-Gateway Protocol (GGP) Routing Information Protocol (RIP) HELLO (usado en NSFnet) IGRP (propietario de CISCO Systems) Open Short Path First Protocol (OSPF) 82

81 Ventajas que Aporta esta División Escalabilidad No hace falta intercambiar información/mensajes entre todos los nodos de la red Compatibilidad Diferentes SAs pueden utilizar el protocolo de encaminamiento interno que mejor se adapte a sus necesidades Extensibilidad Añadir una nueva variante de un protocolo de encaminamiento no obliga a que todos los nodos de Internet lo implementen 83

82 Protocolos de Encaminamiento Intra- Dominio Existen múltiples protocolos: RIP OSPF HELLO IGRP IS-IS 84

83 RIP Routing Information Protocol (RFC 1058) Características: Vector de distancia Métrica = número de saltos (de 1 a 15, 16 es ) No óptima, aunque administrador puede ajustar valores de hop count (ej. más altos en enlace lentos) Funciona sobre UDP en el puerto 520 Dos tipos de participantes: activos e inactivos Cada 30 seg. los activos difunden a todos sus vecinos su vector de distancias: conjunto de duplas (dir. IP, distancia). Los pasivos sólo escuchan los mensajes RIP y actualizan sus tablas. Si un host participa ha de ser forzosamente pasivo 85

84 RIP Características adicionales: Emplea histéresis en la actualización de rutas Sólo se actualizan si métrica estrictamente mejor Una ruta es inalcanzable si no se vuelve a anunciar en 180 segundos Dos tipos de paquetes: Request: enviados por los routers o hosts que acaban de conectarse o cuya información ha caducado. Response: enviados periódicamente, en respuesta a un Request o cuando cambia algún coste. 86

85 Convergencia en RIP 1 1 A B C Vector de A A 0 A B 1 B C 2 B Vector de B A 1 A B 0 B C 1 C Vector de C A 2 B B 1 B C 0 C 87

86 Convergencia en RIP C deja de funcionar; B borra la ruta a C de su VdD 1 1 A B C Vector de A A 0 A B 1 B C 2 B Vector de B A 1 A B 0 B C 1 C Vector de C A 2 B B 1 B C 0 C 88

87 Convergencia en RIP B vuelve a conocer la ruta hacia C cuando A le envía su VdD 1 1 A B C Vector de A A 0 A B 1 B C 2 B Vector de B A 1 A B 0 B C 3 A Vector de C A 2 B B 1 B C 0 C 89

88 Convergencia en RIP Cuando A recibe el VdD de B incrementa la distancia hacia C en una unidad 1 1 A B C VdD de A A 0 A B 1 B C 4 B VdD de B A 1 A B 0 B C 3 A VdD de C A 2 B B 1 B C 0 C A y B intercambiarán una ruta inexistente hasta que la métrica llegue a infinito (16 en RIP)! 90

89 Mejoras a la Convergencia empleadas por RIP Split Horizon Un VdD no se envía al vecino que usamos como siguiente salto hacia esa dirección IP Poison Reverse Anuncia nodos inalcanzables con coste Puede combinarse con triggered updates Dicha información se propaga inmediatamente (no espera a siguiente actualización) Hold down time Durante 60 segundos un nodo ignora todo VdD referente a una direción inalcanzable Todos los nodos han de usar mismo valor Estas soluciones no son infalibles para cualquier escenario 91

90 Formato Mensajes RIPv1 COMANDO (1-5) VERSION (1) FAMILIA DE RED1 (2) DIRECCION IP RED 1 A CERO A CERO DISTANCIA A RED 1 FAMILIA DE RED 2 (2) DIRECCION IP RED 2 A CERO A CERO DISTANCIA A RED 2... A CERO A CERO A CERO 92

91 Convenciones en cuanto a Direcciones Soporta múltiles tipos de direcciones Hasta 14 octetos de longitud máxima En el caso de IP se usan 4 octetos y el resto han de ir a cero Familia de direcciones usa tipos según se definen en 4BSD Unix A IP le corresponde 0x02 La ruta por defecto se representa como Interpretación y agregación de rutas RIPv1 sólo funciona con direcciones classful Sólo se pueden enviar rutas agregadas si el receptor puede interpretarlas sin ambigüedad En la práctica sólo la misma subred (misma máscara) no VLSM ni CIDR RIPv2 resuelve este problema 93

92 Mejoras Aportadas por RIPv2 RFC 2453 Soporte de CIDR El anuncio de rutas incluirá la máscara de red Mejoras a la tolerancia a errores mediante la inclusión explícita del siguiente salto Permite evitar ciclos más fácilmente Mejora la convergencia Etiquetas de rutas Permite propagar información adicional sobre el origen de la ruta (ej. el número de SA) 94

93 Formato Mensajes RIPv2 COMANDO (1-5) VERSION (1) A CERO FAMILIA DE RED1 (2) ETIQUETA RED 1 DIRECCION IP RED 1 MASCARA DE RED 1 SIGUIENTE SALTO A RED 1 DISTANCIA A RED 1 FAMILIA DE RED 2 (2) ETIQUETA RED 2 DIRECCION IP RED 2 MASCARA DE RED 2 SIGUIENTE SALTO A RED 2 DISTANCIA A RED

94 Ventajas e Inconvenientes de RIP Ventajas: Desventajas: Muy sencillo Muy utilizado Distribuido con UNIX BSD (routed) Diferencias entre implementaciones Convergencia lenta (inconsistencias transitorias) Puede crear bucles Carga las redes 15 saltos máximo La métrica no tiene en cuenta la velocidad de los enlaces, las cargas, etc. v1 no soporta subnetting completamente, v2 sí 96

95 OSPF Open Shortest Path First (RFC 2328, versión 2) Características generales: Desarrollado por IETF para redes IP IP subnetting, CIDR (direcciones + máscaras) Encaminamiento multimétrica Múltiples rutas (balanceo de carga) Encaminamiento jerárquico (AS divididos en áreas) Inyección de rutas externas Adaptación a redes locales Soporte para autenticación 97

96 OSPF Estado de Enlace Objetivo: reaccionar rápidamente ante cambios topológicos Vector de distancias convergencia lenta Solución: estado de enlace cada router mantiene una base de datos con la topología del AS cada router ejecuta Dijkstra en paralelo para calcular el árbol de caminos más cortos a cada destino los destinos que se aprenden de otros AS aparecen en las hojas del árbol 98

97 OSPF Jerarquía de Áreas Objetivo: minimizar el tráfico OSPF (tráfico de control) Solución: organizar el AS de forma jerárquica en distintas áreas intercambiar LSAs entre todos los routers de la red no escala a redes grandes y complejas se divide el AS en áreas (conjunto de redes dentro del AS) para confinar el intercambio de LSAs OSPF define un área especial llamada área 0 o backbone, otras áreas se pueden conectar al backbone backbone es obligatorio en toda red OSPF todas las áreas deben estar conectadas por el backbone LSA = Link State Advertisement 99

98 Áreas OSPF Router Backbone A Área 0 (Backbone) B BR Ruta intra-área: D-G-H Ruta inter-área: F-C,C-A-D,D-G-H Ruta inter-as: A-D,D-G-H, H-... Router ABR Frontera de Área Área 1 C D E Área 2 F Router Interno RI Topología de un área es invisible fuera de ella G H ASBR A otros AS Router Frontera De Sistema Autónomo 100

99 OSPF Tipos de Routers Routers internos sólo conectados con redes del mismo área sólo mantienen la base de datos LS del área Routers frontera-área (Area Border Router, ABR) conectan con redes de varias áreas mantienen una base de datos LS por cada área generan summary LSAs (LSAs resumen ) cada summary LSA indica las redes/costes del área ABR propaga al backbone para que distribuyan la información al resto de áreas 101

100 OSPF Tipos de Routers Routers backbone conectados con alguna red del área 0 Routers frontera-as (Autonomous System Boundary Router, ASBR) conectados con redes de otros AS inyectan rutas externas que se propagan por el AS 102

101 OSPF Funcionamiento (I) Protocolo Hello para mantener información de los vecinos mensajes Hello periódicos listan los vecinos conocidos se comprueba bidireccionalidad formación de adyacencias: relación entre dos routers OSPF que permite el intercambio de LSAs no todos los vecinos forman una adyacencia, para reducir sobrecarga de control cuando no es necesaria vecinos adyacentes mantienen sincronizadas sus bases de datos LS, cualquier cambio lo comunican a la adyacencia 103

102 OSPF Funcionamiento (II) Intercambio de Base de Datos para sincronizar LS entre vecinos adyacentes Inundación de LSAs para distribuir la información de estado de enlace dentro del área se propaga a través de las adyacencias todos los nodos del área tienen la misma visión de la base de datos LS se calculan las rutas intra-área 104

103 OSPF Funcionamiento (III) Rutas inter-área ABR resume la topología de cada área a la que está conectado en un LSA tipo 3 (summary network) cada LSA se inunda a través del backbone, por lo que llega al resto de ABRs estos ABRs tienen información topológica completa del backbone y el resumen del resto de áreas, por lo que calculan los caminos a todos los destinos inter-área el resultado se anuncia dentro de cada área del ABR, de forma que todos los routers aprenden rutas a todos los destinos del AS 105

104 OSPF Funcionamiento (IV) Rutas externas al AS ABR genera LSA tipo 4 (summary ASBR) para que los routers de un área sepan cómo alcanzar los ASBR de otras áreas ASBR inunda las rutas hacia destinos fuera del AS por medio de LSA tipo 5 (external), que se propaga en todo el AS excepción: stub areas 106

105 Enviado directamente sobre IP con prot tipos paquete - Hello (0x01) - Database Description (0x02) - Link State Request (0x03) - Link State Update (0x04) - Link State Ack. (0x05) Vecinos deben tener el mismo: - Area ID - Autype (tipo de Auth. ) OSPF Formato de Paquete Cabecera de Paquete OSPF version type packet length Checksum Router ID Area ID Authentication Authentication Autype

106 Protocolo Hello Organización del tema OSPF Intercambio de Bases de Datos Inundación de LSAs Soporte de múltiples métricas Resumen 108

107 Protocolo Hello Mensaje Hello prioridad intervalo entre Hellos lista de vecinos DR y BDR Hello Hello Hello Destino: dirección multicast AllSPFRouters ( ) Responsable de establecer y mantener las relaciones de vecindad En redes de acceso múltiple (p.ej. Ethernet) con al menos dos routers se encarga de seleccionar: router designado (DR, designated router) router designado de respaldo (BDR, backup DR) 109

108 DR Si cada par de routers en la LAN fueran adyacentes: N * (N - 1) / 2 BDR DR Solución: Los routers sólo son adyacentes con el DR y el BDR 110

109 DR Funciones Mantiene adyacencias con el resto de routers de la red de acceso múltiple se sincronizan las bases de datos LS DR recibe LSAs con destino multicast AllDRouters ( ) Genera LSA tipo 2 (network) para resumir la topología de la red de acceso múltiple lista todos los routers conectados inunda el LSA por el área al que pertenece la red 111

110 DR Elección Elección por medio del Protocolo Hello si ya existe un DR se mantiene si no, se selecciona el router de mayor Prioridad (configurada por interfaz) en caso de empate, se selecciona el de mayor Router ID DR R1 Router ID =

111 BDR Mantiene adyacencias con el resto de routers de la red de acceso múltiple se sincronizan las bases de datos LS BDR recibe LSAs con destino multicast AllDRouters ( ) Elección por medio del Protocolo Hello En caso de fallo del DR, el BDR asume su función convergencia rápida ante fallos 113

112 Protocolo Hello Organización del tema OSPF Intercambio de Bases de Datos Inundación de LSAs Soporte de múltiples métricas Resumen 114

113 Descriptores de Base de Datos Ventaja R1 R2 - R1 pierde su vecino y borra todas las rutas a la nube - R1 mantiene los LSAs de routers de la nube en la base de datos (hasta maxage = 60 minutos) - Si antes vuelve el link, se intercambian mensajes Database Description, compara los identificadores de LSA que tenía y sólo solicita los nuevos (LS Request/LS Updata) uso reducido del ancho de banda 115

114 Protocolo Hello Organización del tema OSPF Intercambio de Bases de Datos Inundación de LSAs Soporte de múltiples métricas Resumen 116

115 LSAs Propagados en Adyacencias R1 R2 Full DR BDR LSAs sólo enviados a routers adyacentes (LS Update). En red multiacceso a dirección AllDRouters. LSAs son asentidos (LS Ack) por los router adyacentes en unicast. 117

116 Tipos de LSAs 5 tipos de LSA 1) Router LSA: LSP clásico emitido por todo router, con número secuencia, age, etc. Describe los enlaces del router. Inundado dentro del área. 2) Network LSA: emitido por DRs. Contiene la lista de routers conectados a la red multiacceso. Inundado dentro del área. 3) Network Summary LSA: emitido por ABRs. Describe los destinos alcanzables en el resto de áreas. Inundado dentro del área. 4) ASBR Summary LSA: emitido por ABRs. Describe los ASBRs alcanzables en el resto de áreas. Inundado dentro del área. 5) AS External LSA: emitido por ASBRs. Describe los destinos alcanzables en otro AS. Inundado en todo el AS. 118

117 Ejemplo LSAs Área 2 T1 T2 Área 0 IR T3,4,5 T1 T1 T3 ABR T5 ASBR A otros AS Área 1 119

118 Ejemplo Información Propagada 1.B 1.A 1.B 1.C 1.D 1.A Backbone Area #0 2.A 2.B 2.C 3.B 3.A 3.A 3.B 3.C 3.D Token Ring 1.C Token Ring 1.D 2.B Token Ring Token Ring 2.A Token Ring 3.C Token Ring 3.D 2.C Cambios de LS no se propagan fuera, pero sí el resumen de la topología (y sus cambios). 120

119 Ejemplo Información Propagada 1.B 2.A 2.B 2.C 2.D 3.A 3.B 3.C 3.D 1.A 1.A 1.B 1.C 1.D 3.A 3.B 3.C 3.D Backbone Area #0 3.B 3.A 1.A 1.B 1.C 1.D 2.A 2.B 2.C 2.D Token Ring 1.C Token Ring 1.D 2.B Token Ring Token Ring 2.A Token Ring 3.C Token Ring 3.D 2.C 121

120 4a 4b Ejemplo con Información de enrutamiento externa 5a 5b Backbone Area 0 4a 4b 5a 5b ASBR 4a 4b 5a 5b External links 4a 4b External links 5a 5b 1.B 1.A 3.B 3.A ASBR Token Ring 1.C 1.D Token Ring 2.B Token Ring 2.C Token Ring 2.A Token Ring Resúmenes de rutas externas se inundan en las áreas Los cambios en los enlaces son vistos en todos sitios 3.C Token Ring 3.D 122

121 Coste de Rutas Externas R1 Cost = 10 ASBR 2 redistribución de la red N en OSPF con External Cost = 1 Network N1 N1 Type 1 cost 11 cost 10 Cost = 8 Next Hop R1 R3 ASBR 3 redistributión de la red N en OSPF con External Cost = 2 Ruta seleccionada para tipo 1 Tipo 1: mismas unidades de coste que asume OSPF Tipo 2: un orden de magnitud mayor, para seleccionar el ASBR que anuncia menor coste a un destino fuera del AS 123

122 Protocolo Hello Organización del tema OSPF Intercambio de Bases de Datos Inundación de LSAs Soporte de múltiples métricas Resumen 124

123 Enrutamiento Multimétrica OSPF permite hasta cinco métricas diferentes simultáneas: Normal (TOS=0x00) número de saltos Coste monetario (TOS = 0x02) administrador Fiabilidad (TOS = 0x04) histórico de loss rate Rendimiento (TOS=0x08) velocidad de transmisión Retardo (TOS=0x10) tiempo transmisión + cola Los routers eligen una métrica u otra en función del campo TOS (Type of Service) de los datagramas IP: Los routers en realidad Precedence calculan 5 Dspanning T R trees C 0(uno para cada coste) 125

124 Protocolo Hello Organización del tema OSPF Intercambio de Bases de Datos Inundación de LSAs Soporte de múltiples métricas Resumen 126

125 Gestión de un Área Normal Generar resumen de LSAs de otras áreas e inyectarlos dentro del área Generar resumen de LSAs internos y enviarlos a otras áreas Los LSA externos son enviados por inundación a todo el AS Se necesitan saber todas las conexiones exteriores o todas las redes de otras áreas? Solución: Agregación y Stub-Areas 127

126 Organización del tema Introducción al encaminamiento en redes Algoritmos de encaminamiento Protocolos de encaminamiento en Internet Introducción y conceptos fundamentales Encaminamiento intradominio (RIP,OSPF) Encaminamiento entre dominios (BGP) 128

127 Internet como Conjunto de ASs Campus SA1 Campus Campus Red Regional IX SA8 Red Regional SA2 Backbone SA3 IX Backbone Comercial Backbone Comercial IX SA4 Red Regional Campus Backbone SA6 Red Regional Campus Red RegionalSA7 Campus Campus Campus Source: Curso Redes DIT-UPM 129

128 Sistemas Autónomos (AS s) Un sistema autónomo es un dominio de routing autónomo al que se le ha asignado un Autonomous System Number (ASN). la administración de un AS aparece a otros AS s como un plan de encaminamiento único y coherente, presentando una imagen consistente de qué redes son alcanzables a través de él. RFC 1930: Guidelines for creation, selection, and registration of an Autonomous System 130

129 Números de AS s (ASNs) Son valores de 16 bits Del al están reservados para uso privado Actualmente hay más de 11,000 en uso Genuity (actualmente BBN): 1 MIT: 3 Harvard: 11 RedIRIS: 766 AT&T: 7018, 6341, 5074, UUNET: 701, 702, 284, 12199, Sprint: 1239, 1240, 6211, 6242, ASNs representan unidades de política de encaminamiento 131

130 AS Graph!= Topología de Internet BGP se diseñó para reducir la información El AS graph podría ser algo parecido a esto La realidad se parece más a esto Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

131 El Concepto de Peering transit AS transit AS transit AS peer proveedor tráfico permitido stub AS peer cliente tráfico NO permitido stub AS stub AS Los peers ofrecen tránsito entre sus respectivos clientes Los peers no ofrecen tránsito entre otros peers El acuerdo de peering puede incluir o no compensación económica Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

132 No Siempre Necesitamos BGP RedIRIS Marca rutas a /16 apuntando a UMU Marca ruta por defecto /0 apuntando a RedIRIS Univ. De Murcia /16 El routing estático es el caso más común de conexión a Internet en stub AS s. Esto explica por qué BGP es un misterio para muchos Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

133 Border Gateway Protocol (BGP-4) BGP usa conceptos de vector de distancias pero no es un protocolo de vector de distancias En su lugar, BGP usa vector de caminos BGP anuncia caminos completos (lista de AS s) Conocido como AS_PATH (vector de caminos) Ejemplo de anuncio: La red /16 se puede alcanzar vía {AS1, AS5, AS13}. Los caminos con ciclos se pueden detectar y eliminar de forma local De las diferentes opciones, la política local elige el mejor camino (AS path) Cuando un enlace/router falla, el camino se invalida ( withdrawn ) Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

134 Versiones de BGP 1989 : BGP-1 [RFC 1105] Reemplazo de EGP (1984, RFC 904) 1990 : BGP-2 [RFC 1163] 1991 : BGP-3 [RFC 1267] 1995 : BGP-4 [RFC 1771] Soporte de Classless Interdomain Routing (CIDR) 1998: BGP4+ [RFC 2283] Extensiones multi-protocolo para BGP Permite entre otras cosas IPv6, interdomain multicast, etc. Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

135 Funcionamiento Simplificado Establece sesión con TCP puerto 179 AS1 Intercambia todas las rutas activas Sesión BGP AS2 Intercambia actualiz. incrementales Mientas que la conexión está activa, intercambia mensajes de actualicación de rutas Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

136 Tipos de Mensajes BGP Open : Establece la sesión de Peering Keep Alive : Intercambio a intervalos regulares Notification : Cierra una sesión de peering Update : Anuncia nuevas rutas o anula algunas previamente anunciadas Anuncio BGP = prefijos + valores de atributos Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

137 Atributos BGP Value Code Reference ORIGIN [RFC1771] 2 AS_PATH [RFC1771] 3 NEXT_HOP [RFC1771] 4 MULTI_EXIT_DISC [RFC1771] 5 LOCAL_PREF [RFC1771] 6 ATOMIC_AGGREGATE [RFC1771] 7 AGGREGATOR [RFC1771] 8 COMMUNITY [RFC1997] 9 ORIGINATOR_ID [RFC2796] 10 CLUSTER_LIST [RFC2796] 11 DPA [Chen] 12 ADVERTISER [RFC1863] 13 RCID_PATH / CLUSTER_ID [RFC1863] 14 MP_REACH_NLRI [RFC2283] 15 MP_UNREACH_NLRI [RFC2283] 16 EXTENDED COMMUNITIES [Rosen] reserved for development Atributos más importnates No todos han de estar presentes en cada anuncio Fuente IANA: Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

138 Los Atributos se usan para Elegir la Mejor Ruta / / / /24 Dadas múltiples rutas a un mismo prefijo, un BGP peer ha de elegir como mucho una mejor ruta. (Nota: podría rechazarlas todas!) Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

139 Resumen de Selección de Ruta Highest Local Preference Controlar decisiones locales del admin. Shortest ASPATH Lowest MED i-bgp < e-bgp Lowest IGP cost to BGP egress Lowest router ID Ingeniería de tráfico Romper empates Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

140 Atributo Next Hop AS 6431 AT&T Research AS 7018 AT&T AS RIPE NCC /16 Next Hop = /16 Next Hop = Cada vez que un anuncio de ruta cruza una frontera de un AS, el atributo Next Hop se cambia a la dirección IP del router frontera que aunció la ruta. Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

141 Integración de IGP y EGP en Next Hop /16 Next Hop = / Forwarding Table destination next hop / destination + EGP next hop / AS 1 AS /30 Forwarding Table destination next hop / / Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

142 ibgp e Importación de Rutas AS1 ebgp External BGP (ebgp) cuando el peer está en otro AS Internal BGP (ibgp) para pasar rutas a los otros routers frontera del mismo AS. ibgp se enruta (usando IGP!) ibgp AS2 Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

143 ibgp No Escala en Grandes ISPs ibgp Update ebgp Update N routers frontera implica N(N-1)/2 sesiones de peering Cada router requiere configurar N-1 sesiones ibgp Añadir un nuevo router frontera implica modificar la configuración del resto de routers ibgp La tabla de rutas ibgp podría almacenar muchas rutas alternativas que no son buenas Soluciones: Usar varios AS s Route reflectors Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

144 Route Reflectors Los RR pasan los mensajes ibgp Update a los peers ibgp Cada RR pasa SÓLO las mejores RR RR RR rutas Se usan los atributos ORIGINATOR_ID y CLUSTER_LIST para evitar ciclos Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

145 Atributo ASPATH /16 AS Path = AS 1129 Global Access /16 AS Path = AS 1239 Sprint AS 1755 Ebone /16 AS Path = /16 AS Path = AS RIPE NCC /16 AS Path = 6341 AS 6341 AT&T Research /16 Prefijo Originado AS7018 AT&T /16 AS Path = /16 AS Path = Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP 2002 AS 3549 Global Crossing 147

146 BGP Puede No Elegir Camino Más Corto Globalmente Para BGP el camino 4 1 es mejor que No es fácil conseguir algo mejor con escalabilidad. AS 4 Si se exporta el estado interno, también aumenta Mucho la inestabilidad y el estado a almacenar. AS 3 AS 2 AS 1 Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

147 ASPATH Permite Evitar Ciclos AS 7018 BGP en el AS X nunca acepta una ruta cuyo ASPATH contiene X. No aceptar! /16 ASPATH = AS 1 Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

148 El Tráfico Normalmente sigue la Ruta ASPATH /16 ASPATH = AS 1 AS 2 AS 3 AS /16 IP Packet Dest = Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

149 Cómo Elegir Camino de Salida? peer provider peer customer AS 4 RedIRIS AS 3 AS 2 Qué ruta debería elegir RedIRIS para ir a /16? AS /16 Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP

150 Atributo Local Preference Este atributo sólo se usa con ibgp AS 4 local pref = 80 local pref = 90 AS 3 local pref = 100 Mayor valor de Local Preference más preferencia AS 2 AS /16 Source: Tutorial BGP, Timothy G. Griffin, ICNP