4: Network Layer 4a-1

Routing in Internet

Internet consiste di Sistemi Autonomi (Autonomous Systems AS) interconnessi fra loro: Stub AS: piccolo Multihomed AS: grande (no transit) Transit AS: provider

Routing a due livelli: Intra-AS: amministratore e’ responsabile per la scelta Inter-AS: standard unico

4: Network Layer 4a-2

Formato datagramma IP

ver length

32 bits

data (lunghezza variabile

di solito un segmentop TCP o UDP)

16-bit identifier

Internet checksum

time tolive

32 bit source IP address

numero versioneprotocol lo IP

lunghezzaheader (bytes)

max numberhop rimanenti

(decrementato a ogni router)

usato per frammentazione/riassemblamento

lunghezza total datagramma (bytes)

protocollo strato super. a cui dare

payload

head.len

type ofservice

“type” di dati flgsfragment

offsetupper layer

32 bit destination IP address

Options (if any) P.es. timestamp,percorso seguito,specifica lista di routers da visitare

4: Network Layer 4a-3

Frammentazione/ Riassemblamento

link di rete hanno un limite sulla max dimens. pacchetto trasferibile MTU. diversi tipi di link, diverse

MTU datagrammi IP grandi sono

divisi (“frammentati”) nella rete un datagramma diviene

diversi datagrammi “riassemblamento” e’

fatto solo alla destinaz. finale

intestazione IP e’ usata per identificare e ordinare frammenti correlati

framentazione : in: un datagrammaout: 3 datagrammi

reassembly

4: Network Layer 4a-4

Frammentazione/ Riassembl. IP

ID=x

offset=0

fragflag=0

length=4000

ID=x

offset=0

fragflag=1

length=1500

ID=x

offset=1480

fragflag=1

length=1500

ID=x

offset=2960

fragflag=0

length=1040

un datagramma grande e’ frammentato indiversi datagrammi piu’ piccoli

4: Network Layer 4a-5

ICMP: Internet Control Message Protocol

usato da host, routers, gateways per comunicare a livello di rete error reporting: host non

raggiungibile, network, port, protocol

richiesta/ replica di echo (p.es. ping)

strato di rete “sopra” IP: msg ICMP usano datagr. IP

messaggio ICMP : tipo, codice, piu’ 8 bytes di datagramma IP che da’ errore

Type Code descrizione0 0 risposta echo (ping)3 0 rete dest. non raggiung.3 1 host dest non raggiung.3 2 protocollo dest non raggiung.3 3 porta dest non raggiung.3 6 rete dest ignota3 7 dest host ignoto4 0 source quench (controllo

congestione)8 0 richiesta di echo (ping)9 0 annuncio route10 0 scoperta di un router11 0 TTL e’ spirato 12 0 header IP errato

4: Network Layer 4a-6

Internet : Gerarchia di AS

4: Network Layer 4a-7

Intra-AS Routing

Noto anche come Interior Gateway Protocols (IGP)

Diversi protocolli IGP, piu’ comuni:

RIP: Routing Information Protocol

OSPF: Open Shortest Path First

IGRP: Interior Gateway Routing Protocol (Cisco propr.)

4: Network Layer 4a-8

RIP ( Routing Information Protocol)

Basato su Distance vector Incluso in BSD-UNIX (1982) Metrica della distanza: # di salti (hops) (max = 15

hops) Vettore Distanze: scambiato ogni 30 sec via un

Response Message (anche detto Advertisement)

Ogni Advertisement contiene fino a 25 reti destinazione

4: Network Layer 4a-9

RIP (Routing Information Protocol)

Destination Network Next Router Num. of hops to dest. 1 A 2

20 B 2 30 B 7

10 -- 1…. …. ....

4: Network Layer 4a-10

RIP: Interruzione Link (Link Failur)

Se non c’e’ messaggio di avvertimento dopo 180 sec, il link e’ considerato morto

Routes via il vicino sono rese non valide; un nuovo avvertimento e’ mandato ai vicini

Vicini propagano informazione (se le loro tavole cambiano)

Notizia dell’interruzione si propaga velocemente a tutta la rete

Si usa “Poison reverse” per prevenire cicli (si assume che distanza infinita = 16 hops)

4: Network Layer 4a-11

Processamento Tavole RIP

Le tavole di routing RIP sono elaborate da un processo a livello applicazione detto route-d (route daemon)

Gli Avvertiemnti sono incapsulati in pacchetti UDP (non si richiede consegna affidabile; gli avvertimenti sono mandati periodicamente)

4: Network Layer 4a-12

Processamento Tavole RIP

4: Network Layer 4a-13

RIP Table example (continued)

Esempio Tavola RIPThree attached class C networks (LANs) Router only knows routes to attached LANs Default router used to “go up” Route multicast address: 224.0.0.0 Loopback interface (for debugging)

4: Network Layer 4a-14

RIP Table example

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

4: Network Layer 4a-15

OSPF (Open Shortest Path First)

“open”: disponibile pubblico Usa algortimo di Link State

pacchetti LS sono disseminati Ogni nodo conosce la topologia della rete Calcolo Route con Dijkstra

Avvertimento OSPF ha un’informazione per router vicino

Avvertimenti disseminati a tutti i Sistemi Autonomi (via flooding)

4: Network Layer 4a-16

Caratteristiche “avanzate” di OSPF (non in RIP)

Sicurezza: tutti i messaggi OSPF sono autenticati (per prevenire intrusioni maliziose); si usano connessioni TCP

Cammini multipli sono possibili (con lo stesso costo) (in RIP uno solo)

Per ogni link, si hanno metriche diverse per servizi con diversa qulita’ di servizio (QoS) (p. es. costo link satellite e’ “basso” per best effort; alto per real time)

Supporto multicast integrato: Multicast OSPF (MOSPF) usa stesso data base di OSPF

OSPF gerarchico in domini grandi

4: Network Layer 4a-17

OSPF Gerarchico

4: Network Layer 4a-18

OSPF Gerarchico

Gerarchia a due livelli: local area e backbone. Avvertimenti Link-state non lasciano rispettive aree. I nodi in ogni area hanno una topologia dettagliata dell’area

ma conoscono solo la direzione verso reti in altre aree.

Router “Area Border”: “riassumono” distanze a reti nell’area e avvertono altri router tipo Area Border.

Backbone routers eseguono algoritmo OSPF solo per la backbone.

Boundary routers si connettono a altri Sistemi Autnomi (AS).

4: Network Layer 4a-19

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)

Proprieta’ CISCO; successore di RIP Distance Vector (come RIP) diverse metriche di costo (ritardo, banda,

affidabilita’, carico ecc. ) usa TCP per scambiare aggiornamenti tavole di routing sono scambiate solo quando

si modificano costi Algoritmo di routing e’ DUAL (Distributed

Updating Alg.) e’ libero da cicli: dopo incremeno di distanza, la tavola di routing e’ congelata finoa quando tutti i nodi influenzati sanno del cambiamento.

4: Network Layer 4a-20

Routing Inter-AS

4: Network Layer 4a-21

Routing Inter-AS (cont)

BGP (Border Gateway Protocol): standard di fatto

Protocollo Path Vector estende Distance Vector

ogni Border Gateway comunica a tutti i vicini (broadcast) tutto il cammino (cioe’ la seq. di AS) fino a destinazione

Ad esempio, gateway X puo’ memorizzare per la destinazione Z il cammino:

Path (X,Z) = X,Y1,Y2,Y3,…,Z

4: Network Layer 4a-22

Inter-AS routing (cont)

Se il Gwy X manda il suo cammino a Gwy peer W Gwy W puo’ o non puo’ selezionare il cammino

offerto da Gwy X, per il costo o per questioni politiche-economiche o per ragioni di loop.

Se Gwy W seleziona il cammino annunciato da Gwy X:

Path (W,Z) = w, Path (X,Z)Nota: la selezione del cammino e’ basata piu’ che

sul costo (ad es. # di AS hops), ma piu’ su aspetti politici e amministrativi (p.es. non passare attraverso concorrenti)

4: Network Layer 4a-23

Inter-AS routing (cont)

Peers scambiano messaggi BGP usando TCP; diversi tipi di messaggi:

OPEN msg apre connessione TCP e autentica mitt. UPDATE msg avverte di una modifica (un nuovo

cammino o eliminazione di un cammino) KEEPALIVE msg mantiene connessione attiva in

assenza di UPDATES; da’ anche ACK a rich. OPEN NOTIFICATION msg riporta errori in messggi

precedenti e chiude connessione

4: Network Layer 4a-24

Perche’ diversi routing Intra- and Inter-

AS?

Politica: Inter si concentra con aspetti politici (quale provider scegliere o evitare); Intra si applica in una singola organizzaz. cui si applica stessa politica

Dimensioni: In questo modo si realizza un routing gerarchico e si diminuisce il traffico per aggiornare le tavole di routing

Prestazioni: Intra si concentra su prestazioni; in Inter e’ difficile propagare velocemente informazioni su costi (latenza, riservatezza ecc.); inoltre aspetti politici sono prevalenti.