Luennon aiheet. S Tietoliikenneverkot. Mihin IP-kytkentää tarvitaan? Miltä verkko näyttää? Vuon määrittely. Vuon määrittely

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Luennon aiheet. S Tietoliikenneverkot. Mihin IP-kytkentää tarvitaan? Miltä verkko näyttää? Vuon määrittely. Vuon määrittely"

Anni Hakola
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Luennon aiheet S Tietoliikenneverkot,3N\WNHQWl -XNND1XUPL Ongelmakenttä teoriaa mittaustuloksia Ratkaisumallit IP switching Tag switching MPOA muut ratkaisut MPLS Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 2 Mihin IP-kytkentää tarvitaan? Internet kasvaa edelleen Verkko (reitittimet) on yhä enemmän tukossa Käyttäjät tuskastuvat eivätkä kanna rahojaan operaattoreille => Verkon toimintaa tehostettava Miltä verkko näyttää? Nykypäivän verkko on täynnä reitittimiä, jotka reitittävät yhä uudelleen ja uudelleen samoihin osoitteisiin menevät paketit Nykypäivän liikenne on paljolti IP-paketteja samojen porttien välillä kohtuullisen pitkän ajan Olisiko jossain järkeistämisen varaa? Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 4 Vuon määrittely Vuon määrittely vuo (flow, packet train) = samasta lähtöosoitteesta samaan vastaanottajaosoitteeseen kuljetetut paketit Eri valmistajat määrittelevät osoitteen eri tavoin aliverkosta aliverkkoon IP-osoitteesta IP-osoitteeseen portista porttiin toiset sallivat lähetyksiin tauot, toiset käsittelevät yhteyksiä yksi kerrallaan HTTP, 80 Telnet, 23 FTP-data, 20 SSH, 22 IP address pair Virtual Path, VP Virtual Channels, VCs Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 6 1

2 Tehty teletekniikan laboratorion IPANA-projektin puitteissa, tekijä Mika Ilvesmäki Mitattu sähköosaston runkoverkon (10Mbit/s Ethernet) liikennettä 1 tunnin ajan, n pakettia Muistiin merkitty IP-osoitteet, pakettien koot ja lähetysajat Pitkäikäisimmät vuot (10% kaikista voista) kuljettavat 90% paketeista Vastaavasti lyhyimmät vuot (70%) kuljettavat vain n.5% paketeista Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 8 100,00 % 90,00 % 80,00 % The cumulative proportions of packets and flows compared to flow duration Analysoidaan tarkemmin, porttitasolle Mitkä protokollat kuljettavat paketteja samojen porttien välillä eli muodostavat vuon? 70,00 % 60,00 % 50,00 % %-Pkts %-Flow s 40,00 % 30,00 % 20,00 % 10,00 % 0,00 % Flow duration in seconds Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 10 Liikenneanalyysi Protocol Port % flows % pkts flows/s pkts/s x ,06 % 37,54 0,11 22,68 % netbios-ns 137 4,09 % 8,38 % 0,11 5,07 ssh 22 1,85 % 3,03 % 0,05 1,83 www-http 80 5,04 % 2,07 % 0,14 1,25 reserved ,17 % 1,79 % 0,00 1,08 domain 53 29,37 % 1,36 % 0,82 0,82 netbios-dgm 138 7,26 % 1,01 % 0,20 0,61 unassigned ,02 % 0,45 % 0,00 0,27 unassigned ,01 % 0,45 % 0,00 0,27 unassigned ,05 % 0,39 % 0,00 0,23 bootpc 68 0,01 % 0,26 % 0,00 0,16 bootps 67 0,01 % 0,26 % 0,00 0,16 reserved 0 0,93 % 0,18 % 0,03 0,11 device 801 0,93 % 0,18 % 0,03 0,11 auth 113 0,04 % 0,12 % 0,00 0,07 efs/router 520 0,03 % 0,12 % 0,00 0,07 unassigned ,21 % 0,08 % 0,01 0,05 unassigned ,02 % 0,07 % 0,00 0,04 pop ,87 % 0,07 % 0,02 0,04 unassigned ,13 % 0,07 % 0,00 0,04 hosts2-ns 81 0,20 % 0,04 % 0,01 0,03 sunrpc 111 0,78 % 0,04 % 0,02 0,03 Total 56,08 % 57,96 % 1,56 35,02 Protocol Port % flows % pkts flows/s pkts/s www-http 80 0,01 % 0,72 0,00 4,01 % x ,00 % 0,06 % 0,00 0,31 domain 53 0,26 % 4,57 % 0,07 25,32 auth 113 0,08 % 1,05 % 0,02 5,83 device 801 0,06 % 0,75 % 0,02 4,14 nntp 119 0,01 % 0,09 % 0,00 0,52 sunrpc 111 0,03 % 0,20 % 0,01 1,10 who 513 0,06 % 0,37 % 0,02 2,03 unassigned 897 8,26 % 30,85 % 2,28 171,12 ssh 22 0,05 % 0,19 % 0,01 1,04 telnet 23 0,02 % 0,04 % 0,00 0,24 ntp 123 0,32 % 0,60 % 0,09 3,33 https 443 0,06 % 0,11 % 0,02 0,62 unassigned ,44 % 0,71 % 0,12 3,92 smtp 25 0,04 % 0,06 % 0,01 0,32 reserved 0 0,27 % 0,38 % 0,07 2,12 unassigned ,22 % 0,30 % 0,06 1,66 ftp-data 20 1,61 % 1,94 % 0,44 10,75 finger 79 0,03 % 0,03 % 0,01 0,19 pop ,02 % 0,02 % 0,01 0,09 netbios-ns 137 0,05 % 0,04 % 0,01 0,20 ftp 21 0,14 % 0,07 % 0,04 0,39 ipx 213 0,15 % 0,07 % 0,04 0,41 reserved ,97 % 0,44 % 0,27 2,42 netbios-ssn 139 4,14 % 1,07 % 1,14 5,92 compressnet 2 0,95 % 0,23 % 0,26 1,29 bootpc 68 17,38 % 4,16 % 4,80 23,08 netbios-dgm 138 0,66 % 0,14 % 0,18 0,77 cisco-fna 130 0,83 % 0,16 % 0,23 0,88 tcpmux 1 7,65 % 1,04 % 2,11 5,75 xns-time 52 1,28 % 0,12 % 0,35 0,68 xfer 82 0,61 % 0,04 % 0,17 0,24 Total 46,67 % 50,60 % 12,88 280,69 Proportional packet and flow profile of services with pkts/flow 45,00 % 40,00 % 35,00 % 30,00 % 25,00 % 20,00 % 15,00 % 10,00 % 5,00 % 0,00 % bootpc x11 nntp who ipx www-http ftp-data cisco-fna telnet ftp ssh compressnet https smtp auth xns-time xfer netbios-ssn ntp device domain pop3 finger sunrpc netbios-ns netbios-dgm %-pkts %-flow s pkts/flow Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 12 2

3 Johtopäätös: Vuo voidaan tunnistaa osoiteparin tai käytetyn protokollan perusteella Valitsemalla sopivat määritykset vuon tunnistamiseksi, voidaan jopa 90% paketeista kuljettaa perille nopeutetulla reitityspäätöksellä Ratkaisuvaihtoehtoja IPSILON IP kytkentä (IP switching) Cisco (tag switching) ATM Forum MPOA Muut: Toshiba Solukytkentä (cell switching) IBM ARIS Telecom Finland SITA Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 14 Ipsilon Ipsilonin idea: perustila IP switching julkistettiin keväällä 1996, kytkimiä markkinoilla (mm. HPY, teletekn. labra) perustuu vuontunnistukseen IP-kytkin sisältää ATM-kytkimen ja ohjaimen Määrittelee kaksi protokollaa joilla kytkentä toteutetaan: RFC 1953: IFMP (Ipsilon Flow Management Protocol) RFC 1987: GSMP (General Switch Management Protocol) Lähettäjä IP-kytkin IP-kytkimen ohjain ja vuoluokittelija ATM-kytkin Vastaanottaja Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 16 Ipsilonin idea: soft-state Ipsilonin idea: IP-kytkentä IP-kytkimen ohjain ja vuoluokittelija IP-kytkimen ohjain ja vuoluokittelija IFMPohjausviesti IFMPohjausviesti Lähettäjä ATM-kytkin Vastaanottaja Lähettäjä ATM-kytkin Vastaanottaja Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 18 3

IP kytkentä Hyvää protokollakohtainen kytkentä nopeuttaa päätöksen tekoa Huonoa verkko muuttuu, miten jaotellaan uudet protokollat Cisco Tag Switching eli leimakytkentä julkistettiin alkuvuodesta

4 IP kytkentä Hyvää protokollakohtainen kytkentä nopeuttaa päätöksen tekoa Huonoa verkko muuttuu, miten jaotellaan uudet protokollat Cisco Tag Switching eli leimakytkentä julkistettiin alkuvuodesta 1997, ei vielä tuotteissa perustuu topologian tunnistukseen RFC 2105 määrittelee arkkitehtuurin eli kolme peruselementtiä: reunareitittimet label edge router leimakytkinreitittimet label switching router leimanjakoprotokolla, LDP label distributing protocol Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 20 reunareitittimet palvelevat tiettyä aliverkkoa ja liittävät paketteihin leiman Reunareititin kohdeverkko lähtöportti leima DATA DATA Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 22 leimakytkinreitittimet katsovat vain paketin leiman ja reitittävät paketit edelleen uuden leiman kanssa tuleva leima lähtöportti uusi leima Leimakytkinreititin viimeinen reunareititin poistaa leiman paketista ja ohjaa sen oikealle päätelaitteelle leimakytkinreitittimet vaihtavat leimatietojaan LDP:n avulla eri lähteistä tulevat paketit voivat saada saman leiman jos ovat menossa samaan kohteeseen DATA DATA Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 24 4

5 Hyvää topologiapohjaisuus mahdollistaa suuret verkot Huonoa koko runkoverkon tulee tukea samaa tekniikkaa ATM Forum MPOA (Multiprotocol over ATM) hyväksyttiin kesällä 1997, tuotteena jo Newbridge/Siemensiltä, muilta tulossa 1Q/98 ATM Forumin muiden speksien kanssa yhteensopiva ei pelkkä IP vaan sovittaa kaikki LAN-protokollat ATM:ään mahdollistaa VLAN:it ja QoS:n Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 26 MPOA Määrittelee kahdenlaisia komponentteja: MPOA server (MPS) MPOA client (MPC) MPC toimii VLAN:n reunalaitteena MPOArunkoverkkoon MPS toimii reitittimenä MPOA MPC seuraa liikennettä ja kun tarpeeksi soluja on lähtenyt samaan osoitteeseen, se aloittaa oikotien muodostamisen oikotie on kahden MPC:n välille osoitettu oma VCC, jolla voi olla QoS-määrityksiä oikotie pidetään voimassa niin kauan kun liikennettä riittää Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 28 MPOA:n toiminta MPC 1 MPC 2 A B LAN:t MPOA Hyvää ATM Forumin standardi => kaikki tietävät mistä on kyse, jolloin voidaan rakentaa monitoimittajaverkkoja Huonoa ATM Forumin standardi => muu sälä otettava huomioon MPS 1 MPS Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 30 5

6 Muita: Toshiba Solukytkinreititin (Cell Switch Router) Idea: alunperin kuten Ipsilonilla, mutta Toshiba on vaihtanut kurssia leimakytkennän suuntaan Arkkitehtuuri esitelty RFC 2098:ssa Kytkin (CSR 5300) markkinoilla Vahva pohja MPLS-työryhmälle Muut: IBM ARIS (Aggregate route based IP switching) Protokolla, joka muodostaa kytkentäisiä polkuja verkon läpi IBM perinteisesti kehittää oman versionsa kilpailemaan uusien tekniikoiden (Ipsilon) kanssa Pelkkä ehdotus (internet-draft) joka toimii MPLStyöryhmän pohjana, ei tuotannossa IBM tarjoaa MSS-palvelinta, joka tarjoaa mm. MPOApalveluja Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 32 Muut: Telecom Finland SITA (Switching IP through ATM) Juha Heinänen suunnitteli tavan yhdistää ATMverkolla joukko IP-reitittimiä Kullekin reitittimelle oma VPI-tunnus, jota käyttämällä reititin tavoitetaan kaikkialta Ehdotus rauennut Muut: IETF MPLS (Multiprotocol Layer Switching) IETF:n työryhmä, jonka tarkoitus luoda yhteinen standardi (RFC?) Pääosissa Cisco ja IBM, mukana myös Toshiba, Lucent yms. Alkuperäinen tavoite saada standardi ulos -97 lopussa Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 34 Yhteenveto IP kytkentä on tärkeä alue runkoverkkojen toiminnan tehokkuuden kannalta Useat vaihtoehdot kilpailevat markkinoista Vaihtoehdot turhan usein toisensa pois sulkevia => tulemme näkemään sitoutumisia tiettyyn tekniikkaan Lisätietoja WWW-linkkejä keskus.hut.fi/tutkimus/ipana/ Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka Jukka Nurmi/ TKK Teletekniikka 36 6

Samankaltaiset tiedostot

Reititys. Tämä ja OSI 7LHWROLLNHQQHWHNQLLNDQSHUXVWHHW $(/&7 0DUNXV3HXKNXUL. Yhteyden jakaminen Reititys Kytkentä Internet-protokolla TCP, UDP

Reititys. Tämä ja OSI 7LHWROLLNHQQHWHNQLLNDQSHUXVWHHW $(/&7 0DUNXV3HXKNXUL. Yhteyden jakaminen Reititys Kytkentä Internet-protokolla TCP, UDP Reititys 7LHWROLLNHQQHWHNQLLNDQSHUXVWHHW $(/&7 DUNXVHXKNXUL Tämä ja OSI Yhteyden jakaminen Reititys Kytkentä Internet-protokolla TCP, UDP 7 sovellus 6 esitystapa 5 yhteysjakso 4 siirto verkko linkki fyysinen