Esimerkki AS N1 R1 N4 N5 N6 N2 R2 N3 R5 R3 R6 N8 N7 191 Esimerkki AS: a) suunnattu verkko ja b) lyhyimmän n polun puu R6:lle N1 N2 3 2 R1 R2 1 1 N3 R3 1 N8 N4 8 8 N5 R5 1 2 7 6 8 4 R6 7 N7 8 N6 a) b) N1 N2 3 2 R1 R2 N3 R3 1 N8 N4 8 8 N5 R5 2 6 4 R6 7 N7 8 192 N6 Page1 1
Reitittimen R6 reititystaulu Destination Next Hop Distance ---------------------------------------------------------------------- N1 R3 9 N2 R3 8 N3 R3 6 N4 R5 141 N5 R5 141 N6 R5 141 N7 * 7 N8 R3 5... 193 Reititystietojen vaihto Lähetetään n linkkitilaviestejä,, linkkitila-mainoksia (Link State Advertisement, LSA) Linkkitilamainoksia viisieri tyyppiä: Type 1: Router-LSA - Reitittimen omien linkkien tila ja kustannus Type 2:Network-LSA - Yleislähetys hetys- ja monipisteverkoissa: listaa kaikki verkkoon kytketyt reitittimet Type 3: Summary-LSA (IP network) - Alueen reunareititin muodostaa; kohteena toisen alueen verkko Type 4: Summary (AS Boundary Router, ASBR) - Alueen reunareititin muodostaa; kohteena AS:n yhdysreititin Type 5: AS-external external-lsa - Yhdysreititin muodostaa; kohteena alueen ulkoiset verkot 194 Page2 2
OSPF:n toiminta reititystietojen vaihto Kukin reititin lähettl hettää reitittimen linkkitilaviestejä (router- LSA) sääs äännöllisin väliajoin v ja topologian muuttuessa - viestit tulvitetaan, viestit numeroidaan, viestit kuitataan - käytetään n monilähetyst hetystä Jokaisessa monipisteverkossa, jossa vähintv hintään n 2 reititintä, on välittäjäreititin (Designated Router) - Jokainen monipisteverkon reititin ei lähetl hetä jokaiselle saman verkon reitittimelle, vaan vain omalle välittv littäjäreitittimelleen - Välittäjäreititin muodostaa monipisteverkon linkkitilaviestit (network-lsa) muiden saman verkon reitittimien puolesta (=mitkä reitittimet ovat ko. linkin kautta saavutettavissa) == > välittv littäjäreitittimen käyttk yttö vähentää viestien määm äärää: n(n-1)/2 ==> 2(n-1), jos n = 20, niin 20*19/2 = 190 ja 2*19 = 38! 195 Välittäjäreititin Välittäjäreititin valitaan Hello-protokollalla välittäjäreititin vähentv hentää tulvituspaketteja - riittää ensin lähettl hettää monilähetyksen hetyksenä välittäjäreitittimille * osoite 224.0.0.6 => kaikille välittv littäjäreitittimille - tarvittaessa välittv littäjäreititin monilähett hettää kaikille OSPF-reitittimille (224.0.0.5) - Entä,, kun välittv littäjäreititin kaatuu? * valitaan myös s varavälitt littäjä,, joka vastaanottaa monilähetyspaketteja, mutta ei vastaa mihinkää ään * välittäjän n kaatuminen havaitaan Hello-protokollalla 196 Page3 3
OSPF-sanomat hello - naapurien selville saaminen ja välittv littäjäreitittimen valinta link state update - omien linkkikustannusten lähettl hettäminen link state ack - vastaanotettujen linkkikustannusten kuittaus database description - tietokannan ajantasaisuuden selvittäminen link state request - toisen linkkikustannusten kysyminen 197 OSPF-paketin otsake Versio # type packet length Checksum Router ID Area ID Autype (= Autentikointialgoritmi) Authentication Data 198 Page4 4
Hello-paketti OSPF packet header, type = 1 (hello) Network mask Hello interval options Rtr priority RouterDeadInterval Designated router Backup designated router Neighbor Neighbor 199 Hello-paketin kentät Network mask = liitänt ntäkortin (ali)verkkomaski( Hello interval = hello-sanomien lähetysvl hetysväli Options: - T-bitti => TOS-reitityskykyinen - E-bitti = ulkoisten reittien prosessointi OK Rtr Priority: reitittimen prioriteetti 0-2550 - välittäjäksi korkeimman prioriteetin reititin; - jos sama arvo usealla, niin suurin Router ID-numero valitaan RouterDeadInterval - jos tässt ssä ajassa ei tule hello-sanomaa, merkitää ään kuolleiden listaan 200 Page5 5
Hello-paketin kentät t jatkuvat Designated router, Backup desigated router Välittäjreitittimen id (id = 0.0.0.0 = ei välittäjäreititintä) reititin ilmoittaa haluavansa toimia välittv littäjäreitittimenä tai varavälitt littäjäreitittimenä valintaa suoritetaan periaatteessa jatkuvasti ja joka hello- sanomassa reititin muistaa, ketkä ilmoittautuneet välittv littäjiksi Neighbor - Näiltä reitittimiltä on saatu HELLO-paketti viimeaikoina (= RouterDeadInterval RouterDeadInterval sekunnin sisäll llä) 201 Tilatietojen vaihto database description (dd( dd) Asymmetrinen: isänt ntä ja orja Ensin sovitaan roolit ja sitten isänt ntä kertoo dd- paketeissaan tietokantansa tietueista ja orja omistaan saamiensa dd-pakettien kuittauksissa - Näistä minulla on tietoa Jos toisella on sellaista tietoa, mitä itseltä ei löydy, niin sitä pyydetää ään - Link state request 202 Page6 6
Linkin tila muuttuu tieto tästt stä (ilmoitus) tulvitetaan muille Link state update Pidetää ään n kirjaa jo nähdyistn hdyistä Ilmoitukset kuitataan - Link state ack - Kuitataan monia tilatietoja yhdellä kertaa - Välittäjäreitittimen lähetyksen l kuulee myös alkuperäinen lähettl hettäjä - Monilähetys kaikki OSPF-reitittimet reitittimet 203 Internetin AS:ien välinen reititys Border Gateway Protocol (RFC 1771: BGP-4) BGP (Border Gateway Protocol tarjoaa kullekin AS:lle mahdollisuuden: 1. Hankkia (ali)verkkojen saavutettavuustietoja (reachability information) naapuri AS:ltä - E-BGP (External-BGP) 2. Levittää saavutettavuustietoja AS:n omille reitittimille - I-BGP (Internal-BGP) 3. Määrittää hyviä reittejä ulkoisiin verkkoihin saavutettavuustietojen ja paikallisten menettelytapojen (politiikka) avulla 4. Mainostaa omia (ali)verkkoja Internetin laajuisesti: I I am here 204 Page7 7
BGP toimintaperiaate Reititinparit (BGP peers, BGP speakers) vaihtavat reititystietoja puolipysyvän n TCP-yhteyden yli: BGP-istunto (BGP session) BGP istuntoa ei välttv lttämätt vastaa tietty fyysinen linkki Kun AS2 mainostaa verkkotunnistetta (prefix) AS1:lle, AS2 lupaa toimittaa ko. verkkoon matkalla olevat paketit ko. verkkoa kohti AS2 voi yhdistää verkkotunnisteita (CIDRized prefixes) mainoksiinsa 3b 3c 3a AS3 1a AS1 Kurose&Ross: kuva 4.38 1c 1d 1b 2a 2c 2b AS2 ebgp session ibgp session 205 Saavutettavuustiedon levittäminen AS3 lähettl hettää saavutettavuustiedot omista verkoistaan AS1:lle käyttäen ebgp istuntoa 3a:n ja 1c:n välillv lillä 1c voi käyttk yttää ibgp-istuntoja istuntoja tämäntiedon t levittämiseksi AS1:n sisäll llä 1b mainostaa eteenpäin ko. saavutettavuustiedon AS2:lle käyttk yttäen 1b:n ja 2a:n välistv listä ebgp-istuntoa Kun reititin saa uutta saavutettavuustietoa (uuden prefix:in), ses lisää uuden alkion reititystauluunsa 3c 3a 3b AS3 1a AS1 1c 1d Kurose&Ross: kuva 4.38 1b 2a 2c 2b AS2 ebgp session ibgp session 206 Page8 8
Path attributes & BGP routes Verkon saavutettavuutta mainostettaessa siihen liitetää ään BGP attribuutteja prefix + attributes = route Kaksi tärkeätä attribuutia: AS-PATH: kaikki AS:t, joiden kautta mainos on kulkenut: - AS 67 AS 17 AS 33 AS 12 NEXT-HOP: Määrittelee tietyn reitittimen lähettävässä AS:ssä, jolle ko. Kohdeverkkoon menossa olevat paketit tulee toimittaa (AS:ien välillä voi olla useita linkkejä,, BGP vastinpari ei välttämätt ole yhdysreititin) Kun saadaan reittimainos, siihen kohdistetaan paikallinen tuontipolitiikka (import policy), jolla se hyväksyt ksytään tai hylätää ään 207 AS:ien välillv lillä otettava huomioon eri AS:ien politiikat - AS:ien sisäll llä tärkeintä tehokkuus - AS:ien välillv lillä toimintapolitiikka * kieltoja tai suosituksia reitittää tiettyjen AS:ien kautta politiikat (manuaalisesti( manuaalisesti) ) BGP-reitittimiin - hyvin erilaisia sääs ääntöjä: politiikka, turvallisuus, taloudellisuus * Kanadasta Kanadaan ei saa lähettl hettää USA:n kautta * AS xyz ei hyväksy transit-liikennett liikennettä * Pentagonista lähtevil hteviä paketteja ei reititetä Irakin kautta * Viikonloppuisin käytetk ytetään n reittiä abc 208 Page9 9
BGP pohjimmiltaan etäisyysvektoriprotokolla - polkuvektori tallettaa kunkin reitin koko polun - ei kustannustietoja, vaan polulla olevat AS:t * havaitaan mahdolliset silmukat! kertoo naapureilleen käyttk yttämänsä reitin * hylkää itsensä kautta kulkevat reitit, jotta ei synny silmukoita * hylkää ei-toivotut AS:t keino välittv littää reitti-informaatioita informaatioita - ei mää äärää,, kuinka reiteistä valitaan oikea reitti - kukin AS voi valita reittinsä,, miten haluaa 209 BGP näkee n verkon joukkona AS:iä - jokaisella AS:lla oma tunnus (ASN) reitittimellä on reititystaulussaan reittejä (polkuja)) sen tuntemiin AS:iin - esim. AS X:ää ään n, Y:hyn ja Z:aan B D F X B G I K X F C A H P Y S Y E C A Z 210 Page 10 10
Reitin valinta Reititin vai saada useita reittejä samaan kohteeseen, joista se valitsee kohteen Eliminointisää ääntöjä: 1. Paikallinen menettelytapa (Local preference attribute): policy decision ( - välitetään myös ibgp:n yli 2. Lyhyin AS-polku (AS-PATH) 3. Lähin NEXT-HOP reititin: : hot potato routing 4. Muut kriteerit 4. 211 BGP:n toiminta Naapureiden hankkiminen AS:ien välillv lillä - Sovitaan reititystietojen vaihtamisesta Naapuruuspyyntö toisen AS:n reitittimelle - OPEN-sanoma TCP-yhteydell yhteydellä * BGP ei määm äärää,, miten osoite saadaan - KEEPALIVE, jos hyväksyy naapuruuden * Pyyntöö öön n voi vastata kieltävästi tai myönt ntävästi - Tehtävä molempiin suuntiin Naapuruuden ylläpito KEEPALIVE-sanomilla, tietyin aikavälein 212 Page 11 11
BGP-sanomat OPEN - esittelysanoma :: tunnus + autentikointitiedot (vrt. OSPF:n Hello) ja ajastintietoja KEEPALIVE - lähettäjä elossa,, mutta sillä ei ole mitää ään n lähetettl hetettävääää - toimii myös s kuittauksena OPEN-sanomalle UPDATE - ilmoitetaan uusia reittejä ja poistetaan vanhoja NOTIFICATION - ilmoitus virheestä - ilmoitus BGP-istunnon lopettamisesta 213 Keepalive Open Update Marker Length Type Notification Marker Length Type Error code Error Subcode Data Marker Length Type Version My AS Hold Time BGP Identifier Opt. param length Optional parameters Marker Length Type Unf. Rou. Length Withdrawn Routes Path Attr. Length Path Attributes Network Layer Reachability Information (NLRI) 214 Page 12 12
Kenttien selityksiä: Marker-kentt kenttä autentikointia varten OPEN: My AS: AS-tunnus BGP Identifier: yleensä reitittimen IP-osoite Hold Time: vähintv hintään n näin n tiuhaan ilmoittelee itsestää ään (UPDATA, KEEPALIVE) 215 Kenttien selitykset jatkuvat: UPDATE: ilmoittaa yhden uuden reitin ja/tai poistettavia reittejä NLRI (Network Layer Reachability Information): tavoitettavat aliverkot Path Attributes: - AS_Path: ASi, ASj, ASk,. - Next_Hop: yhdysreititin NLRI-kent kentän aliverkkoihin - Origin: IGP- vai EGP-protokollan antama tieto - Atomic_Aggregate: aliverkkojen osoitteet samasta osoiteavaruuden osasta Withdrawn Routes: reittien pääp äätepisteiden AS:iä 216 Page 13 13
Selitykset jatkuvat: NOTIFICATION ilmoittaa havaitusta virheestä - autentikointi- tai syntaksivirhe - OPEN-sanomassa virhe - UPDATE-sanomassa virhe - Hold time ajastin laukeaa - Cease: naapuruus lopetetaan 217 aliverkko 1.2 aliverkko 2.1 R3 R2 R5 R6 aliverkko 1.1 aliverkko 1.3 aliverkko 2.2 R4 R1 R8 R7 aliverkko 1.4 AS 1 aliverkko 2.3 AS 2 aliverkko 2.4 218 Page 14 14
UPDATE-sanoma R1:ltä R5:lle AS_Path: AS1:n tunniste Next_Hop: R1:n IP-osoite NLRI: kaikki AS1:n verkot UPDATE-sanoma, jolla R5 välittää R1:ltä saamansa tiedot AS3:n reitittimelle R9: AS_Path: AS2-tunniste, AS1-tunniste Next_Hop: R5:n IP-osoite NLRI: kaikki AS1:n verkot 219 BGP reitityspolitiikka W A B C X legend: provider network customer network: Y Kurose&Ross: kuva 4.39 Figure 4.5-BGPnew: a simple BGP scenario A,B,C verkko-operaattoreiden operaattoreiden verkkoja (provider networks) X,W,Y ovat asiakasverkkoja (customer of provider networks) X on monikotinen (dual-homed): kytkeytyy kahteen verkkoon, mutta välittää vain omasta verkosta lähteviä tai omaan verkkoon tulevia paketeja X ei halua tarjota reittiä BXC joten X ei mainosta B:lle reittiä, joka vie C:lle (X:n kautta) 220 Page 15 15
BGP reitityspolitiikka (2) W A B C X legend: provider network customer network: Y Kurose&Ross: kuva 4.39 A mainostaa Figure 4.5-BGPnew: B:lle polkua a simple AW BGP scenario B mainostaa X:lle polkua BAW Pitäisik isikö B:n mainostaa C:lle polkua BAW? Ei!! B ei hyödy reitistä CBAW, sillä W eikä C ole B:n asikas B haluaa pakottaa C:n reitittämää ään W:lle A:n kautta B haluaa reitittää vain asiakkaileen/asiakkailtaan! 221 Page 16 16