4. Reititys (Routing)



Samankaltaiset tiedostot
4. Reititys (Routing)

Reititys. 4. Reititys (Routing) Verkkokerroksen tehtävänä on toimittaa data (paketit) lähettäjän koneelta vastaanottajan koneelle. Reititysalgoritmit

Reititys. 4. Reititys (Routing) Verkkokerroksen tehtävänä on toimittaa data (paketit) lähettäjän koneelta vastaanottajan koneelle. Reititysalgoritmit

Reititys. 4. Reititys (Routing) Verkkokerroksen tehtävänä on toimittaa data (paketit) lähettäjän koneelta vastaanottajan koneelle. Reititysalgoritmit

4. Reititys (Routing)

4. Reititys (Routing)

OSPF (Open Shortest Path First) linkkitilareititysprorokolla. reititys AS:ien välillä (Exterior gateway protocols) BGP (Border Gateway Protocol)

Hierarkkinen reititys. Reititys (Routing) Autonominen järjestelmä (AS) 3.7. Internetin reititysprotokollista

3.7. Internetin reititysprotokollista

Reitittimien toiminta

Verkkokerroksen palvelut. 4. Verkkokerros. Virtuaalipiiri (virtual circuit) connection-oriented ~ connectionless. tavoitteet.

Verkkokerroksen palvelut

4. Verkkokerros. sovelluskerros. kuljetuskerros. verkkokerros. siirtoyhteyskerros peruskerros. asiakas. end-to-end

Verkkokerroksen palvelut. 4. Verkkokerros. Virtuaalipiiri (virtual circuit) connection-oriented ~ connectionless. tavoitteet.

Internet-reititys (Routing) Verkkokerroksen tehtävänä on toimittaa data (paketit) lähettäjän koneelta vastaanottajan koneelle

Internet-reititys (Routing)

Internet-reititys (Routing)

reititystietojen vaihto linkkitilaviestejä säännöllisin väliajoin ja topologian muuttuessa

reititystietojen vaihto linkkitilaviestejä säännöllisin väliajoin ja topologian muuttuessa

OSPF:n toiminta. Välittäjäreititin. Hello-paketti. Hello-paketin kentät. Hello-paketin kentät jatkuvat. OSPF-sanomat hello naapurien selvillesaaminen

Kattava katsaus reititykseen

Verkkokerroksen palvelut. 4. Verkkokerros. Virtuaalipiiri (virtual circuit) connection-oriented ~ connectionless. tavoitteet.

Reititys. Tietokoneverkot 2009 (4 op) Syksy Futurice Oy. Reititys. Jaakko Kangasharju.

T Tietokoneverkot : Reititys sisäverkossa

Reititys. Luennon sisältö. Miten IP-paketti löytää tiensä verkon läpi. Edelleenlähetys (forwarding) yksittäisen koneen näkökulmasta

Reititys. Autonomisten järjestelmien sisäinen reititys. luvut 7, 13 ja 15. Sanna Suoranta

3/3/15. Verkkokerros 2: Reititys CSE-C2400 Tietokoneverkot Kirjasta , Verkkokerros. Internet-protokollapino ja verkkokerroksen tehtävä

ICMP-sanomia. 3. IP-kerroksen muita protokollia ja mekanismeja ICMP (Internet Control Message Protocol)

3. IP-kerroksen muita protokollia ja

5. Verkkokerros. Verkkokerroksen palvelut. Tulvitus jokainen saapunut paketti lähetetään kaikille muille ulosmenoille.

Verkkokerros 2: Reititys

Monilähetysreititys. Paketti lähetetään usealle vastaanottajalle Miksi? Monet sovellukset hyötyvät

Reititys. Autonomisten järjestelmien sisäinen reititys. luvut 7, 13 ja 15

Introduction to exterior routing

Verkkokerroksen palvelut. 5. Verkkokerros. Tulvitus jokainen saapunut paketti lähetetään kaikille muille ulosmenoille.

ELEC-C7241 Tietokoneverkot Verkkokerros

Introduction to exterior routing

100 % Kaisu Keskinen Diat

Introduction to exterior routing

Hello-paketin kentät jatkuvat

Hello-paketin kentät jatkuvat

Lisää reititystä. Tietokoneverkot 2009 (4 op) Syksy Futurice Oy. Lisää reititystä. Jaakko Kangasharju

Lisää reititystä. Tietokoneverkot 2008 (4 op) Syksy Teknillinen korkeakoulu. Lisää reititystä. Jaakko Kangasharju

Introduction to exterior routing. Autonomous Systems

Verkkoinformaation välittämiseen isäntäkoneiden ja reitittimien välillä

4.1 Verkkokerros toimittaa. 4. Verkkokerros. Virtuaalipiiri (virtual circuit) connection-oriented ~ connectionless

4 reititintyyppiä. AS:ien alueet. sisäinen reititin alueen sisäisiä. alueen reunareititin sekä alueessa että runkolinjassa

reitittimet käyttävät samaa reititysprotokollaa (intra-as protocol)

4.1 Verkkokerros toimittaa

Verkkokerroksen palvelut

Verkkokerroksen palvelut. 4. Verkkokerros. Virtuaalipiiri (virtual circuit) connection-oriented ~ connectionless

Liikkuvien isäntäkoneiden reititys

IP-reititys IP-osoitteen perusteella. koneelle uusi osoite tässä verkossa?

S Tietoliikenneverkot / Marko Luoma 1

AS 3 AS 0. reitittimet käyttävät samaa reititysprotokollaa (intra-as protocol)

4. Verkkokerros. sovelluskerros. kuljetuskerros. verkkokerros. siirtoyhteyskerros peruskerros. asiakas. end-to-end

AS 3 AS 5 AS 1 AS 0 AS 2 AS 4

Verkkokerroksen palvelut. 4. Verkkokerros. Virtuaalipiiri (virtual circuit) connection-oriented ~ connectionless. tavoitteet.

4. Verkkokerros. sovelluskerros. kuljetuskerros. verkkokerros. siirtoyhteyskerros peruskerros. asiakas. end-to-end

4.1 Verkkokerros toimittaa. 4. Verkkokerros. Datasähke virtuaalipiiri. connection-oriented connectionless. Virtuaalipiiri = yhteydellinen palvelu

Page1. Esimerkki AS. Reititystietojen vaihto. OSPF:n toiminta. Reitittimen R6 reititystaulu. reititystietojen vaihto Kukin reititin lähettl

Verkkokerroksen palvelut

4. Verkkokerros. sovelluskerros. kuljetuskerros. verkkokerros. siirtoyhteyskerros peruskerros. asiakas. end-to-end

Tietoliikenteen perusteet

Malliverkko. Tietoliikenneverkot. Terminologiaa. Ja taas OSI /XHQWR5HLWLW\V

Tietoliikenne II Kurssikoe

Netemul -ohjelma Tietojenkäsittelyn koulutusohjelma

j n j a b a c a d b c c d m j b a c a d a c b d c c j

Multicast. Johdanto Ryhmien hallinta Reititys Reaaliaikaiset siirto- ja hallintaprotokollat Resurssien varaus Sessioiden hallinta

TCP/IP-protokollapino. Verkkokerros ja Internetprotokolla. Sisältö. Viime luennolla. Matti Siekkinen

Reititys. Luennon sisältö. Miten IP-paketti löytää tiensä verkon läpi. Edelleenlähetys (forwarding) yksittäisen koneen näkökulmasta

Ja taas OSI. Tietoliikenneverkot. Terminologiaa. Malliverkko. Terminologiaa. Terminologiaa /XHQWR5HLWLW\V. AS (Autonomous System) Alue (Area)

Chapter 4 Network Layer

T Harjoitustyöluento

Esimerkki AS. Page1. Esimerkki AS: a) suunnattu verkko ja b) lyhyimmän n polun puu R6:lle Markku Kojo Markku Kojo

Verkkokerros ja Internet Protocol. kirja sivut

Hello-paketin kentät jatkuvat. Tilatietojen vaihto. Linkin tila muuttuu. BGP (jatkuu)

Routing Information Protocol

Routing Information Protocol. RIP - Routing Information Protocol on sisäisen reitityksen perusprotokolla

Routing Information Protocol

Multicast. Johdanto Ryhmien hallinta Reititys Reaaliaikaiset siirto- ja hallintaprotokollat Resurssien varaus Sessioiden hallinta

Monilähetysreititys (multicast routing)

Monilähetysreititys (multicast routing)

reitittimissä => tehokkaampi 2005 Markku Kojo IPv6

Liikkuvien isäntäkoneiden reititys

5. Mobile IP (RFC 3220)

Johdanto. Multicast. Unicast. Broadcast. Protokollat. Multicast

Multicast. Johdanto Ryhmien hallinta Reititys Reaaliaikaiset siirto- ja hallintaprotokollat Resurssien varaus Sessioiden hallinta MBone

T Harjoitustyöluento

Etäisyysvektoriprotokollat

Yksi puu koko ryhmälle

6. Monilähetysreititys

Turvallisuus verkkokerroksella

Turvallisuus verkkokerroksella

AH-otsake. Turvallisuus verkkokerroksella. AH-otsake. AH-otsake. ESP-otsake. IP-otsake

Tietoliikenteen perusteet. Verkkokerros

OSI ja Protokollapino

OSI-malli. S Tietoliikenneverkot. Miksi kytketään. Välitys ja kytkeminen OSI-mallissa. /XHQWR.\WNHQWlMDUHLWLW\V

ITKP104 Tietoverkot - Teoria 3

Multicast perusteet. Ins (YAMK) Karo Saharinen Karo Saharinen

Transkriptio:

4. Reititys (Routing) Verkkokerroksen tehtävänä on toimittaa data (paketit) lähettäjän koneelta vastaanottajan koneelle Välissä voi olla hyvin monimutkainen monista erilaisista aliverkoista koostuva verkko. Internet, jossa miljoonia reitittimiä ja yli sata miljoonaa konetta, eri yritysten omistuksessa 2.11.2000: 100. miljoonas host Miten tämä saadaan aikaiseksi? 7.11.2001 1 Reititys (hajautettu) päätöksenteko yhteydellinen: alussa Verkkokerroksen tärkein tehtävä yhteydetön: jatkuvasti jatkuvaa muutosta, vikoja ja virheitä rikkoutuvat komponentit, muuttuva topologia tästä huolimatta reitityksen toimittava ristiriitaisia vaatimuksia optimaalisuus /reiluus (fairness) suorituskyky mean packet delay, network throughput 7.11.2001 2

Koneilla ja reitittimillä yksikäsitteiset verkko-osoitteet IP-osoite: verkko ja koneen osoite verkossa NAT (Network Address Translation) Muuttuvassa verkossa pystyttävä selvittämään kulloinkin parhaat reitit reititysalgoritmi, reititysprotokolla Reititin ohjaa reitillä eteenpäin reititystaulu (routing table) Reititysalgoritmit mukautuva / mukautumaton (adaptive / nonadaptive) dynaaminen /staattinen mittaukseen perustuva vai kirjanpitopohjainen suuri ero aikaskaalassa (sekunteja, minuutteja <=> päiviä, ihminen muuttaa) optimaaliset reitit kaikista lähteistä annettuun kohteeseen => puu, jonka juurena kohde Ongelmia: reitittimien tietojen hankita verkko elää=> reitittimien tietojen ylläpito? 7.11.2001 4

Reititysalgoritmeja Dijkstran reititysalgoritmi (Shortest Path Routing) yleisesti käytetty tulvitus (flooding) satunnainen ( kuuma peruna, hot potato) vuopohjainen reititys (Flow-Based Routing) network flow problem ratkaistaan matemaattisesti 7.11.2001 5 Vuopohjainen reititys (Flow-Based Routing) viive = jonotusaika + siirtoaika etsitään pienin mahdollinen viive koko verkolle tunnettava verkon topologia kapasiteettimatriisi eri linkkien kapasiteetti liikennematriisi eri solmujen välinen liikenne alustava reititys 7.11.2001 6

lasketaan kunkin linjan kuormitus li keskim. pakettien määrä kullakin linjalla mci keskim. pakettikoko = 1/µ. (esim. 800 bittiä) keskim viive kullekin linjalle T = 1/( mc -l ) (jonoteoriasta) 1/µ = keskim. paketin koko bitteinä C = kapasiteetti bps λ = keskim. pakettivirta (kuormitus) paketteina sekunnissa koko verkon viive painotettu keskiarvo eri linkkien viipeistä painotuksena linkin osuus koko liikenteestä eri reititysalgoritmien vertailu lasketaan erikseen kaikille reititysvaihtoehdoille mahdollinen, vaikka raskas valitaan paras edellyttää kuormituksen pysyvän melko samanlaisena ei oikein sovellu koko ajan muuttuvaan verkkoon

Piirikytkentäisten verkkojen reititys lyhyin polku (Shortest path first) (ABD tai ACD) vähiten kuormitettu polku (Least loaded path) (ABCD) eniten vapaita piirejä omaava polku (Maximum free circuit) (ABD) 1/19 B A 35/70 6/20 19/20 5/20 7.11.2001 9 D C A/B B = linkin kapasiteetti A= siitä käytössä oleva osuus, esim. piirien määränä Piirikytkentäisissä verkoissa kaikki reitittimet tietävät kaikkien linkkien tilan linkkitilatyyppinen reititys tietojen oikeellisuus ja ajantasaisuus tärkeää B 37/70 D 2/19 6/20 5/20 10/10 A C 19/20

Yleisesti käytetyt reititysalgoritmit Etäisyysvektorireititys (Distance Vector Routing) ARPA-verkon alkuperäinen reititysalgoritmi Internetin RIP-algoritmi Ciscon IGRP ja EIGRP (mm. useita eri kustannusmittoja) linkkitilareititys (Link State Routing) ARPA-verkon reititysalgoritmi vuodesta 1979 Internetin OSPF-algoritmi ISO:n IS-IS 7.11.2001 11 Etäisyysvektorireititys Solmut vaihtavat informaatiota vain naapuriensa kanssa Eri solmuilla eri näkemys verkosta hyvät uutiset etenevät nopeasti, huonot hitaasti count- to-infinity, simple split horizon : ei ilmoita naapurille sen kautta meneviä parhaita reittejä Split horizon with poisoned reverse" ilmoittaa, mutta merkitsee ne äärettömiksi. 7.11.2001 12

ratkaisu ei toimi aina A B Linkki CD katkeaa, A ja B ilmoittavat C:lle ettei D:hen pääse C D x C päättelee, että D:tä ei voi saavuttaa Kuitenkin A kuulee B:ltä, että sillä on etäisyys 2 D:hen => oma etäisyys 3 7.11.2001 13 Reititysprotokollia RIP etäisyysvektorireititys autonomisen alueen sisäinen protokolla naapurit vaihtavat reititystietoja keskenään Counting to Infitity Split Horizon Triggered Updates RIPv1 RIPv2 RIPng 7.11.2001 14

RIP (RFC 1058) joka linkillä kustannus 1 hyppyjä: 1-15 hyppyä maksimi 15 => korkeintaan 15 hypyn matka mahdollinen reititystietojen vaihto naapureiden kanssa RIP response message (advertisement) yleislähetyksenä (broadcast), jos mahdollista n. 30 s välein. Jos naapuri ei lähettele 180 s sisällä, linkin oletetaan olevan poikki. UDP-protokollaa käyttäen RIP on toteutettu sovelluskerroksen prosessina ja siis sovelluskerroksen protokolla, joka käyttää UDP-porttia 520 sanomien lähettämiseen ja vastaanottoon 7.11.2001 15 RIP-sanoman otsake 0.. 8 16 31 Command version 0 Address family identif. = 2 0 IP address 0 0 metric RIPentry Command = sanoman tyyppi: 1= pyyntö (request), 2 = vastaus (response) Address family identifier = peruja UNIX-BSD:ssä käytetystä osoitustavasta; ajatuksena toteuttaa RIP muihin osoitusmuotoihin (esim. X.25, XNS) metric = kustannus hyppyinä ; max. = 16 eli ääretön 7.11.2001 16

RIP:n toiminta Normaalisti lähetetään vastauksia 30 sekunnin välein kun omassa taulussa muutoksia ei heti, kun oma taulu muuttuu; vasta 1-5 sekunnin kuluttua Reititin käsittelee saamansa vastaukset yhden kerrallaan Kohteen osoite etäisyysmitta seuraava reititin äsken päivitetty useita ajastimia 192.55.2.5 10 193.46.4.8 U(ppdated) 26....... 7.11.2001 17 Yhdessä sanomassa korkeintaan 25 alkion tiedot tarvittaessa useita peräkkäisiä sanomia Reititystietopyyntö, kun reititin aloittaa toimintansa koko reititystaulun sisältö 0.0.0.0 osoitteena (default osoite) ja kustannuksena ääretön normaali operaatio tietyt reitit kyselyssä ilmoitettuihin osoitteisiin lähinnä vikojen selvittämisessä 7.11.2001 18

RIP-2 (RFC 2453) tehokkaampi koodaus ei turhien nollakenttien lähettämistä aliverkkoreititys RIP-1: aliverkot eivät näy ulospäin RIP-2: aliverkkomaski osoitteen mukana => CIDR autentikointi RIP-1 luotti porttiin 520, jota sai käyttää vain etuoikeutettu käyttäjä RIP-2: ensimmäinen alkio voi olla autentikointisegementti Next Hop, monilähetys RIP-1: yleislähetys 7.11.2001 19 RIP-2-sanoman otsake 0.. 8 16 31 Command version Routing Domain (?) Address family identif. Route Tag/ AuthenticationType IP address Subnet Mask Next Hop metric. RIPentry 7.11.2001 20

RIPng (RFC 2080) ja muita parannuksia RIP-protokollan käyttö IPv6:n kanssa parannetut turvapiirteet IPv6 turvapiirteet pitemmät IP-osoitteet päivitysten kuittaukset useiden eri kustannusmittojen käyttö count-to-infinity -ongelma source-tracing -algoritmi, joka etsii silmukat 7.11.2001 21 Linkkitilareititys Globaali reititysalgoritmi Kullakin reitittimellä käytössään koko verkon informaatio tästä lasketaan hajautetusti tai keskitetysti parhaat reitit monimutkainen algoritmi => paljon laajempi standardi 7.11.2001 22

Linkkitilareititys (Link State Routing) reitittimen tehtävät selvitettävä naapurit ja niiden osoitteet mitattava etäisyys / kustannus naapureihin koottava tietopaketti ko. tiedoista lähetttävä tietopaketti kaikille reitittimille laskettava lyhin reitti kaikkiin muihin reitittimiin kyseessä maailman laajuinen verkko kaikki häiriöt sattuvat joskus ja jossain vikasietoisuus 7.11.2001 23 ongelmia väärin toimiva reititin kertoo vääriä tietoja ei välitä tietopaketteja väärentää tietopaketteja laskee reitit väärin isossa verkossa aina joku toimii väärin tavoitteena rajata ongelmat pienelle alueelle 7.11.2001 24

OSPF (Open Shortest Path First) linkkitilaprotokolla tavoitteet: avoin (eli julkinen) erilaisia eäisyysmittoja dynaaminen algoritmi myös palvelutyyppiin perustava reititys kyettävä kuorman tasoittamiseen ja usean reitin käyttämiseen hierarkkinen reititys suojauspiirteitä myös tunneloinnilla yhdistetyt reitittimet 7.11.2001 25 OSPF:n käyttöalueet: kahden reitittimen välinen kaksipisteyhteys monen reitittimen yleislähetysverkot esim. useimmat lähiverkot (LAN) monen reitittimen verkot, joissa ei ole yleislähetystä useimmat laajaverkot (WAN) 7.11.2001 26

Verkosta tehdään malli (suunnattu verkko) reitittimet ja verkot solmuina, niiden väliset linjat kaarina kaarilla kustannuksina etäisyys, kustannus, luotettavuus multiaccess-verkkoa vastaa oma solmu, josta kustannus reitittimeen on nolla mallilla lasketaan lyhyin reitti kaikkien reititinparien välille eri etäisyysmitoille omat reitit 7.11.2001 27 OSPF:n toiminta reititystietojen vaihto hierarkista reitittimet vaihtavat reititystietoja vain ns. viereisten (adjacent) reitittimien kanssa linkkitilaviestejä säännöllisin väliajoin ja topologian muuttuessa viestit tulvitetaan viestit numeroidaan viestit kuitataan valittu (designed) välittäjäreititin kommunikoi LAN:n tai alueen muiden reitittimien kanssa; kerää tiedot ja välittää ne eteenpäin 7.11.2001 28

OSPF-sanomat hello naapurien selvillesaaminen link state update omien linkkikustannusten lähettäminen link state ack vastaanotettujen linkkikustannusten kuittaus database description tietokannan ajantasaisuuden selvittäminen link state request toisen linkkikustannusten kysyminen 7.11.2001 29 Hierarkkinen reititys reitityksen skaalautuvuus isossa verkossa runsaasti reitittimiä reititystaulut suuria reittien laskeminen raskasta tietopaketit kuluttavat linjakapasiteettia hierarkiaa jaetaan reitittimet ryhmiin autonominen alue (Autonomous systems, AS) kukin reititin tuntee kaikki alueensa sisällä tietää mikä reititin hoitaa liikenteen muihin alueisiin 7.11.2001 30