Routing dinamico

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Una presentazione che cerca di rendere comprensibile ai miei studenti l'ostico aspetto del routing dinamico.

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Routing dinamico

  1. 1. Routing Dinamico
  2. 2. Di cosa parlemo?Caratteristiche del routingDifferenze tra IGP e EGPAlgoritmi base di routingImplementazioni Prof. Marcello Missiroli
  3. 3. Caratteristiche del routingOttimizzazione Deve a scegliere la strada migliore. La strada dipende dalla metrica (unità di misura per calcolare la lunghezza del percorso).Semplicità Minimizzare uso delle risorse hw e sw.Robustezza a fronte di guasti hardware, alto traffico, lalgoritmo deve continuare a lavorare.Rapidita di convergenzaFlessibilitàImparziailtà * Prof. Marcello Missiroli
  4. 4. Classificazioni del routingStatico o DinamicoPercorso singolo o multiploGerarchici (divisione in zone, dominii o AS9Tipo di algoritmoTipo di Metrica (Hops o Cost) Prof. Marcello Missiroli
  5. 5. Il routing staticoRichiede intervento umanoAccettabile solo in reti elementariNo fault tolerance Prof. Marcello Missiroli
  6. 6. Il routing dinamicoIl routing dinamico usa protocolli che gli permette di scambiare dati aggiornati sullo stato della reteSulla base di questi dati, calcola la strada migliore per raggiungere la destinazionePermette ai routers di adattarsi rapidamente alle modifiche della topologia della reteMolto scalabile (al contrario del routing statico) Prof. Marcello Missiroli
  7. 7. PProtocolli di routingI protocolli di routing dinamico usano vari meccanismi per distribuire le informazioni sullo stato della rete.Fatto questo, è possibile calcolare I percorsi tra due punti qualunque della rete.Gli algoritmi fanno riferimento ad una branca della matematica nota come “Teoria dei Grafi”.Non è semplice.Proprio no. Prof. Marcello Missiroli
  8. 8. PProtocolli di routingLe varie reti e nodi che fanno parte di una organizzazione sono raggruppate in entità chiamate Sistemi AutonomiDefinizione formale: “un sistema autonomo (Autonomous System, AS), in riferimento ai protocolli di routing, è un gruppo di router e reti sotto il controllo di una singola e ben definita autorità amministrativa”I protocolli usati allinterno di un dato AS vengono definiti IGP (Interior Gateway Protocols)I protocolli che collegano diversi AS (si dicono invece EGP (Exterior Gateway Protocols) Prof. Marcello Missiroli
  9. 9. PIGPGli IGP distribuiscono solo dati relativi allorganizzazione, nulla dellambiente esternoDevono adattarsi rapidamente agli errori e alle modifiche della reteTipicamente calcolano il percorso più breve tra due punti (di solito utilizzando la somma dei costi di ogni percorso)Esempi: RIP, IS-IS, OSPF Prof. Marcello Missiroli
  10. 10. PIGP – Distance VectorPer I protocolli IGP si usano di solito due tipi di algoritmi: Distance vector e Link StateDistance vector Metafora: Chiamate un amico e gli chiedete di passare il messaggio a un altro amico. Chiamato anche “Routing per pettegolezzo”! Basato sullalgoritmo di Bellman-Ford Poco overhead Soggetto a incertezze e variabilità Non vedono lintera rete, ma si basano sulle informazioni ricevute dai vicini. Soggetto a “routing loops” e “count to infinity” Prof. Marcello Missiroli
  11. 11. IGP – Distance Vector TABELLA DI A DEST NEXT C C C B 2 D B 2A B “Manda a me I pacchetti per raggiungere C e D” D Prof. Marcello Missiroli
  12. 12. PIGP – Link StateLink State Metafora: Chiamate tutti gli amici che conoscete e date a tutti lo stesso messaggio. Rimuove lincertezza, al prezzo di elevato Overhead Ogni router ha una visione completa della rete Converge rapidamente a uno stato stabile Prof. Marcello Missiroli
  13. 13. IGP – Link State DATABASE A B Esempio B B A C B D C B C D B “Io sono connesso a B D BA B “Io sono connesso a C e D” D “Io sono connesso a B Prof. Marcello Missiroli
  14. 14. EsempiEsempiVediamo ora due simulazioni di RoutingUna piccola rete di soli 4 router. Si suppone che il costo da un router allaltro sia 1 (molto spesso non è così, e non è neppure un costo simmetrico)Simuliamo di accendere I router, per cui allinizio non hanno alcuna idea di come sia strutturata la rete. Prof. Marcello Missiroli
  15. 15. Cold Start – Distance Vectorv A B 1 3 2 4 D C Prof. Marcello Missiroli
  16. 16. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0 v A B 1 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C Prof. Marcello Missiroli
  17. 17. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0 v A B 1 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C Prof. Marcello Missiroli
  18. 18. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0 v A B A 1 1 1 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D CA 3 1 Prof. Marcello Missiroli
  19. 19. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0 v A B A 1 1 1 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D CA 3 1 Prof. Marcello Missiroli
  20. 20. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1 1 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 1A 3 1 Prof. Marcello Missiroli
  21. 21. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1 1 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 1A 3 1 Prof. Marcello Missiroli
  22. 22. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 1A 3 1 B 2 1 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  23. 23. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 1A 3 1 B 2 1 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  24. 24. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 1A 3 1C 4 1 B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  25. 25. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 1A 3 1C 4 1 B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  26. 26. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 1A 3 1C 4 1 B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  27. 27. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 1A 3 1C 4 1 B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  28. 28. Gestire i problemiOra la rete ha assunto una configurazione stabileVediamo che accade se un nodo diventa indisponibile Prof. Marcello Missiroli
  29. 29. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 1A 3 1C 4 1 B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  30. 30. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 ∞ B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  31. 31. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 ∞ B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  32. 32. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 ∞ D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 ∞ B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  33. 33. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 ∞ D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 ∞ B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  34. 34. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 ∞ D 2 ∞ 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 ∞ B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  35. 35. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 ∞ D 2 ∞ 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 ∞ B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  36. 36. DEST LINK C DEST LINK CA* Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 ∞ 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 ∞ B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  37. 37. DEST LINK C DEST LINK CA* Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 ∞ 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 ∞ B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  38. 38. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 3 B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  39. 39. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 ∞A 3 1C 4 3 B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  40. 40. DEST LINK C DEST LINK CA Loc 0 B Loc 0D v 3 1 A B A 1 1B 1 1 1 C 2 1C 3 2 D 2 2 3 2DEST LINK C DEST LINK CD Loc 0 4 C Loc 0 D C D 4 3A 3 1C 4 3 B 2 1B 4 2 A 2 2 Prof. Marcello Missiroli
  41. 41. Link StateEsempiIn questo caso mostreremo solo il database presente in un nodo (gli altri sono una replica di quello) Prof. Marcello Missiroli
  42. 42. A B 1Da A Link Costo 3 2 4 D C Prof. Marcello Missiroli
  43. 43. A B 1Da A Link CostoA B 1 1A D 3 1 3 2 4 D C Prof. Marcello Missiroli
  44. 44. A B 1Da A Link CostoA B 1 1A D 3 1 3 2 4 D C Prof. Marcello Missiroli
  45. 45. A B 1Da A Link CostoA B 1 1A D 3 1B A 1 1 3 2B C 2 1 4 D C Prof. Marcello Missiroli
  46. 46. A B 1Da A Link CostoA B 1 1A D 3 1B A 1 1 3 2B C 2 1 4 D C Prof. Marcello Missiroli
  47. 47. A B 1Da A Link CostoA B 1 1A D 3 1B A 1 1 3 2B C 2 1C B 2 1C D 4 1 4 D C Prof. Marcello Missiroli
  48. 48. A B 1Da A Link CostoA B 1 1A D 3 1B A 1 1 3 2B C 2 1C B 2 1C D 4 1 4 D C Prof. Marcello Missiroli
  49. 49. A B 1Da A Link CostoA B 1 1A D 3 1B A 1 1 3 2B C 2 1C B 2 1C D 4 1 4D A 3 1 D CD C 4 1 Prof. Marcello Missiroli
  50. 50. Gestire i problemiPer gestire I problemi come la caduta di una connessione è necessario un campo in più, solitamente un timestamp o un contatore progressivo.Quando il router riceve un messaggio se il timestamp del database e minore del timestamp del messaggio, rimpiazza il record con il nuovo valore e diffonde il messaggio. se il timestamp del database e maggiore trasmette il valore del database in un nuovo messaggio, attraverso linterfaccia di arrivo. se sono uguali, non fa nulla Prof. Marcello Missiroli
  51. 51. A B 1Da A Link Costo CountA B 1 1 1A D 3 1 1B A 1 1 1 3 2B C 2 1 1C B 2 1 1C D 4 1 1 4D A 3 1 1 D CD C 4 1 1 Prof. Marcello Missiroli
  52. 52. A B 1Da A Link Costo CountA B 1 1 1A D 3 1 1 count=2B A 1 1 1 3 2B C 2 1 1C B 2 1 1C D 4 1 1 4D A 3 1 1 D CD C 4 1 1 Prof. Marcello Missiroli
  53. 53. A B 1Da A Link Costo CountA B 1 1 1A D 3 1 1B A 1 1 1 3 2B C 2 1 1C B 2 1 1C D 4 1 1 4D A 3 1 1 D CD C 4 ∞ 2 Prof. Marcello Missiroli
  54. 54. A B 1Da A Link Costo CountA B 1 1 1A D 3 1 1 count=1B A 1 1 1 3 2B C 2 1 1C B 2 1 1C D 4 1 1 4D A 3 1 1 D CD C 4 ∞ 2 Prof. Marcello Missiroli
  55. 55. A B 1Da A Link Costo CountA B 1 1 1A D 3 1 1 Obsoleto, InviaB A 1 1 1 3 aggiornamento 2B C 2 1 1C B 2 1 1C D 4 1 1 4D A 3 1 1 D CD C 4 ∞ 2 Prof. Marcello Missiroli
  56. 56. A B 1Da A Link Costo CountA B 1 1 1A D 3 1 1 count=2B A 1 1 1 3 2B C 2 1 1C B 2 1 1C D 4 1 1 4D A 3 1 1 D CD C 4 ∞ 2 Prof. Marcello Missiroli
  57. 57. Protocolli reali: RIPE il protocollo più semplice e diffusoUsa lalgoritmo Distance VectorEsite in due versioni: RIP-1 (classful) e RIP-2 (classless)La metrica è numero dei salti (15 salti è il massimo, 16 è considerato “infinito”)I pacchetti RIP sono impacchettati dentro normali pacchetti IP e UDP (porta 520)Aggiornato via broadcast ogni 30 secondi. 3 minuti di inattività la distanza è fissata allinfinito Prof. Marcello Missiroli
  58. 58. Protocolli reali: OSPFAcronimo di Open Shortest Path FirstBasato su Link State database distribuito procedura di flooding definizione di adjacency records speciali per routes esterne. Prof. Marcello Missiroli
  59. 59. Protocolli reali: OSPF(2)Utilizza il concetto di gerarchiaGarantisce un basso utilizzo di CPU e memoria.Utilizzato su Internet.Raccomandato dalla IAB in sostituzione di RIP.Progettato per : Separare hosts e routers Utilizzo su reti broadcast (Ethernet, Token Ring o FDDI) Utilizzo su reti non broadcast X.25 o ATM Suddividere grandi reti in aree Prof. Marcello Missiroli
  60. 60. Protocolli EsterniIn questo caso, la politica di routing permette di riunire le informazioniPermette una maggiore scalabilità, perché le tabelle di routing risultano ridotte.Permette inoltre di scegliere la strada migliore basandosi su molti aspetti (spesso non del tutto imparziali) Prof. Marcello Missiroli
  61. 61. Protocolli Reali: EGPIl primo protocollo usato in questo aspetto fu Exterior Gateway Protocol (EGP) v3, ideato nell1982Permetteva il controllo polucy-based, ma Soggetto a routing loop Non supportava CIDRORA E CONSIDERATO OBSOLETO Prof. Marcello Missiroli
  62. 62. Protocolli Reali: BGPSuccessore di EGPConnessione affidabile i router adiacenti comunicano attraverso una connessione di livello trasporto (TCP), che ne garantisce laffidabilita.Protocollo Path Vector Variante del Distance vector: per ogni destinazione IP è fornita la sequenza di (AS) da attraversare; inoltre, elimona il proil problema del conteggio a infinito. Prof. Marcello Missiroli
  63. 63. Protocolli Reali: BGP (2)Destinazioni IP sono espresse tramite prefissi di indirizzo (CIDR) I router possono aggregare le informazioni di routing ricevute prima di propagarle diminuzione del traffico di routing diminuzione delle dimensioni delle basi dati nei router.Decision Process Ogni router ha un algoritmo per fare una classifica dei percorsi alternativi. Prof. Marcello Missiroli
  64. 64. Riferimentihttp://netgroup-serv.polito.it/nettuno/di Stefano Barberis(Stefano.Barberis@venaria.marelli.it)http://www.slideshare.net/sfouant/ip-routing-tutorial-2495478 (IP RoutingTutorial, di Stefan Fouant)Reti di Calcolatori (A. Tanenbaum) Prof. Marcello Missiroli
  65. 65. LicenzaProf. Marcello Missiroli(prof.missiroli@gmail.com)You are free: to Share — to copy, distribute and transmit the work to Remix — to adapt the work to make commercial use of the workUnder the following conditions: Attribution — You must attribute the work in the manner specified by the author or licensor (but not in any way that suggests that they endorse you or your use of the work). Share Alike — If you alter, transform, or build upon this work, you may distribute the resulting work only under the same or similar license to this one. Prof. Marcello Missiroli

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