Charla routers jmcruz2012

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Presentación sobre "Routers comerciales y alternativas opensource / Hardware" para virtualizar routers.

Material cedido a la rama de estudiantes del IEEE de Málaga por Jesus M. Cruz. De acceso público.

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http://www.lcc.uma.es/contenidos/informacion_personal.action?id=25

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Charla routers jmcruz2012

  1. 1. Routers comerciales yalternativas open software y open hardware Jesús Martínez Cruz Área de Ingeniería Telemática Universidad de Málaga
  2. 2. Contenidos Presentación de un router Routers comerciales Routers software de código abierto o XORP o Vyatta Redes caseras: virtualización de routers o Dynamips/Dynagen/GNS3 Routers de hardware abierto o NetFPGA o OpenFlow
  3. 3. Lo básico: el modelo OSI. Niveles, interfaces yprotocolos 3
  4. 4. 4
  5. 5. Misión del router IP1. Recibe una trama destinada a su dirección física (ejemplo MAC), pero con una IP distinta a la suya2. Inspecciona la tabla de encaminamiento para determinar por dónde enviar el datagrama3. Modifica la dirección MAC origen de la trama, eliminando la original del emisor y reemplazándola por la MAC del interfaz de salida del router4. Modifica la dirección MAC destino de la trama, insertando la dirección MAC del próximo nodo de salto5. Decrementa en 1 el campo TTL de la cabecera IP6. Recalcula los checksums del datagrama IP y de la trama de nivel dos (en este orden)7. Coloca la trama en la cola del interfaz de salida correspondiente 5
  6. 6. Enrutamiento La tabla de encaminamiento se compone de una serie de entradas de la siguiente forma: RED MÁSCARA PASARELA INTERFACE 172.16.14.32 255.255.255.224 172.16.14.133 le1 Existe una opción de Red por defecto (default) que se elige en el caso de que no cumpla ninguna de las demás entradas. Cuando el acceso es a la misma subred se pone en la pasarela el valor “directo” 6
  7. 7. ¿Quién gestiona las tablas? El administrador de forma manual De forma distribuida utilizando protocolos de encaminamiento o Cada interred se trata como un sistema autónomo (AS) con sus propios algoritmos de encaminamiento y autoridad gestora o Por eso se distingue entre encaminamiento interior y exterior: • IGP (Interior Gateway Protocol) funciona en un AS • EGP (Exterior Gateway Protocol) funciona entre varios AS 7
  8. 8. Sistemas autónomos 3c 3a 2c3b 2a AS3 2b 1c 1a AS2 1b AS1 1d La tabla de Intra-AS Routing Inter-AS Routing encaminamiento se algorithm algorithm configura teniendo Forwarding en cuenta la table información de los protocolos intra- e inter-SA
  9. 9. Los routers reales...No solo trabajan anivel 3 (IP) o NAT/NAT de puertos o DHCP o Protocolos de encaminamiento o Configuración web o ...
  10. 10. Velocidad, velocidad, velocidad... Routers troncales: enlaces de 2,5 Gbps con paquetes de 256 bits -> ~1.000.000 de busquedas por segundo!!! Estructura de la tabla como árbol para facilitar las búsquedas en función de la IP destino (múltiples optimizaciones propuestas y estructuras de datos) Ayuda tener cachés (de consultas frecuentes) Ayuda tener la tabla en cada puerto de entrada (si se pasan a un procesador central puede haber cuello de botella)
  11. 11. Routers comerciales
  12. 12. Terminología común IOS: Internetwork operating system (imágenes o firmware del router) CLI: Command line interpreter (comandos de consola de configuración del router)
  13. 13. Componentes de un router CPU RAM NVRAM (ficheros de configuración de arranque) Flash (IOS y ficheros de backup) DISIPADORES ROM (BIOS) Consola (interfaz de administración) Interfaces (puertos de comunicaciones) ALIMENTACIÓN REDUNDANTE(5,6): PERFORMANCE ROUTER ENGINE
  14. 14. Secuencia de arranque del router
  15. 15. Actores relevantes: CISCO Y sus certificaciones... CCNA (asociado), CCNP (profesional), CCIE (experto) En distintos tracks
  16. 16. Y el resto de actores (antes) ...
  17. 17. Parte del Máster en Telemática y Redes de Telecomunicaciónclientes: VPN INTERNETcon contivitypara acceso remoto IP publica router contivity IP privada Servidores Web routers core (fam.8600) familia 5500 switch/routers acceso Red corporativa
  18. 18. Routers software de código abierto
  19. 19. Procesado de tablas con demonios Unix Se gestionan a nivel de aplicación mediante procesos demonio: o routed para IGPs (RIP) o gated para IGPs y EGPs (RIP, OSPF, BGP) o zebra/quagga (interfaz de comando similar a un CLI) Se utiliza UDP para los paquetes RIP y TCP para BGP Network Layer
  20. 20. El primer router modular: Click Eddie Kohler. Ph.D. thesis, MIT, November 2000
  21. 21. Click! C/C++, licencia MIT/BSD Módulo de kernel de linux y FreeBSD con optimizaciones http://read.cs.ucla.edu/click/elementsThroughput:456.000 p/s con ochotarjetas fast etherneten un Pentium III 700 MHz
  22. 22. Modulos en click: router IP
  23. 23. XORP
  24. 24. XORP El CLI es el proceso xorpshLos módulos son procesosque exponen unos interfacesaccesibles con eventos remotos(no bloqueantes,asíncronos)
  25. 25. VyattaConjunto de herramientas: quagga, openvpn, CLI...
  26. 26. Vyatta ?
  27. 27. OpenWrt Linux orientado a dispositivos empotrados tipo router doméstico
  28. 28. Redes caseras: virtualización de routersPinturas de Karin Jurick
  29. 29. En qué consiste la virtualización
  30. 30. Virtualización: tipos Emulación de hardware: Se basa en crear máquinas virtuales que emulan el hardware de una o varias plataformas. Es la más costosa y menos eficiente, ya que obliga a simular completamente el comportamiento de la plaforma hardware a emular. Virtualización de sistema operativo: Basada en que el kernel del sistema operativo realiza la ejecución de una única instancia del sistema operativo invitado. Los distintos procesos de cada sistema operativo virtual se ejecutarán de forma aislada. Paravirtualización: Los sistemas operativos invitados están modificados para ejecutarse en el hipervisor. Virtualization total: El sistema operativo invitado se ejecuta sobre el sistema operativo nativo, que actúa como hipervisor.
  31. 31. Software de virtualización VMware Workstation, Server XenServer Microsoft Virtual PC Windows Server 2008 R2 Hyper-V Oracle VirtualBox Parallels Desktop Mac-on-Linux Win4BSD Win4Lin Pro Qemu/KVM (optimización para Linux invitados)
  32. 32. Routers virtuales Si el firmware del router se ejecuta sobre una plataforma estándar se puede virtualizar o XORP, Vyatta, OpenWrt o Son routers software (para redes pequeñas de prestaciones bajas o medias) En otro caso, re requieren emuladores especiales como hypervisores o Dynamips para Cisco y Juniper
  33. 33. Dynamips/Dynagen/GNS3 Dynamips es un emulador de routers Cisco que necesita ejecutar IOS Dynagen es un back-end en modo consola para crear y gestionar topologías de routers emulados con Dynamips GNS3 es un entorno gráfico que realiza las labores de Dynagen
  34. 34. GNS3
  35. 35. Integración con otros routers software A través de Qemu Se conectan a GNS3 a través de interfaces TUN/TAP
  36. 36. Otros entornos de laboratorio conrouters virtuales Utilizado en el DIT de la UPM Arquitectura para gestionar múltiples máquinas linux en red o Configuración con XML (topología y comandos) o Máquinas virtuales basadas en UML o Muy flexible! o 100% código abierto
  37. 37. Routers de hardware abierto Más eficientes que los routers software Permiten ser reprogramados (mediante fpgas) NetFPGA o (Stanford)
  38. 38. OpenFlow (switching abierto) Controller OpenFlow Switch PC sw Secure Channel hw Flow Table
  39. 39. ¡Gracias!Jesús Martínez Cruz jmcruz@lcc.uma.es

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