Il documento esplora l'architettura di Internet e i punti di accesso neutri, evidenziando la gerarchia degli ISP, i sistemi autonomi e i protocolli di routing interni ed esterni. Viene discusso il ruolo degli ISP di livello 1, 2 e 3, oltre a presentare esempi pratici come TOP-IX e i vari tipi di interconnessione. Inoltre, il documento affronta le normative e le organizzazioni che regolano Internet, evidenziando l'importanza della scalabilità, delle prestazioni e della riduzione dei costi nel traffico dati.

1. Architettura Internet Neutral Acces Points Licensed under Creative Commons Attribution 3.0 License http://creativecommons.org/licenses/by/3.0 /

2. http://www.youtube.com/watch?v=a5837LcDHfE

3. Sommario Fondamenti Gerarchia ISP Autonomous Systems Internal Protocols (es OSPF) VS External Protocols (es BGP) Scenario Architettura Internet Globale Enti regolatori (Ripe, etc….) Neutral Access Points Cosa sono Tipologie Esempio pratico: TOP-IX Architettura di rete Operatività

4. Sommario Fondamenti Gerarchia ISP Autonomous Systems Internal Protocols (es OSPF) VS External Protocols (es BGP) Scenario Architettura Internet Globale Enti regolatori (Ripe, etc….) Neutral Access Points Cosa sono Tipologie Esempio pratico: TOP-IX Architettura di rete Operatività

5. Internet ?

6. Internet: rete di reti Architettura gerarchica Al centro: “tier-1” ISPs ( Internet Service Providers e.g., Level3, Sprint, AT&T) “ A network that can reach every other network on the Internet without purchasing IP transit or paying settlements” (Wikipedia) Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP I Tier-1 providers si interconnettono tra loro

7. Internet: rete di reti “ Tier-2” ISPs: più piccoli, a carattere Regionale Si connettono ad uno o più Tier-1: essendo loro Clienti pagano l’IP transit Si connettono ad altri Tier-2 Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP I Tier-2 ISP pagano i tier-1 ISP per la connettività al resto di Internet (IP TRANSIT) I Tier-2 ISPs si interconnettono tra loro

8. Internet: rete di reti “ Tier-3” ISPs Si connettono ad uno o più Tier-2: essendo loro Clienti pagano l’IP transit ISPs locali Ultimo hop (“Accesso”) della rete Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP local ISP local ISP local ISP local ISP local ISP Tier 3 ISP local ISP local ISP local ISP Tier- 3 ISPs sono clienti degli ISP di livello più alto per poter essere connessi al resto di Internet

9. Internet: rete di reti Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP local ISP local ISP local ISP local ISP local ISP Tier 3 ISP local ISP local ISP local ISP

10. Internet Core Today Fonte: Internet Atlas Report http://dpsquare.top-ix.org/group/topixtech

11. Autonomous System La rete di ciascun ISP è associata al cosiddetto Autonomous System Number (ASN) – alcuni ne hanno più di uno IETF document, RFC 4271 “ The classic definition of an Autonomous System is a set of routers under a single technical administration, using an interior gateway protocol (IGP) and common metrics to determine how to route packets within the AS, and using an inter-AS routing protocol to determine how to route packets to other ASs . Since this classic definition was developed, it has become common for a single AS to use several IGPs and sometimes several sets of metrics within an AS. The use of the term Autonomous System here stresses the fact that, even when multiple IGPs and metrics are used, the administration of an AS appears to other ASs to have a single coherent interior routing plan and presents a consistent picture of what destinations are reachable through it .” Fino al 2006 16 bit 65K ASNs Da 64.512 a 64.534 per usi privati Dal 2007 32 bit 4,3B ASNs

12. Internet Routing Protocols Protocolli che specificano come i router comunicano tra loro Scambio di per selezionare il percorso tra due nodi Scelta fatta sulla base di algoritmi specifici Interior Gateway Protocols OSPF (Open Shortest Path First) RIP (Routing Information Protocol) IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) Interdomain Protocols EGP (Exterior Gateway Protocol) BGP (Border Gateway Protocol)

13. Algoritmi utilizzati Link-state routing protocol Basati sull’algoritmo di Dijkstra Ogni nodo ha una copia della “mappa di rete” Vengono propagati in tutta la rete i cambiamenti sui collegamenti Ogni router calcola indipendentemente la miglior via per ogni possibile destinazione di rete “ Each router tells the world about its neighbors”. Esempi: OSPF, IS-IS Distance-vector routing protocols Basati sull’algoritmo “Bellman-Ford” Ogni nodo informa i propri vicini dei cambiamenti di rete periodicamente (Viene inviata tutta la routing table) Ogni nodo aggiorna la tabella di routing “ routing by rumor” Esempi: RIP, BGP, EIGRP

14. CIDR Classless Inter-Domain Routing Nato per sopperire alla carenza di indirizzi Supera il sistema di assegnazione per classi Blocchi A.B.C.D/N A.B.C.D N da 0 a 32 Esempio: 194.8.2.0/24 Corrisponde ad una classe C

15. BGPv4 Con il BGP vengono propagati indirizzi e ASN L’AS Path è utilizzato come metrica di scelta del percorso

16. ASN ufficiale? Unico upstream provider: politiche di routing esatamente analoghe NO ASN Più upstream providers Routing indipendente SI ASN Nessuna preferenza NO AS

17. Sommario Fondamenti Gerarchia ISP Autonomous Systems Internal Protocols (es OSPF) VS External Protocols (es BGP) Scenario Architettura Internet Globale Enti regolatori (Ripe, etc….) Neutral Access Points Cosa sono Tipologie Esempio pratico: TOP-IX Architettura di rete Operatività

18. Global Internet

19. Europa

20. Direttrici di traffico

21. Traffico per paese

22. Organismo che sovraintende allocazione degli indirizzi IP Gestione delle “root zones” per il Domain Name System Delega localmente l’allocazione degli indirizzi IP ai Regional Internet Registries (RIRs) Amministra i contenuti dei root servers in accordo con i gestori dei Top Level Domains (TLDs) Gestita dall’Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) Dipende dall’US Department of Commerce (DoC)!!!! Proposte di scorporo

23. RIRs I membri dei RIRs sono i Local Internet Registry (LIR)… … .ovvero gli ISP

24. Internet Engineering Task Force Organizzazione aperta che sviluppa e promuove standard Internet in collaborazione con altri enti (es W3C) TCP/IP Internet Protocol suite. It is an open standards organization Da chi dipende: Fino agli anni ‘90…..US Government…… Dopo…..indipedente, legata a Internet Society Request for Comments (RFC)

25. Sommario Fondamenti Gerarchia ISP Autonomous Systems Internal Protocols (es OSPF) VS External Protocols (es BGP) Scenario Architettura Internet Globale Enti regolatori (Ripe, etc….) Neutral Access Points Cosa sono Tipologie Esempio pratico: TOP-IX Architettura di rete Operatività

26. Internet Exchange Point Infrastruttura fisica (di livello 2 OSI) che permette agli ISPs di scambiare traffico tra le loro reti tipicamente attraverso accordi di peering Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP IXP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP local ISP local ISP local ISP local ISP local ISP Tier 3 ISP local ISP local ISP local ISP

27. Perché l’IX TIER-2 ISP 1 ISP B ISP C ISP A ISP D ISP customers ISP customers $ Internet exchange TIER-2 ISP 2 $ TIER-2 ISP 1 ISP B ISP C ISP A ISP D $ $ $ ISP customers ISP customers $ TIER-2 ISP 2 VS Riduzione costi di transito Scalabilità della Banda Migliori prestazioni (bassa latenza) TIER-1 ISP TIER-1 ISP

28. Latenza traceroute to www.top-ix.it (194.116.122.2), 30 hops max, 40 byte packets 1 vlan25.har-ley.mur.teaser.net (213.162.50.49) [AS16073] 1.546 ms 1.505 ms 1.451 ms 2 vrrp1.core1-core2.accelance.net (213.162.48.254) [AS16073] 1.912 ms 2.480 ms 3.005 ms 3 ven-1a34-border2-vlan1.rt.accelance.net (213.162.48.248) [AS16073] 1.580 ms 1.566 ms 1.529 ms 4 ven-1a34-border1-vlan1.rt.accelance.net (213.162.48.250) [AS16073] 1.586 ms 1.569 ms 1.686 ms 5 itgate-pub.topix.it (194.116.96.4) [AS25309] 16.392 ms 16.378 ms 16.588 ms 6 if-0-1.jive.edge.TRN.itgate.net (213.254.0.29) [AS12779] 16.561 ms 16.878 ms 16.829 ms 7 topix-itgate.topix.it (194.116.98.10) [AS25309] 16.852 ms 16.847 ms 16.823 ms dns1.topix.it (194.116.122.2) [AS25309] 17.080 ms 17.062 ms 17.024 ms traceroute to www.top-ix.it (194.116.122.2), 30 hops max, 40 byte packets 1 HSIB.home (192.168.1.1) [AS64520/AS28513] 0.897 ms 1.132 ms 2.585 ms 2 193.253.172.8 (193.253.172.8) [AS3215] 43.082 ms * * 3 10.224.48.50 (10.224.48.50) [AS65534] 45.355 ms * * 4 193.252.160.190 (193.252.160.190) [*] 88.950 ms 89.330 ms 89.706 ms 5 193.252.161.186 (193.252.161.186) [*] 62.101 ms 67.613 ms 67.971 ms 6 193.251.129.126 (193.251.129.126) [AS5511] 66.983 ms 193.251.129.114 (193.251.129.114) [AS5511] 47.353 ms 193.251.128.233 (193.251.128.233) [AS5511] 47.221 ms 7 213.206.131.41 (213.206.131.41) [*] 48.277 ms 49.108 ms 50.563 ms 8 217.118.224.34 (217.118.224.34) [*] 51.941 ms 54.048 ms 54.642 ms 9 213.206.129.123 (213.206.129.123) [*] 74.055 ms 74.731 ms 75.622 ms 10 217.147.128.37 (217.147.128.37) [*] 76.973 ms 65.218 ms 66.345 ms 11 217.147.129.54 (217.147.129.54) [*] 68.005 ms 68.705 ms 69.750 ms 12 213.254.0.29 (213.254.0.29) [AS12779] 182.134 ms 182.599 ms 184.828 ms 13 194.116.98.10 (194.116.98.10) [AS25309] 74.959 ms 76.141 ms 77.162 ms 14 194.116.122.2 (194.116.122.2) [AS25309] 79.285 ms 79.970 ms 80.677 ms

29. Tipologie Commerciali VS Non Profit Tra i non profit Associazioni Consorzi Università Centralizzato VS Distribuito Solo ISPs VS Qualunque AS Solo Peering pubblico VS Anche peering privato per TRANSITO Tipologie di accesso Solo Ethernet Anche MPLS, SDH….

30. Centralizzato vs Distribuito IX regionale centralizzato: Tutti i membri connessi ad un’unica location ISP 1 ISP 2 ISP 3 Company A Company B IX $ $ $ $ $

31. Centralizzato vs Distribuito ISP 1 ISP 2 ISP 3 Company A Company B IX geograficamente distribuito: riduce i costi di interconnessione IX $ $ $ $ $

32. Cosa deve avere Infrastruttura L2 OSI (Switch) Proprio AS Set indirizzi IP Propria connettività Internet Peering con i soggetti afferenti Almeno un transito

33. Peering pubblico 1 - VLAN di peering pubblico (IEEE 802.1Q) 2 – Assegnazione Indirizzi IP 3 – Assegnazione DNS 4 – Sessioni BGP ISP 1 ISP 3 ISP 2 ISP 4 IX 194.116.96.60 194.116.96.50 telecom-pub1.topix.it wind.pub.topix.it

34. Transito 1 - VLAN privata (IEEE 802.1Q) 2 – Assegnazione indirizzi IP 3- Assegnazione DNS 4 – Sessione BGP ISP 1 ISP 3 ISP 2 ISP 4 IX 194.116.98.90 194.116.96.60 telecom-pub1.topix.it 194.116.96.50 wind.pub.topix.it 194.116.98.89 telecom-csi.topix.it csi-telecom.topix.it

35. Altri servizi dell’IX Housing per apparati Sito web Informazioni Statistiche Root server Route server Mailing lists Working groups …………

36. Route server Route Server ISP 1 ISP 3 ISP 2 ISP 4 IX

37. Situazione globale https://prefix.pch.net/applications/ixpdir/ Maggiore presenza in EU Contenuti locali Unione Europea Contenere i costi

38. Situazione europea 124 IXPs in Europa (109 nel 2009) 11 DE – 11 nel 2009 10 FR (9 in Paris) – 8 FR (7 in Paris) nel 2009 8 UK (5 in London) - 34 affiliati in Euro-IX Italia Mix NaMeX TOP-IX TIX Minap FVG-IX dal 2010 VSIX dal 2010

39. Andamento traffico

40. Sommario Fondamenti Gerarchia ISP Autonomous Systems Internal Protocols (es OSPF) VS External Protocols (es BGP) Scenario Architettura Internet Globale Enti regolatori (Ripe, etc….) Neutral Access Points Cosa sono Tipologie Esempio pratico: TOP-IX Architettura di rete Operatività

41. TOP-IX

42. IX - Che cosa offre Servizi di Interconnessione Unicast & Multicast IPv4 & IPv6 Accesso da 10 Mbps a 10 Gbps Peering pubblico Peering privato/transito Accesso solo Ethernet F-root & J-Root servers Route Server (Quagga) Sito Web & mailing list

43. Modalità di interconnessione Housing Location Locale tecnico Nodo TOP-IX Locale tecnico Servizio di Housing Router Peering Consorziato INFRASTRUTTURA DEL CONSORZIATO Nodo TOP-IX Raccordo interno Housing Location Sito del consorziato Housing Location Locale tecnico Nodo TOP-IX Locale tecnico Servizio di Housing Router Peering Consorziato Nodo TOP-IX Raccordo interno Housing Location Sito del consorziato Collegamento del consorziato (diretto verso il nodo TOP-IX) Collegamento del consorziato (diretto verso il nodo TOP-IX) backbone backbone INFRASTRUTTURA DEL CONSORZIATO

44. TORINO (Colt) Via Livorno 60 TORINO (Fastweb) Corso Re Umberto 32 TORINO (CSI Piemonte) Corso Unione Sovietica 216 TORINO (Eutelia) Corso Svizzera 185 CUNEO (Provincia di Cuneo) Corso Soleri 2 TORINO (ITGate) Corso Svizzera 185 ASTI (Comune di Asti) Viale Pilone 111 ALESSANDRIA (Provincia di Alessandria) Lungo Tanaro Magenta 7/a PONT SAINT MARTIN (Atos Origin) Viale Carlo Viola 76 AOSTA (Regione Valle d’Aosta) Via Lavoratori Vittime col Du Mont 24 IVREA (Provincia di Torino) Strada Torino 50 BIELLA (Provincia di Biella) Via Quintino Sella, 12 VERCELLI (Provincia di Vercelli) Via San Cristoforo, 3 MILANO (Netscalibur) Via Caldera 21 NOVARA (Comune di Novara) Viale Manzoni, 26 VERBANIA (Tecnoparco) Via dell’Industria 29/1 (retro) FOSSANO (Granda Wireless) Via Andrea Paglieri 25 TORINO (TELECOM) Via Issiglio 90 TORINO (CSP Villa Gualino) Viale Settimio Severo 63

45. 1 Gbps TORINO (Colt) Via Livorno 60 TORINO (CSI Piemonte) Corso Unione Sovietica 216 CUNEO (Provincia di Cuneo) Corso Soleri 2 ASTI (Comune di Asti) Viale Pilone 111 ALESSANDRIA (Provincia di Alessandria) Lungo Tanaro Magenta 7/a IVREA (Provincia di Torino) Strada Torino 50 BIELLA (Provincia di Biella) Via Quintino Sella, 12 VERCELLI (Provincia di Vercelli) Via San Cristoforo, 3 MILANO (Netscalibur) Via Caldera 21 NOVARA (Comune di Novara) Viale Manzoni, 26 VERBANIA (Tecnoparco) Via dell’Industria 29/1 (retro) TORINO (ITGate) Corso Svizzera 185 10 Gbps 10 Gbps 10 Gbps DWDM SDH 1 Gbps 1 Gbps λ 10 Gbps DWDM λ 10 Gbps DWDM (SDH) 1 Gbps 1 Gbps DWDM SDH 1 Gbps DWDM SDH DWDM SDH 1 Gbps DWDM SDH DWDM SDH DWDM SDH 1 Gbps 1 Gbps TORINO (Fastweb) Corso Re Umberto 32 DWDM SDH 10 Gbps 1 Gbps 1 Gbps TORINO (Eutelia) Corso Svizzera 185 1 Gbps DWDM SDH PONT SAINT MARTIN (Atos Origin) Viale Carlo Viola 76 1 Gbps AOSTA (Regione Valle d’Aosta) Via Lavoratori Vittime col Du Mont 24 1 Gbps 1 Gbps 1 Gbps 1 Gbps 1 Gbps λ 10 Gbps DWDM λ 10 Gbps DWDM (SDH) λ 2,5 Gbps DWDM (SDH) λ 10 Gbps DWDM λ 2,5 Gbps DWDM (SDH) λ 2,5 Gbps DWDM (SDH) λ 2,5 Gbps DWDM (SDH) λ 10 Gbps DWDM λ 10 Gbps DWDM (SDH) λ 10 Gbps DWDM λ 10 Gbps DWDM (SDH) Catalyst 3750G Catalyst 3750G Catalyst 3750G Catalyst 3750G Catalyst 3750G Catalyst 3750G Catalyst 3750G Catalyst 3750G Catalyst 3750G Catalyst 3750E Catalyst 3750E Catalyst 3750E Catalyst 3750E Catalyst 3750E Catalyst 3750E (24) Catalyst 3750E Catalyst 3750E Catalyst 3750E 1 Gbps FOSSANO (Granda Wireless) Via Andrea Paglieri 25 Catalyst 3750G NETSCREEN Firewall Catalyst 3750 Catalyst 2960 Catalyst 3750E Catalyst 2960 Catalyst 2960 Catalyst 2960 10 Gbps 1 Gbps Cisco Catalyst 6509 TOPITGATE2 FORCE10 TOPTELECOM 10 Gbps TORINO (Telecom Italia) Via Issiglio 90 DWDM SDH Cisco Catalyst 6509 TOPCSI2 DWDM SDH Cisco Catalyst 6509 TOPENVI2 Catalyst 3750E TORINO (CSP Villa Gualino) Viale Settimio Severo 63 Catalyst 3750G λ 10 Gbps DWDM (TO-MI / Sud) λ 10 Gbps DWDM (TO-MI / Nord) 1 Gbps 1 Gbps Cisco Catalyst 4506 VdA Cisco Catalyst 4507R VdA Cisco Catalyst 4506 VdA Cisco Catalyst 4507R VdA 7206 7204

46. TORINO (ITGate) Corso Svizzera 185 TO3 TO4 VC BI TO3 FOS AT AL MI NO VB TO6 TO5 TO1 TO2 IV AO PSM BI NO VC VB AT AL TO4 CN IV CN TORINO (Colt) Via Livorno 60 TORINO (Fastweb) Corso Re Umberto 32 TORINO (CSI Piemonte) Corso Unione Sovietica 216 TORINO (Eutelia) Corso Svizzera 185 TORINO (TELECOM) Via Issiglio 90 CUNEO (Provincia di Cuneo) Corso Soleri 2 ASTI (Comune di Asti) Viale Pilone 111 ALESSANDRIA (Provincia di Alessandria) Lungo Tanaro Magenta 7/a MILANO (Netscalibur) Via Caldera 21 FOSSANO (Granda Wireless) Via Andrea Paglieri 25 IVREA (Provincia di Torino) Strada Torino 50 BIELLA (Provincia di Biella) Via Quintino Sella, 12 VERCELLI (Provincia di Vercelli) Via San Cristoforo, 3 NOVARA (Comune di Novara) Viale Manzoni, 26 VERBANIA (Tecnoparco) Via dell’Industria 29/1 (retro) PONT SAINT MARTIN (Atos Origin) Viale Carlo Viola 76 AOSTA (Centro Sviluppo) Via Lavoratori Vittime col Du Mont 24 TO7 TORINO (CSP – Villa Gualino) Viale Settimio Severo 63

47. TOP-IX & Lyonix Q-in-Q layer2 connection Starting at 100 Mbps Expandable to 1 Gbps L2 Ethernet Consorziato 1 Membre 1 Membre N ConsorziatoN

48. Nodo periferico SERVER DWDM Backbone NODO DWDM / SDH Est Ovest DWDM Backbone SWITCH LAYER 2,3 10GBASE-LR 10GBASE-LR 10/100/1000baseT 10/100/1000baseT UTP SERVER Link TELCO Housing location IDC distribuito λ 10 Gbps DWDM λ 10 Gbps DWDM WI-PIE Sito di transito (PoP) λ 10 Gbps DWDM (SDH) λ 10 Gbps DWDM (SDH) WS-C3750G-16TD-E WS-C3750G-16TD-E Internet Exchange Apparati P.A. SWITCH LAYER 2 WS-C3750G-24TS-E1U 1000BASE-SX Link TELCO

49. Traffico

50. GRAZIE per l’attenzione [email_address] www.top-ix.org