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routing dinamico in telecomunicazioni...

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ROUTING DINAMICO

Sommario ROUTING DINAMICO............................................................................................................................1 INTRODUZIONE.................................................................................................................................1 SISTEMA AUTONOMO E I.R.A...........................................................................................................1 IDENTIFICATIVI PER SISTEMI AUTONOMI......................................................................................2 METRICA...........................................................................................................................................2 PROTOCOLLI DI ROUTING DINAMICO...............................................................................................2 DISTANCE VECTOR PROTOCOLS (DV)............................................................................................3 LINK-STATE PROTOCOL (LS)...........................................................................................................3

INTRODUZIONE Il routing è una operazione che svolgono i router che consiste nell’instradare i pacchetti sulla route corretta affinché arrivino a destinazione, in particolare nella interfaccia che è stata a loro assegnata. Esistono due tipi di routing: -

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Statico: le route vengono definite manualmente dall’amministratore di rete e di conseguenza non avviene scambio di pacchetti gestionali o di management. Questo tipo di gestione è adatto a reti di piccole dimensioni in cui non avvengono particolari cambiamenti in fatto di dimensione. Dinamico: i router, parte di una area comune, rendono note le proprie route tramite lo scambio di pacchetti gestionali in maniera completamente autonoma. L’advertising nella rete avviene tramite algoritmi che calcolano il percorso migliore in base a larghezza di banda e distanza amministrativa. Sono necessari dispositivi più potenti in quanto ci sono molte operazioni da svolgere, ma la gestione e la organizzazione sono poi autonome.

È importante ricordare che le route statiche vengono anche chiamate route private, mentre le route dinamiche vengono chiamate route pubbliche in quanto sono note a tutti i router circostanti.

SISTEMA AUTONOMO E I.R.A. Quando più router si trovano riuniti sotto un’unica autorità amministrativa si parla di IRA (Internet Routing Architecture). Le IRA sono strutture gerarchiche a due livelli, divise in: -

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Domini (livello interno): la divisione in domini serve a raggruppare diversi router in aree logicamente organizzate in quanto viene utilizzato lo stesso protocollo di routing. In questa area, ogni router avrà la mappatura completa della propria zona. Inter domini (livello esterno): la divisone in inter domini raggruppa tutti i domini e quindi anche i loro punti di interconnessione. Il modo in cui avviene la connessione non è però

documentato in quanto la sua gestione spetta al protocollo di routing utilizzato in quell’area. Il percorso di routing, nelle zone di inter dominio, sarà dato dal numero di domini che un pacchetto dovrà attraversare prima di arrivare a destinazione. Analogamente, un sistema autonomo (AS) è una struttura di rete sotto il controllo di un’unica autorità amministrativa, per la cui gestione vengono utilizzate due suite di protocolli: -

IGP (Internal Gateway Protocol): si occupa della gestione dei router all’interno di un sistema autonomo e di come essi comunicano fra di loro. BGP (Border Gateway Protocol): amministra lo scambio di pacchetti fra un AS e l’altro.

IDENTIFICATIVI PER SISTEMI AUTONOMI Gli ASN (Autonomus System Number) sono numeri di 16 – 32 bit che servono ad identificare in maniera univoca un sistema autonomo. Essi vengono utilizzati dai BGP per identificare un sistema autonomo in una trasmissione fra inter domini. Un ASN può essere pubblico o privato e viene assegnato dallo IANA (Internet Assigned Numbers Authority) che è anche l’ente che si occupa della distribuzione degli indirizzi IP nel mondo.

METRICA I router hanno il compito di stabilire il best path tramite due strumenti: -

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Metrica: è un valore numerico che determina la route migliore fra quelle conosciute dal router. Per ricavare questo numero viene usata la distanza amministrativa (AD), cioè un valore che indica la tipologia di route e serve a discriminare quale protocollo utilizzare; alcuni esempi sono: o AD = 0: route direttamente connessa o AD = 1: route statica/privata o AD > 1: route acquisita dinamicamente Routing update: lo scopo del routing dinamico è di avere una mappatura sempre aggiornata ed affidabile della topologia di rete. È quindi necessario che i router siano costantemente in comunicazione e aggiornamento, e ciò è possibile tramite pacchetti di routing update.

PROTOCOLLI DI ROUTING DINAMICO I protocolli utilizzati variano in base all’ampiezza della rete e al modo in cui l’amministratore decide di gestire lo scambio di informazioni; sono divisi in due categorie: -

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Distance Vector Protocols: i router gestiti con questo tipo di protocollo non conoscono l’intera composizione della rete di cui fanno parte ma soltanto i router a loro adiacenti e il numero di HOP necessari a raggiungere la destinazione in fase di invio di un pacchetto. Link-State Protocols: secondo questo tipo di gestione, i router sono a conoscenza della intera mappatura del sistema autonomo e sono quindi in grado di creare una mappa.

Provvisti di mappa, è per loro più facile determinare il percorso migliore da far intraprendere ad un pacchetto.

DISTANCE VECTOR PROTOCOLS (DV) Questi protocolli prevedono che un router, quando si trova ad inoltrare un pacchetto, invii un messaggio che prende il nome di pacchetto DV a tutti i suoi router adiacenti. Questo pacchetto conterrà due parametri: -

Indirizzo destinatario Distanza: calcolata secondo la metrica del protocollo (hop count, bandwidth, updates…)

L’invio del pacchetto avviene in due momenti: -

Periodicamente: ad intervalli regolari. Al bisogno: quando si verifica un cambiamento nella topologia.

La stima delle distanze avviene tramite l’algoritmo di Bellman-Ford.

RIP - ROUTING INFORMATION PROTOCOL Questo protocollo utilizza una metrica che fa uso dell’Hop count e degli Updates. Le routing tables vengono pubblicate da ciascun router ogni 30 sec e nel momento in cui avviene una modifica alla topologia di rete. In questo modo, a catena, tutti i router saranno a conoscenza di tutte le route presenti nella rete. La sua distanza amministrativa è di 120 e il massimo numero di hop supportati è 15. Ogni destinazione più lontana di 15 hop verrà marcata come irraggiungibile (Destination Unreachable).

RIP vs RIPv2 I due protocolli, uno antenato dell’altro, differiscono per tre caratteristiche principali: -

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Subnet mask: il protocollo RIP ( classful) non prevede l’invio di subnet mask e ciò può causare dei problemi in quanto non vengono riconosciute eventuali sottoreti. Ciò viene risolto nel RIPv2 (classless) in quanto è presente un campo subnet mask. Update: nel protocollo RIP, i routing update vengono condivisi tramite un messaggio di broadcast che va a sovraccaricare la rete e rallentare la convergenza. Una rete convergente è una rete in cui tutte le tabelle di routing sono stabili. Questo problema viene risolto nel RIPv2, in cui viene spedito un messaggio di multicast all’indirizzo 224.0.0.9 Sicurezza: il RIPv2 prevede una autenticazione tramite password in plain-text.

LINK-STATE PROTOCOL (LS) Un protocollo Link-State prevede che il router crei una mappa dell’intero sistema autonomo. Questa mappa prevede l’acquisizione di tutte le reti e le sottoreti presenti tramite l’algoritmo di Dijkstra, ponendo sé stesso come route. In questo tipo di protocolli la rete è convergente poiché le tabelle di routing sono stabili.

OSPF – OPEN SHORTEST PATH FIRST Il protocollo OSPF ha a disposizione la conoscenza dell’intera topologia al fine di elaborare la route più breve su cui instradare il pacchetto. La mappatura avviene tramite la condivisione, da parte di ciascun router, di un Link-State packet, che informa ogni router di tutti i nodi presenti nella rete, partendo dal proprio ambito locale (nodi adiacenti). Questa procedura è anche chiamata LinkState Algorithm (LSA). L’OSPF ha una distanza amministrativa di 90.

ALGORITMO DI DIJKSTRA Questo algoritmo, che sta alla base dei protocolli di tipo Link-State, realizza un database della rete che viene reso noto a tutti i router dell’area. Con l’uso di questo database, ogni nodo costruisce uno spanning tree, ovvero un albero con tutti i cammini presenti al costo minimo.

AREE OSPF E DESIGNATED ROUTER Per evitare un sovraccarico di informazioni, ciascun sistema autonomo è stato diviso in aree. Ogni area può contenere al massimo 50 router, i quali saranno completamente indipendenti dai router delle altre aree. L’esecuzione dell’algoritmo di instradamento sarà quindi interno ad ogni area e i router esterni non ne sapranno nulla. Perché ogni area sia in grado di comunicare con le altre, esistono appositi router “di confine” situati in una backbone area (anche detta area 0) che si occupa dell’instradamento intra-aree. All’interno di ogni area OSPF viene definito un Designated Router (DR) che funge da amministratore di quell’area. Esso è l’unico in grado di spedire update, e questo diminuisce notevolmente il traffico interno. Ogni router mantiene in memoria un Link-State DataBase (LSDB) in cui è presente uno spanning tree in cui il router stesso sarà root. Al momento dell’accensione, ogni router invia un Hello Packet a tutte le connessioni Point-toPoint. A questo pacchetto, ogni router risponderà con il proprio Router ID (il più alto sarà il DR ID). Il tempo massimo di attesa di ogni router è regolato dal Dead Interval (di default 40 sec per connessioni Ethernet). Un pacchetto di Echo è invece utilizzato per calcolare il costo di ogni connessione tramite il tempo necessario per ottenere una risposta da esso. Costo =

100.000 .000 BW dellink

bps

La perfetta conoscenza dei vicini da parte di un router è detta neighbor adjacency....