ιαδίκτυα & Ενδοδίκτυα Η/Υ

Transcript

1 ιαδίκτυα & Ενδοδίκτυα Η/Υ ΙΑ ΙΚΤΥΑΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ (Kεφ. 16) ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗΣ Αυτόνοµα Συστήµατα Πρωτόκολλο Συνοριακών Πυλών OSPF ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ (ISA) Κίνηση ιαδικτύου Προσέγγιση ΙSΑ Συστατικά ΙSΑ Υπηρεσίες ΙSΑ Πειθαρχία Ουράς Αναµονή Βιβλίο Μαθήµατος: Επικοινωνίες Υπολογιστών & εδοµένων, William Stallings, 6/e, ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 1

2 ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗΣ Λαµβάνοντας υπόψη τη λειτουργία της δροµολόγησης είναι σηµαντικό να διακρίνουµε δύο έννοιες: Πληροφορία δροµολόγησης για την τοπολογία και τις καθυστερήσεις του διαδικτύου Αλγόριθµος δροµολόγησης χρησιµοποιείται για την λήψη µίας απόφασης δροµολόγησης βάσει της τρέχουσας πληροφορίας δροµολόγησης ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 2

3 Αυτόνοµα Συστήµατα (AS) Ένα αυτόνοµo σύστηµα παρουσιάζει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Αποτελείται από µία οµάδα δροµολογητών που ανταλλάσσουν πληροφορία διαµέσου ενός κοινού πρωτοκόλλου δροµολόγησης Είναι ένα σύνολο από δροµολογητές και δίκτυα που διαχειρίζονται από ένα µοναδικό οργανισµό Ένα AS είναι συνδεδεµένο έτσι ώστε να υπάρχει µία διαδροµή µεταξύ οποιουδήποτε ζεύγους κόµβων ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 3

4 Πρωτόκολλο Εσωτερικού ροµολογητή (IRP) Μεταβιβάζει πληροφορία δροµολόγησης µεταξύ των δροµολογητών ενός AS Υπάρχει περίπτωση ένα διαδίκτυο να κατασκευαστεί µε περισσότερα από ένα AS Οι αλγόριθµοι δροµολόγησης και οι πίνακες δροµολόγησης µπορεί να διαφέρουν σε διαφορετικά AS Οι δροµολογητές ενός AS χρειάζονται τουλάχιστον ένα ελάχιστο επίπεδο πληροφορίας που αφορά τα δίκτυα που είναι εκτός του συγκεκριµένου AS Το πρωτόκολλο που χρησιµοποιείται αναφέρεται ως πρωτόκολλο εξωτερικής δροµολόγησης (ERP ή BGP) Ένα IRP χρειάζεται ένα αρκετά λεπτοµερές µοντέλο της διασύνδεσης των δροµολογητών εντός του AS για να υπολογίσει τη διαδροµή ελαχίστου κόστους Ένα ERP υποστηρίζει την ανταλλαγή περιληπτικής πληροφορίας διαθεσιµότητας µεταξύ χωριστά διαχειριζόµενων ASs ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 4

5 Εφαρµογή Πρωτοκόλλων Εξωτερικής και Εσωτερικής ροµολόγησης ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 5

6 Πρωτόκολλο Συνοριακών Πυλών (BGP) Αναπτύχθηκε για χρήση στη συνένωση διαδικτύων που χρησιµοποιούν το µοντέλο TCP/IP Συνήθως αναφέρεται ως Πρωτόκολλο Εξωτερικών Πυλών (Exterior Gateway Protocol - EGP) του ιαδικτύου Το πρωτόκολλο λειτουργεί µε µηνύµατα τα οποία αποστέλλονται µε συνδέσεις TCP: Έναρξη Ενηµέρωση Παραµένω Ενεργός Ειδοποίηση ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 6

7 BGP Λειτουργικές ιαδικασίες Στο BGP εµπλέκονται τρεις λειτουργικές διαδικασίες Απόκτηση γείτονα Όταν δύο γειτνιάζοντες δροµολογητές σε διαφορετικά αυτόνοµα συστήµατα συµφωνήσουν να ανταλλάσσουν τακτικά πληροφορία δροµολόγησης ιατήρηση γείτονα Οι δύο δροµολογητές εκδίδουν περιοδικά ο ένας στον άλλον µηνύµατα Παραµένω Ενεργός Προσέγγιση δικτύου Κάθε δροµολογητής διατηρεί µία βάση δεδοµένων των δικτύων και µπορεί να σχηµατίσει την προτιµότερη διαδροµή για προσέγγιση του κάθε δικτύου ξεχωριστά ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 7

8 Μορφές Μηνυµάτων BGP ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 8

9 BGP ιαδικασία «Απόκτηση γείτονα» Για να αποκτηθεί ένας γείτονας ένας δροµολογητής ενεργεί ως εξής: Ανοίγει πρώτα µία σύνδεση TCP προς το γειτονικό δροµολογητή που ενδιαφέρεται Στέλνει ένα µήνυµα Έναρξη Περιλαµβάνει µία παράµετρο Χρόνος Κατοχής (Hold Timer) Εάν ο παραλήπτης είναι προετοιµασµένος να ανοίξει µια σχέση γειτνίασης, υπολογίζει µία τιµή του Χρόνου Κατοχής που είναι το ελάχιστο του δικού του Χρόνου Κατοχής και του Χρόνου Κατοχής στο µήνυµα Έναρξη Η υπολογιζόµενη τιµή είναι ο µέγιστος αριθµός δευτερολέπτων που µπορεί να παρέλθουν µεταξύ µηνυµάτων Παραµένω Ενεργός και/ή Ενηµέρωση από τον αποστολέα ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 9

10 Τύποι Μηνυµάτων Παραµένω Ενεργός Κάθε δροµολογητής εκδίδει αυτό το µήνυµα σε καθέναν από τους οµότιµούς του αρκετά συχνά για να εµποδίσει να εκπνεύσει ο Χρόνος Κατοχής Ενηµέρωση Πληροφορία για µία µοναδική διαδροµή διαµέσου του διαδικτύου Λίστα από διαδροµές που αποσύρονται Η πληροφορία για µία απλή διαδροµή διαµέσου του δικτύου περιλαµβάνει τρία πεδία: το πεδίο Πληροφορία Προσέγγισης Στρώµατος ικτύου (Network Layer Reachability Information - NLRI) το πεδίο Μήκος Χαρακτηριστικών Συνολικής ιαδροµής (Total Path Attributes Length) το πεδίο Χαρακτηριστικά ιαδροµής (Path Attribute). ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 10

11 Πεδίο «Χαρακτηριστικά ιαδροµής» Το πεδίο Χαρακτηριστικά ιαδροµής περιέχει µία λίστα χαρακτηριστικών που σχετίζονται µε τη συγκεκριµένη διαδροµή Προέλευση (εάν αυτή η πληροφορία παράχθηκε από IGP ή EGP) ιαδροµή_as (ένας κατάλογος των αυτόνοµων συστηµάτων που διασχίζονται από αυτή τη διαδροµή) Επόµενο_Άλµα (ή διεύθυνση IP του συνοριακού δροµολογητή) ιευκρινιστής_πολλαπλών_εξόδων (χρησιµοποιείται για τη µετάδοση πληροφορίας εσωτερικών διαδρόµων σε ένα AS) Τοπικές_Προτιµήσεις (χρησιµοποιείται από ένα δροµολογητή για να πληροφορήσει άλλους δροµολογητές εντός του ίδιου AS για την προτίµησή του για µία συγκεκριµένη διαδροµή) Ατοµικό_Άθροισµα, Αθροιστής (οι διευθύνσεις διαδικτύου οργανώνονται ιεραρχικά ή ως ένα δένδρο µε σκοπό να µειώσουµε το ποσό της χρειαζούµενης πληροφορίας) ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 11

12 Χρήσεις των ιαδροµή_as και Επόµενο_Άλµα ιαδροµή_as Επιτρέπει σε ένα δροµολογητή να εκτελέσει πολιτική δροµολόγησης Αποφυγή ενός συγκεκριµένου AS Πληροφορία που είναι εµπιστευτική µπορεί να περιοριστεί σε συγκεκριµένα είδη από ASs Ή απόδοση ή η ποιότητα του τµήµατος του διαδικτύου που περιλαµβάνεται σε ένα AS κάνει τον δροµολογητή να αποφύγει αυτό το AS Ελαχιστοποίηση του αριθµού των διασχιζόµενων ASs Επόµενο_Άλµα Μόνο σε λίγους δροµολογητές θα ανατεθεί η ευθύνη για επικοινωνία µε δροµολογητές σε άλλα AS Το χαρακτηριστικό αυτό ενηµερώνει εξωτερικούς δροµολογητές για διαδροµές µέσα σε διάφορα υποδίκτυα του AS ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 12

13 Μήνυµα «Ειδοποίηση» Μήνυµα σφάλµατος επικεφαλίδας Περιλαµβάνει σφάλµατα πιστοποίησης και σύνταξης Σφάλµα µηνύµατος Έναρξη Περιλαµβάνει συντακτικά σφάλµατα και επιλογές που δεν αναγνωρίζονται σε ένα µήνυµα Έναρξη Το µήνυµα αυτό µπορεί επίσης να χρησιµοποιηθεί για να υποδείξει ότι είναι µη αποδεκτός ο προτεινόµενος Χρόνος Κατοχής σε ένα µήνυµα Έναρξη Σφάλµα µηνύµατος Ενηµέρωση Περιλαµβάνει συντακτικά σφάλµατα και σφάλµατα εγκυρότητας σε ένα µήνυµα Ενηµέρωση. Ληγµένος Χρόνος Κατοχής Εάν ο δροµολογητής αποστολής δεν έχει λάβει επιτυχή µηνύµατα Παραµένω Ενεργός και/ή Ειδοποίηση εντός της περιόδου Χρόνος Κατοχής τότε µεταδίδεται αυτό το σφάλµα και κλείνει η σύνδεση Σφάλµα µηχανής πεπερασµένης κατάστασης Περιλαµβάνει οποιοδήποτε διαδικαστικό σφάλµα Παύση Χρησιµοποιείται από ένα δροµολογητή για να κλείσει µία σύνδεση µε έναν άλλο δροµολογητή µε την απουσία οποιοδήποτε άλλου σφάλµατος ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 13

14 Ανταλλαγή Πληροφορίας ροµολόγησης BGP Εντός ενός AS ένας δροµολογητής αναπτύσσει µία εικόνα της τοπολογίας των δικτύων χρησιµοποιώντας IGP Ο δροµολογητής εκδίδει ενηµερωτικά µηνύµατα στους άλλους εξωτερικούς δροµολογητές χρησιµοποιώντας το BGP Αυτοί οι δροµολογητές ανταλλάσσουν πληροφορία µε δροµολογητές άλλων AS Οι δροµολογητές πρέπει στη συνέχεια να αποφασίσουν για τις καλύτερες διαδροµές ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 14

15 Open Shortest Path First (1) OSPF Το IGP του Internet Αντικατέστησε το πρωτόκολλο Routing Information Protocol (RIP) χρησιµοποιεί αυτό που είναι γνωστό ως αλγόριθµος δροµολόγησης κατάστασης σύνδεσης (Link State Routing Algorithm) Κάθε δροµολογητής διατηρεί περιγραφές της κατάστασης των τοπικών του συνδέσεων µε δίκτυα Κατά καιρούς µεταδίδει ενηµερωµένη πληροφορία κατάστασης προς όλους τους δροµολογητές των οποίων γνωρίζει την ύπαρξη Τέτοιες ενηµερώσεις παράγουν µία ελάχιστη κίνηση δροµολόγησης επειδή οι περιγραφές συνδέσεων είναι µικρές και σπάνια απαιτείται να σταλούν Σύσταση 2328 Το OSPF υπολογίζει τη που επιφέρει το λιγότερο κόστος βασισµένο σε ένα καθοριζόµενο, από το χρήστη, µέτρο κόστους ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 15

16 Open Shortest Path First (2) Η τοπολογία αποθηκεύεται ως ένας κατευθυνόµενος γράφος Κορυφές ή κόµβοι δροµολογητής δίκτυο µεταφοράς, εάν µπορεί να µεταφέρει δεδοµένα που ούτε προέρχονται ούτε τερµατίζονται σε ένα τερµατικό σύστηµα που είναι συνδεδεµένο σε αυτό το δίκτυο απόληξης, εάν δεν είναι ένα δίκτυο µεταφοράς Ακµές ακµές γράφου που συνδέουν δύο κορυφές δροµολογητών ακµές γράφου που συνδέουν µία κορυφή δροµολογητή µε µία κορυφή δικτύου ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 16

17 είγµα Αυτόνοµoυ Συστήµατος (AS) ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 17

18 Κατευθυνόµενος Γράφος του Αυτόνοµoυ Συστήµατος του Προηγούµενου Σχήµατος ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 18

19 Λειτουργία Χρησιµοποιώντας τον αλγόριθµο Dijkstra (δείτε το Παράρτηµα 10Α), ένας δροµολογητής υπολογίζει τη διαδροµή ελαχίστου κόστους προς όλα τα δίκτυα προορισµού Στη διαδικασία προώθησης χρησιµοποιείται µόνον το επόµενο άλµα προς τον προορισµό ΕΥ - κεφ.15 (2/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 19