IMPORTANT: Per accedir als fitxer de subversion: http://acacha.org/svn (sense password). Poc a poc s'aniran migrant els enllaços. Encara però funciona el subversion de la farga però no se sap fins quan... (usuari: prova i la paraula de pas 123456)

ENCAMINAMENT DINÀMIC

Introducció

  • La topologia no canvia.
  • El encaminament és escalable al contrari del l'encaminament estàtic.
  • La xarxa té una topologia variable, si falla un node ha de continuar funcionant, hi han múltiples camins.
  • Hi ha varies taules d'enrunament però nomé hi ha una activa i les altres estan en stanby.
  • La mètrica és la que decideix quina és la ruta preferent (L'administrador és el que configura la ruta).

Conceptes

  • Mètrica de la xarxa: mesura el cost que té un camí.
  • Tipus de mètriques
    • Nombre de salts: Aquest tipus de sistemes suposen un cost 1 igual per a tots els enllaços. No és un sistema òptim però si que és un sistema senzill que dona prou bons resultats.
    • Tipus de propagació: El cost es mesura segons el temps o retard que té un paquet per tal d'anar d'un node a un altre. Es mesura en unitats de temps (es pot utilitzar per exemple el temps de ping) i cal tenir en compte que no és un valor constant ja que depèn del trànsit que hi hagi a la xarxa.
  • Route distance o administrative distance: és una mesura de la confiança en l'origen d'una ruta. Si un encaminador aprèn una ruta de més d'una font possible, aleshores es comparen les distàncies administratives de cada ruta i la ruta que tingui el valor és baix és la escollida. Vegeu RouterOS#Q.C3.BCestions_generals_2

Comanda per establir una mètrica:

$ sudo route add default gw 192.168.204.1 metric 1

Resultat:

$ route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.204.1   0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0  -->
0.0.0.0         192.168.204.1   0.0.0.0         UG    1      0        0 eth0  -->
169.254.0.0     0.0.0.0         255.255.0.0     U     1000   0        0 eth0  -->
192.168.204.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     1      0        0 eth0  -->

Tipus de Protocols

Hi ha 2 tipus de protocols:

  • Interior Gateway Protocol (IGP): és un protocol d'encaminament utilitzat per a intercanviar informació d'encaminament dins d'un sistema autònom (AS). Sole ser de dos tipus distance-vector o link-state. Exemples: OSPF (són com a comissions de experts que defineixen el protocol)
  • Un sistema autònom
  • External Gateway Protocol: en contraste amb l'anterior, s'utilitza per determinar les rutes entre sistemes autònoms.
Routers Frontera.
- La IANA és l¡autoritat que assigna les direccions IP.
- AS numbers (autonomous sistem)

La IANA és reparteix les zones per continents: http://en.wikipedia.org/wiki/Regional_Internet_registry A nosaltres ens interessa el RIPPE NCC. Exemple de sistema autònom és l'implementat per Cogent: És tracta de de companyies amb sistemes autònoms i estan connectats amb altres companyies, i utilitzen sistemes de connexió fronterers amb altres zones d'Internet.

RafelMelichmapacogent.png

Alguns protocols es poden utilitzar per a un tipus o un altre, per exemples el protocol BGP que pot ser eBGP o iBGP.

Algorismes

Hi ha dos tipus principals d'algorismes:


Algorismes de vector de distància

En aquest tipus de protocols has de definir "manualment" quins veins tidras en cada ruta. (Els possibles següents salts). Normalment estarà connectat directament. Els veins es decobreixen perque aquests t'envien tota la seva taula de rutes, per accedit a una màquina de la seva ret, llavors disposarem de totes les taules. De tant en tant s'actualitzen. (Per un peer poden haver fins a 500000 rutes). S'actualitzen només les diferències entre les taules.

Aquest tipus d'algorismes utilitzen l'algorisme Bellman-Ford o similars. Aquest tipus d'algorismes assignen un número (anomenat cost) a cada enllaç entre nodes. Aquest tipus d'algorismes envien la informació de un node A a un node B utilitzant el camí que sumi el menor cost possible (el cost total és la suma de costos). Aquests tipus d'algorismes funcionen d'una forma molt senzilla. El primer node només coneix el cost per tal d'accedir als nodes veïns. La informació que conté el node és la següent:

  • Llista de possibles veïns (aka next hops)
  • Per a cada veí, cal guardar el cost per arribar al node veí.

Aquesta informació és coneguda com la taula de distàncies o també com la taula de rutes. Cada node de forma regular, envia a cada node veí la informació que té actualment respecte els costos totals que té aquell node per arribar a les destinacions possibles. Els nodes veïns examinen aquesta informació i la comparen amb la informació pròpia; si a partir de la informació enviada pel veí veuen que tenen una millor ruta per accedir a un node destinació, aleshores actualitzen la seva taula de rutes.

Quan un node cau, els nodes veïns que l'utilitzaven com a següent node (next hop) per algunes destinacions, el descarten i modifiquen/recalculen una nova taula de rutes. Un cop fet això passant la informació als routers veïns i així successivament fins que tota la xarxa rep la informació actualitzada.

Cal destacar les següents característiques:

  • La base de dades que conté cada node és un vector (vector de distàncies) amb els costos per arribar als nodes del resta de la xarxa.
  • Els nodes només intercanvien informació amb els seus veïns
  • Els encaminadors que utilitzen algorismes DV no tenen coneixement del camí complet per arribar a una destinació. Normalment el que saben sobre el camí és només una de les dues opcions següents:

La direcció cap a la que cal reenviar (forward) el paquet. En enllaços PtP (punt a punt) només cal saber la interfície i en enllaços PtmP (punt a multipunt) cal saber tant la interfície de xarxa com la adreça del node següent.

Algorismes d'estat de l'enllaç

  • S'UTILITZEN EN XARXES PETITES.
  • No defineixes veïns defineixes interfícies de xarxa:
  • Tots els routers tenen instal·lada la gràfica de tota la ret.(GRAPH)
  • Com inconvenient és l'epai que ocupa la mètrica.
  • Tots els veins s'intercanvien els coneixements de la xarxa.

En aquest tipus d'algorismes, cada node utilitza com a informació fonamental un mapa de la xarxa en forma de graf. Exemples de protocols:

El concepte bàsic és que cada node (a Internet o en xarxes locals els nodes són routers) construeix un mapa de la connectivitat de la xarxa en forma de graph. Aquest mapa mostra quins nodes estan connectats a altres nodes.

Cada node aleshores calcula a partir d'aquest mapa el millor següent salt (next hop) per a cada ruta possible. La col·leció de millors next hops construeix la taula de rutes del node.

NOTA: observeu que a diferència dels protocols distance-vector, els nodes no intercanvien les taules de ruta sinó que intercanvien dades de connectivitat, és a dir a quins nodes i xarxes tenen accés. De forma informal es pot dir que cada router li dona informació a tot el món sobre els seus veïns.

TODO: graph: To produce this, each node floods the entire network with information about what other nodes it can connect to, and each node  
then independently assembles this information into a map. Using this map, each router then independently determines the least-cost path from 
itself to every other node using a standard shortest paths algorithm such as Dijkstra's algorithm. The result is a tree rooted at the current 
node such that the path through the tree from the root to any other node is the least-cost path to that node. This tree then serves to 
construct the routing table, which specifies the best next hop to get from the current node to any other node.

ENCAMINAMENT DINÀMIC A LINUX

OSPF

Open Shortest Path First (freqüentment abreujat OSPF) és un protocol d'enrutament jeràrquic de passarel interior, de envestidura dinàmica IGP (Interior Gateway Protocol), que utilitza l'algorisme SmothWall Dijkstra enllaç-estat (LSE - Link State Algorithm) per calcular la ruta més curta possible, utilitzant la mètrica de menor cost, per exemple una mètrica podria ser el menor cost de RTT (Round Trip Time). Utilitza cost com la seva mesura de mètrica. A més, construeix una base de dades enllaç-estat (link-state database, LSDB) idèntica en tots els encaminadors de la zona.

OSPF és probablement el tipus de protocol IGP més utilitzat en xarxes grans. IS-IS, un altre protocol d'enrutament dinàmic d'enllaç-estat, és més comú en grans proveïdors de servei. Pot operar amb seguretat utilitzant MD5 per autenticar als seus punts abans de realitzar noves rutes i abans d'acceptar avisos d'enllaç-estat. Com successor natural de RIP, accepta VLSM o CIDR sense classes des del seu inici. Al llarg del temps, s'han anat creant noves versions, com OSPFv3 que suporta IPv6 o com les extensions multidifusió per OSPF (MOSPF), encara que no estan massa esteses. OSPF pot "etiquetar" rutes i propagar aquestes etiquetes per altres rutes.

  • Sempere agafarà el primer camí més curt.

NOTA: observeu que a diferència dels protocols distance-vector, els nodes no intercanvien les taules de ruta sinó que intercanvien dades de connectivitat, és a dir a quins nodes i xarxes tenen accés. De forma informal es pot dir que cada router li dona informació a tot el món sobre els seus veïns.

Utilitza el concepte de cost com a mètrica.
  • Treballarem en la versió 3.
  • No utilitza en concepte mètrica sinó cost.
  • Va de 20 en 20
  • Si podem un enllaç directe que pesa 100 (5 salts) hi hi ha configurada una amb 60 (3 salts) tindrà preferència el configurat amb un pes de 60.
  • No hi ha ports, en saber la IP del veí n'hi ha suficient.

A més construeix una base de dades enllaç-estat (link-state database o LSDB) idèntica per a tots els encaminadors d'una zona OSPF. Aquesta base de dades es troba a cada router.

OSPF és probablement el tipus de protocol IGP més utilitzat en xarxes grans.

OSPF pot operar amb seguretat utilitzant MD5 per realitzar connexions segures entre encaminadors veïns.

Al contrari que RIP o BGP, OSPF no utilitza ni TCP ni UDP, sinó que utilitza directament el protocol IP (IP 89) i multicast.

OSPF és el successor natural de RIP i suporta VLSM a més de CIDR.

Una xarxa OSPF es pot descompondre en regions o àreas més petites. Hi ha una àrea especial anomenada backbone que forma part de la xarxa central a la que estan connectades tota la resta de xarxes. Les rutes entre diferents àrees circulen sempre pel backbone, si no es pot fer un enllaç directa amb el backbone es pot fer un enllaç virtual.

Els encaminadors que estan al mateix domini de difusió ja sigui per que estan a la mateixa xarxa LAN o per que estan connectats mitjançant un enllaç PTP, al esta al mateix domini de multidifusió formen enllaços al autodescubrir-se mitjançant paquets multicast (OSPF hello).

Les adreces de multicast (aka multidifusió) utilitzades són 224.0.0.5 i 224.0.0.6.

Avantatges e Inconvenients

Avantatges:

  • No hi ha limit per tal de comptar els salts (Hops) (si tenen aquest límit protocols com RIP)
  • S'utilitza multicast per enviar les actualitzacions de la informació de rutes.
  • Les actualitzacions només s'envien quan hi ha canvis a la topologia de la xarxa.
  • Es poden definir areas.
  • Transfers and tags external routes injected into AS.

Incovenients:

  • L'algorisme SPF requereix un ús més intensiu de CPU i memoria.
  • És un protocol més complexe d'implementar (respecte a d'altres com OSPF)

Com funciona?

OSPF és un protocol de link-state protocol. Els protocols d'aquest tipus són protocols que distribueixen i repliquen una base de dades que descriu la topologia de la xarxa. Cada encaminador recull les dades locals de la topologia de xarxa (és a dir les dades de les xarxes que coneix localment) i envia aquesta informació utilitzant link-state advertisements (LSAs). Els paquets LSA s'envien a tots (flood) els encaminadors de la xarxa per tal de que tots els routers coneguin l'estat de tots els nodes de la xarxa. D'aquesta manera tots els routers de la xarxa tenen la mateixa base de dades de l'estat dels enllaços i la topologia de la xarxa.

És configura estàticament, coneix un tros petit de la xarxa, es comuniquen els routers entre ells, hi envien per multicast la informació, i aquest per inundació ho envien als seus veins, i així fins que s'ahgi passat a tota la xarxa, de la mateixa manera també reps de la mateixa manera ala informació de la xarxa.

Si tots els veïns estan funcionant igual, jo no envio mes paquets lsa hi ha un monent que qiant tot està estable, no ghi han canvoes ni reenciamnet de paquets lsa hi canviaran la gràfiva. amb el BGP això no passa.

Hi ha 8 tipos de paquest LSA


Fases

Neighbor discovery

  • Es una espècie de Broadcast (Paquet Hello).
  • Un router pot estar connectat a varies rets (i aquestes les podem definir com varies intàncies)
  • Configuració de la intància són els paràmetres generals de L
  • La transmissió i recepció dels paquets Hello
  • The transmission and reception of Hello packets also allows router to detect failure of the neighbor. If Hello packets are not received within Dead interval (which by default is 40s) router starts to route packets around the failure. Hello protocol ensures that the neighboring routers agree on the Hello interval and Dead interval parameters, preventing situations when not in time received Hello packets mistakenly bring the link down.

Arfelmelichhelloaaaa.png

Càlcul Encaminament

Quan sincronitzen les bases de dades d'enllaç-estat els routers OSPF són capaços de calcular la taula d'encaminament. Contenen el Cost(mètrica) de cada enllaç. Aquesta mètrica s'utilitza per calcular la ruta més curta a la xarxa de destinació. Cada encaminador por mostrar un cost diferent, per a la propia direcció d'enllaç, això fa que sigui possible tenir enllaços asimètrics (els paquets viatgen a destí per una ruta i tornen per un altra). Les rutes assimètriques no són molt populars perquè fan difícil esbrinar els problemes d'encaminament.

El cost de RouterOS s'estableix en 10 en totes les interfícies per defecte. El valor és pot canviar en el menú de configuració de la interfície OSPF, per exemple, per afegir la interfície ether2 amb un cost de 100:

/routing ospf interface add interface=ether2 cost=100 

El cost d'una interfície en els routers Cisco és inversament proporcional al ample de banda alt indica indica un menor cost.

Cost = 100000000/bw in bps. 

Càlcul del cost:

1000000000/ample de banda de la boca

Exemple:

Interfaces en serie de punt a punt T1.
Ample de Banda= 1544000bps (1.5Mbps)
100000000/1544000 = 64
Cost OSPF = 64

Exemple 2

Ample de Banda = 64000
100000000/64000 = 1562
Cost OSPF = 1562 
dist01.lax01#show internacional ser1/0 | BW del inc.
  MTU 1500 octetos, BW 1544 kbit/segundo, usec de DLY 20000,
OSPF internacional ser1/0 del IP de dist01.lax01#show | coste del inc.
  Identificador de proceso 100, identificación 64.100.34.2, tipo POINT_TO_POINT, coste del ranurador de la red: 64
  Nombre inhabilitado costado Topología-MTID de la topología de la parada
dist01.lax01#show internacional ser1/0 | BW del inc.
  MTU 1500 octetos, BW 64 kbit/segundo, usec de DLY 20000,
OSPF internacional del IP de dist01.lax01#show | coste del inc.
  Identificador de proceso 100, identificación 64.100.34.2, tipo POINT_TO_POINT, coste del ranurador de la red: 1562
  Nombre inhabilitado costado Topología-MTID de la topología de la parada

Instàncies

Paràmetres generals OSPF

IP: 10.139.221.97
User/pass: 2asix 

Paquets LSU

  • Els paquets LSU de tipus 1 fa referència a les interfícies de xarxa.
  • LSU de tipus 2 l'envia el router designat informant a la resta de possibles variacions en la topologia de la xarxa.
  • Els LSU de tipus 3 provenen de routers que estan fora de la nostra àrea.

Distància administrativa

  • Mesura la fiabilitat del path.
  • OSPF té una distància administrativa assignada per la norma de 110.

Comandes pròpies del OSPF en un Router Cisco

Activar el protocol: Router OSPF ID_Procés

Activar una interfície amb OSPF: Network IP_Address wildcard mask Area_ID

Wildcard: és la màscara inversa.

Canviar l'identificador del router:

  • Amb la comanda router-ID Adreça.
  • IP de la interfícies de loopback.
  • IP activa més alta.

Definir interfície de loopback:

loopback
interface loopback nº_id
IP add IP_address Mask