Laboratorio di reti

Laboratorio di reti
Routing: concetti di base
Routing statico
RIP
Docente:
Ing. Flavio Giovanelli
Cefriel
[email protected]
© 2005
Outline
Concetti base
Routing metrics
Configurare rotte statiche
Algoritmi di routing
Distance vector
RIP
Laboratorio di reti
-2-
© 2005
Routing
Processo di determinazione di un percorso tra
sorgente e destinatario
Svolto dai routers o switch della rete
Host y
Host x
SubNetwork 1
(e.g Ethernet, FDDI)
Router (o Gateway)
SubNetwork 5
Link (e.g. PPP, Frame
Relay, ATM)
Laboratorio di reti
-3-
© 2005
Routing: caratteristiche
Centralizzato
Processore centrale che sa
tutto
Telefonia
Distribuito
Scambio di informazioni tra i
routers
Internet
Laboratorio di reti
-4-
© 2005
Routing: classificazione
Statico o state independent
Viene ignorato la stato attuale della rete
Congestione, link danneggiati,...
Rete telefonica e shortest path
Dinamico o state dependent
In base allo stato attuale della rete si sceglie un
cammino
Viene misurata e monitorata la rete: più overhaed
– Topologia e traffico
Routing flat o gerarchico
Laboratorio di reti
-5-
© 2005
Routing: caratteristiche
In reti a pacchetto:
Hop by hop: ciascun router sceglie il link successivo
Datagramma
Circuito virtuale
Source Route: nell’header vi è l’intero cammino
A B C
A B C
Loose source Route: nell’header indicazione di alcuni
router da attraversare
Laboratorio di reti
-6-
© 2005
Routing: caratteristiche
Stocastico: esistono più next hop per una
destinazione
Deterministico: singolo next hop per una
destinazione
Cammini multipli: esistono più cammini per una
destinazione
Singolo cammino: esiste un solo cammino per una
destinazione
Laboratorio di reti
-7-
© 2005
Architettura del router
Routing
Algorithm
Layer-3
Routing Table
Forwarding
process
Layer-2
Laboratorio di reti
LAN
IP header
WAN
-8-
DATA
MAC header
© 2005
Routing Table
Indirizzo rete Indirizzo
destinazione next hop
Interfaccia
di uscita
Costo
link
A
pippo
E0
6
B
pluto
E1
2
C
paperino
E2
4
E0
E1
E2
pluto
Rete B
Rete A
pippo
paperino
Laboratorio di reti
-9-
Rete C
© 2005
Forwarding Process
Rete A
Rete B IP S2 Int S1
IP A2
MAC A2
IP A1
MAC A1
IP S1
MAC S1
B2
B2
A2 B2
S2 B2
B2
A2 B2
IP S2
MAC S2
Rete B IP T2 Int T1
B2
S2 B2
IP T1
MAC T1
B2
B2 B2
T2 B2
B IP B2 Int B2
Laboratorio di reti
B2
B2
B2
T2 B2
B2 B2
- 10 -
IP T2
MAC T2
IP B2
MAC B2
IP B2
MAC B2 Rete
© 2005
B
Routing metrics
Gli algoritmi di routing selezionano il cammino
migliore in base al costo dei link
Legame tra costo e traffic load
Metrica statica
Hop count
Eventualmente pesi per indicarne la capacità
Metriche dinamiche (ARPANET)
Costo = f(lunghezza media coda del router)
Costo = f(lunghezza media coda del router, capacità
del link)
Laboratorio di reti
- 11 -
© 2005
Routing statico
Le entry della tabella di routing vengono immesse
manualmente dall’amministratore di rete
Non vengono influenzate da cambiamenti topologici
o fisici della rete
comando:
RouterA(config)# ip route destination_net
subnet_mask [outgoing_interface | next_hop] cost
waycross(config)# ip route 172.16.3.0
255.255.255.0 172.16.4.1 130
Laboratorio di reti
- 12 -
© 2005
Administrative costs
Laboratorio di reti
- 13 -
© 2005
ip route (1)
administrative cost is 0
Laboratorio di reti
- 14 -
© 2005
ip route (2)
administrative cost is 1
Laboratorio di reti
- 15 -
© 2005
Default route
Default routes are used to route packets with
destinations that do not match any of the other
routes in the routing table. Routers are typically
configured with a default route for Internet-bound
traffic, since it is often impractical and unnecessary
to maintain routes to all networks in the Internet. A
default route is actually a special static route that
uses this format:
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [next-hop-address |
outgoing interface]
Laboratorio di reti
- 16 -
© 2005
show ip route
Laboratorio di reti
- 17 -
© 2005
Esercizio
configurare il routing statico
ROUTER Z
S0/1
S0/0
197.10.10.98/30
Internet
197.10.10.97/30
ROUTER X
ROUTER Y
S0/0
S0/1
F0/1
S0/0
197.10.10.66/30 197.10.10.65/30 F0/1
197.10.10.0/26
Laboratorio di reti
197.10.10.128/25
- 18 -
© 2005
Protocollo di Routing
Definisce:
Algoritmo di routing utilizzato
Metrica e eventuali pesi
Lunghezza, contenuto, frequenza di scambio dei
pacchetti di update
Varie categorie
TCP/IP
OSI
Proprietari
Laboratorio di reti
- 19 -
© 2005
Algoritmo di routing
Correttezza
Semplicità
Basso processing time e overhead di traffico
Robustezza
Adattamento rapido a variazioni di topologia e traffico
Stabilità
Fairness
Ottimalità
Selezione del cammino ottimo come throughput e
ritardo massimo
Laboratorio di reti
- 20 -
© 2005
Distance vector e Link state
routing
Algoritmi dinamici e distribuiti
I router vicini interagiscono tra loro scambiandosi
informazioni
Tabelle di instradamento
In reti a pacchetto
Si adattano alla situazione della rete
Funzione costo del link
Traffico nella rete
Laboratorio di reti
- 21 -
© 2005
Distance vector
Routing Table: lista di tuple
<Destinazione, hop, costo, interfaccia>
Costo = somma dei costi dei link sul shortest path per
la destinazione
Distance vector: informazioni di routing
Ottenute da routing table
Aggiornamento periodico della routing table
I router vicini si scambiano i distance vector
Merging tra le informazioni
Distanza tra i router vicini
Distance vector di ciascuno dei vicini
Laboratorio di reti
- 22 -
© 2005
Distance vector
Router A
(address 3)
Routing
table
A
Router B
(address 4)
L1 Cost = 5
Destination Hops Cost Interface
1
5 10
3
2
3 39
2
3
0
6
0
4
1
6
3
Laboratorio di reti
Distanc
e
vector
A
Routing
table
B
Cost of L1
Destination Hops Cost
10
5
1
39
3
2
+1
+
6
0
3
6
1
4
- 23 -
© 2005
Distance vector
Inizializzazione routing table: costo per tutte le
destinazioni infinito
Scambio dei distance vector: merging delle
informazioni
Selezione del distance vector
Costo minimo
Distanza minima a parità di costo
Aggiornamento della routing table
Laboratorio di reti
- 24 -
© 2005
Distance vector
Destination Hops Cost
15
3
1
44
5
2
11
2
3
11
3
4
A
B
3
4
I1
Destination Hops Cost
4
1
20
3
2
25
3
3
43
4
4
20
Laboratorio di reti
C
Destination Hops Cost
30
6
1
25
4
2
5
1
3
20
3
4
1
i
I3
I2
Destination Hops Cost Interface
1
2
3
4
4
4
2
4
19
26
8
15
1
3
2
1
Routing table i
- 25 -
© 2005
Distance vector
Facilità di implementazione
Elevata complessità
Reazione rapida alle buone notizie
Reazione lenta alle cattive notizie
Loops e effetto bouncing
Problemi se cade un link o un nodo
Nessun nodo conosce la mappa della rete
Laboratorio di reti
- 26 -
© 2005
Count to infinity
Guasto di un nodo o di un link
Aggiornamento delle tabelle di routing senza la
conoscenza della topologia di rete
Creazione di loops tra nodi e congestione
Router 1
Network A
Laboratorio di reti
L1
Router 2
L2
- 27 -
© 2005
Count to infinity
Network A
Tabella di R1
Dest
A
A
A
Hops Int
L1
0
∞
2
Dest
A
Laboratorio di reti
L1
-L2
DV di R2
Tabella di R2
Router 1
L2
Dest Hops Int
A
1
L2
A
∞
A
3 L2
Router 2
DV di R1
Hops
1
Dest
Dest
AA
- 28 -
Hops
Hops
∞
2
© 2005
Patches al count to infinity
Si aggiunge un campo al distance vector
Path vector: cammino da cui proviene l’informazione
Aumento delle dimensioni
Routing table
Distance vector: elevato overhead
Split Horizon
Hold down
Triggered Updates
Laboratorio di reti
- 29 -
© 2005
Split Horizon
Se A è next hop per la rete X, B non manda il costo
per raggiungere X ad A
Poisoned reverse: la distanza è presente ma a costo
infinito
Update on X
Network X
A
B
Update on X
Non vale se ho tre router che hanno count to infinity
Time-out per stabilire route unreachable
Laboratorio di reti
- 30 -
© 2005
Hold Down
Router per T sec dopo un messaggio di unreachable
per X, ignora ogni update per X
Preserva i loop e i cammini scorretti
Ignoro il cammino
verso X mentre non è
raggiungibile
x
Network X
Laboratorio di reti
Periodic
Update with
X Reachable
Triggered
Update with X
Unreachable
- 31 -
© 2005
Triggered Updates
Distance vector inviati con una certa frequenza
Timer associato a ogni entry della routing table
A ogni cambiamento della routing table
Non si attende e si manda subito un distance vector ai
router vicini
Network X
x
Laboratorio di reti
A
B
Triggered
Update with X
Unreachable (hop count =16)
- 32 -
© 2005
Routing Information Protocol (RIP)
IGP
Designed at Berkeley (‘82)
Implements distance vector routing
Uses the Bellman/Ford algorithm to compute the
shortest path
Uses hop count as route metric
Upper limit of 16 hops
Broadcasts routing updates every 30 seconds
Receives routing messages at UDP port 520
Laboratorio di reti
- 33 -
© 2005
RIPv2
RFC 1388
1993
CIDR
patches
authentication
Laboratorio di reti
- 34 -
© 2005
Configuring RIP
Router(config)# router rip – Enables the RIP routing
process
Router(config-router)# network network-number –
Associates a network with the RIP routing process
Optional:
Router(config-if)# ip rip triggered to send a triggered
update when the network topology changes
Laboratorio di reti
- 35 -
© 2005
Example
Laboratorio di reti
- 36 -
© 2005
ip classless (1)
Sometimes a router receives packets destined for an unknown
subnet of a network that has directly connected subnets. In
order for the Cisco IOS software to forward these packets to
the best supernet route possible, use the ip classless global
configuration command. A supernet route is a route that
covers a greater range of subnets with a single entry. For
example, an enterprise uses the entire subnet 10.10.0.0 /16,
then a supernet route for 10.10.10.0 /24 would be 10.10.0.0
/16. The ip classless command is enabled by default in Cisco
IOS Software Release 11.3 and later. To disable this feature,
use the no form of this command.
IP classless only affects the operation of the forwarding
processes in IOS. IP classless does not affect the way the
routing table is built. This is the essence of classful routing. If
one part of a major network is known, but the subnet toward
which the packet is destined within that major network is
unknown, the packet is dropped.
Laboratorio di reti
- 37 -
© 2005
ip classless (2)
The most confusing aspect of this
rule is that the router only uses the
default route if the major network
destination does not exist in the
routing table. A router by default
assumes that all subnets of a
directly connected network should
be present in the routing table. If a
packet is received with an unknown
destination address within an
unknown subnet of a directly
attached network, the router
assumes that the subnet does not
exist. So the router will drop the
packet even if there is a default
route. Configuring ip classless on
the router resolves this problem by
allowing the router to ignore the
classful boundaries of the networks
in its routing table and simply
route to the default route.
Laboratorio di reti
- 38 -
© 2005
Holddown timers
The default holddown for
RIP is 180 seconds
The holddown timer can be
decreased to speed up
convergence but should be
done with caution. The ideal
setting would be to set the
timer just longer that the
longest possible update time
for the internetwork
To change the holddown
timer:
Router(config-router)#
timers basic update
invalid holddown flush
[sleeptime]
Laboratorio di reti
- 39 -
© 2005
More commands
GAD(config-router)# update-timer seconds configures routing
update intervals
Laboratorio di reti
- 40 -
© 2005
Veryfing RIP configuration
show ip route
show interface interface
show ip interface interface
show running-config
Laboratorio di reti
- 41 -
© 2005
Troubleshooting RIP update
issues
One highly effective command for finding RIP
update issues is the debug ip rip command.
The debug ip rip command displays RIP routing
updates as they are sent and received.
Other commands to troubleshoot RIP:
show ip rip database
show ip protocols {summary}
show ip route
debug ip rip {events}
show ip interface brief
Laboratorio di reti
- 42 -
© 2005
RIP load balancing (1)
RIP is capable of load
balancing over as many as
six equal-cost paths, with
four paths being default. RIP
performs what is referred to
as “round robin” load
balancing. This means that
RIP takes turns forwarding
packets over the parallel
paths.
Laboratorio di reti
- 43 -
© 2005
RIP load balancing (2)
Laboratorio di reti
- 44 -
© 2005
RIP and static routes (1)
A router running RIP can receive a static
route/default route via an update from another
router running RIP. Another option is for the router
to generate the static route/default route itself
The administrator can override a static route with
dynamic routing information by adjusting the
administrative distance values. Each dynamic
routing protocol has a default administrative
distance (AD). A static route can be defined as less
desirable than a dynamically learned route, as long
as the AD of the static route is higher than that of
the dynamic route.
Laboratorio di reti
- 45 -
© 2005
RIP and static routes (2)
Laboratorio di reti
- 46 -
© 2005
RIP and static routes (3)
Static routes that point out an interface will be advertised via
the RIP router that owns the static route, and propagated
throughout the internetwork. This is because static routes that
point to an interface are considered in the routing table to be
connected and thus lose their static nature in the update. If a
static route is assigned to an interface that is not defined in
the RIP process, via a network command, RIP will not
advertise the route unless a redistribute static command is
specified in the RIP process.
When an interface goes down, all static routes pointing out
that interface are removed from the IP routing table. Likewise,
when the software can no longer find a valid next hop for the
address specified in the static route, then the static route is
removed from the IP routing table.
Laboratorio di reti
- 47 -
© 2005
Esercizio
2M
5
I router sono tutti configurati con
RIP
•quale percorso seguono i
pacchetti?
•come faccio ad obbligare i
pacchetti a seguire il
percorso GAD, 1, 5?
Laboratorio di reti
- 48 -
© 2005