Architetture Avanzate di rete

Prof Alfio Lombardo

Modulo collegato:

Laboratorio di progettazione di reti

Prof. Aurelio La Corte

Programma a.a. 05-06

• Richiami su Internetworking a livello 2 e 3

• Protocolli di routing (RIP, IGRP, OSPF, BGP)

• Multicast nelle reti IP

• QoS nelle reti IP

– Laboratorio: Tecniche per il progetto di reti IP QoS aware

• MPLS

• Progetto di un protocollo di comunicazione

– Laboratorio: Progetto di un protocollo con SDL

• Livello applicativo e reti sovrapposte

Testi consigliati

• Mario Baldi, Pietro Nicoletti: Internetworking – Mc graw-Hill

• Tiziano Tofoni: MPLS – Hoepli

• www.diit.unict.it – Raccolta Lucidi Commentati– Dispensa di telematica

Internetworking

La possibilità di scambiare informazioni tra sistemi di utente (end-system) collegati a reti differenti

MM

B M

Host

Multiprotocol router

X.25 WAN

SNA WAN

802.5LAN

M802.3

LAN

802.3 LAN

Bridge

802.3 LAN

802.3 LAN

DISPOSITIVI DI INTERCONNESSIONE

Repeaters

Bridge / Switch

Multiprotocol Router

Transport and Application gateways

BRouter

Repeaters

Livellofisico

LivelloData link

Livellorete

Livelli superiori

End system

Livellofisico

LivelloData link

Livellorete

Livelli superiori

End system

Repeater

hub

Ethernet802.3(Doppino)

Ethernet802.3(cavo coax)

Livellofisico

LivelloData link

Livellorete

Livelli superiori

End system

Bridge / SwitchInternetworking a livello II

MAC

LLC

Livellofisico

Livellorete

Livelli superiori

End system

MAC

LLC

Fisico Fisico

MAC MACRelay

Il sistema Internet: Architettura protocolla

Internetworking a livello III re

IP

network interface

IP

network interface

application

transport

IP

network interface

rete 1 rete 3

application

transport

IP

network interface

rete 2

Router Router

Host A Host B

Routers

Internetworking: l’inoltro dei pacchetti

Store and forward

Cut-through

Forwarding (interntw. Level 1, 2, 3):

Routing (interntw. Level 2, 3):

By address (IEEE802.1d, IPv4, IPv6, IPX, ISO CLNP)

Label swapping (ATM, Frame relay, X.25, MPLS)

Source routing (Token Ring, opzionalmente IPv4 e IPv6)

Accesso diretto alla tabella di routing

Accesso alla tabella di routing tramite “longest prefix matching”

Tipologie di Routing

Routing Statico

Routing Dinamico:

CentralizzatoIsolatoDistribuito

Internetworking a livello 2

Routing isolato basato sulle informazioni presenti nella trama di livello 2

Uno switch/bridge deve:•Analizzare l’indirizzo nella trama e decidere l’interfaccia di uscita

L’internetworking viene usualmente fatto tra reti con tecnologia di livello 2 omogenea

Operazioni molto semplici e veloci

Gli switch/bridge non necessitano di configurazione (apparati plug and play)

Internetworking a livello 3

Routing distribuito basato sulle informazioni nel pacchetto di livello 3

Un router deve:•Estrarre il pacchetto dalla trama

•Analizzare il pacchetto e decidere l’interfaccia di uscita•Creare una nuova trama di livello 2

L’internetworking viene fatto anche tra reti con tecnologia di livello 2 eterogenee

La decisione di routing puo’ utilizzare tutte le informazioni presentinel pacchetto

Internetworking a livello 2: Transparent Bridging (IEEE802.1d)

La decisione di inoltro viene presa sulla base dell’indirizzo di destinazione di livello 2

Utilizza tecniche di Store and Forward (Cut Through su apparati proprietari)

forwarding

learning

Processo di bridging

Processodi Spanning Tree

Filtering database

Filtering database Brouter Cisco 2503a

2503a#show bridge

Total of 900 station blocks, 291 free

Bridge group 1:

Address Action Interface Age Rx Count Tx count 0800.2b31.bcbc forward Ethernet0 0 2 05254.abdd.2929 forward Ethernet0 4 1 00000.0404.0101 forward Ethernet0 3 4 00800.2b3b.0b08 forward Ethernet0 1 3 00800.2b36.0b08 forward Ethernet0 2 2 00800.2b31.bcbc forward Ethernet0 3 5 00800.2b1b.aaae forward Ethernet0 1 1 00800.2c31.83bc forward Ethernet0 5 3 00800.3d30.02bc forward Ethernet0 0 2 00020.afb6.8084 forward Ethernet0 1 4 00020.afc6.8387 forward Ethernet0 0 2 0

Processo di forwarding

Ricezione trama porta x

No errori

Porta x:forwarding

Destinazione di x nel FILTERING d.b.?

Destinazione sulla stessa LAN?

Inoltra trama sulla porta corretta

Sottoprocesso di learning

trama scartata

trama scartata

si

si

si

trama scartata

si

no

no

no

noInoltra trama su tutte

le porte tranne xFlooding

Sottorocesso di learning

Indirizzo MAC sorgente nella trama nel filtering d.b.

Porta di ricezione uguale aquella associata nel filtering d.b.

Azzera ageing timer

processo di forwarding

Aggiorna porta associata all’ indirizzo MAC con

quella di rx, azzera ageing timer

si

si

no

no

Fine processo

Aggiungi Indirizzo MACnel filtering d.b., associala porta di rx, azzera age

Comp. 108 00 2b 16 50 a0

Comp. 208 00 2b 20 10 56

Comp. 508 00 2b c4 c6 aa

Comp. 408 00 5a 10 40 e1

bridge

Comp. 308 00 5a 10 40 e1

12

3

LAN A

LAN B

LAN C

port Ageingtime

1 08 00 2b 16 50 a0 0

Flooding

Indirizzo

Comp. 108 00 2b 16 50 a0

Comp. 208 00 2b 20 10 56

Comp. 508 00 2b c4 c6 aa

Comp. 408 00 5a 10 40 e1

bridge

Comp. 308 00 5a 10 40 e1

12

3

LAN A

LAN B

LAN C

port Ageingtime

1 08 00 2b 16 50 a0 5

Inoltro selettivosulla porta 1

Indirizzo

3 08 00 2b c4 e6 aa 0

Comp. 108 00 2b 16 50 a0

Comp. 208 00 2b 20 10 56

Comp. 508 00 2b c4 c6 aa

Comp. 408 00 5a 10 40 e1

bridge

Comp. 308 00 5a 10 40 e1

12

3

LAN A

LAN B

LAN C

port Ageingtime

1 08 00 2b 16 50 a0 123 08 00 2b c4 c6 aa 7

Pacchetto scartato

Indirizzo

1 08 00 2b 20 10 56 0

Comp. 108 00 2b 16 50 a0

Comp. 208 00 2b 20 10 56

Comp. 508 00 2b c4 c6 aa

Comp. 408 00 5a 10 40 e1

bridge

Comp. 308 00 5a 10 40 e1

12

3

LAN A

LAN B

LAN C

port Ageingtime

1 08 00 2b 16 50 a0 403 08 00 2b c4 c6 aa 251 08 00 2b 20 10 56 18

Spostamento computer (Pacchetto scartato)

Indirizzo

1 08 00 2b c4 c6 aa 0

Comp. 108 00 2b 16 50 a0

Comp. 208 00 2b 20 10 56

Comp. 508 00 2b c4 c6 aa

Comp. 408 00 5a 10 40 e1

bridge

Comp. 308 00 5a 10 40 e1

12

3

LAN A

LAN B

LAN C

port IndirizzoAgeingtime

1 08 00 2b 16 50 a0 403 08 00 2b c4 e6 aa 254 08 00 2b 20 10 56 18

Spostamento computer (Inoltro sulla porta errata)

Comp. 208 00 2b 20 10 56

2 08 00 5a 10 40 e1 0

Processo di Spanning TreeTrasforma una rete magliata in una rete ad albero eliminando i loop

Bridge 1: Bp=32768 08 00 2b 51 11 21

Bridge 2:Bp=32768 00 00 2c 10 a0 30

Bridge 5:Bp=32768 08 00 2b 10 15 20

Bridge 3:Bp=32768 00 00 0c 10 15 04

Bridge 4:Bp=32767 08 00 2b aa 50 30

LAN 1

LAN 5

LAN 4

LAN 3

LAN 2

Algoritmo di Spanning Tree

•Elezione del root bridge•Selezione della root port: stabilisce quale porta del bridge usare per ricevere dal root bridge le BPDU necessarie al passo successivo•Selezione delle designed port stabilisce quale tra le porte dei vari bridge collegati ad una LAN è designata per inoltrare e ricevere i pacchetti della LAN

Utilizza le Bridge Protocol Data Units (BPDU) trasmesse all’indirizzoMulticast 01 80 C2 00 00 00 (IEEE 802.1d)

Bridge Protocol Data Units (BPDU)

Prot idProt vers. idBPDU type

flagsRoot id:Bridge priority+Root Bridge MAC adr.

Root path costBridge id:Bridge priority+Bridge MAC adr.

Port id:Port priority+Port Number.

Message ageMax age

Hello timeForward delay

MAC frame

BPDU

Bridge 1: Bp=32768 08 00 2b 51 11 21

Bridge 2:Bp=32768 00 00 2c 10 a0 30

Bridge 5:Bp=32768 08 00 2b 10 15 20

Bridge 3:Bp=32768 00 00 0c 10 15 04

Bridge 4:Bp=32767 08 00 2b aa 50 30

LAN 1

LAN 5

LAN 4

LAN 3

LAN 2

Bridge remotiEnd system

Livellofisico

Livellorete

Livelli superiori

MAC

LLC

End system

FisicoPPP/HDLC

MAC MACRelay

Fisico

FisicoPPP/HDLC

MACMACRelay

FisicoLivellofisico

Livellorete

Livelli superiori

MAC

LLC

LAN 1 LAN 2Connessione punto punto

FlagPPP

address control Prot. MAC header Info FCS FCS

PPPFlagPPP

Bridge/RouterInterfacceseriali asincronemodem

Rete telefonica

consolle

Interfacceseriali sincrone

Modem alta vel

Rete Pubblica C.C./C.P.

CDN

V.24V.35

Protocolli di linea utilizzati su reti C.C e CDN:

•HDLC•PPP

LAN