Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése 15/8.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése 15/8."— Előadás másolata:

1 1 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése 15/8

2 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 2 Az előző előadás tartalma Adathálózati címkiosztás.  Fix vs. Dinamikus címkiosztás  RARP  BOOTP  DHCP  IPv6 Plug and Play Link local cím Szomszéd felderítés Automatikus konfiguráció  Állapotmentes  Állapottartó - DHCPv6

3 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 3 Tartalom A hálózat működése  A forgalomirányító szerepe  A hálózat működése  Proxy ARP  CIDR jelentősége  Többesküldés adattovábbítás IGMP MLD A forgalomirányító feladatai Forgalomirányító architektúrák  Első generációs  Második generációs  Harmadik generációs Várakozási sorok

4 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 4 Források Online:  CIDR: RFC 1518  ASM, SFM, SSM: Challenges of Integrating of ASm and SSM IP Multicast Protocol Architectures RFC 1112  Router: IP Router Architectures: An Overview Fast Switched backplane for Gigabit Switched Router Offline:  CIDR: Routing TCP/IP II.

5 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 5 A hálózat működése A hálózati réteg feladat:  Egy hierarchikus címzés segítségével azonosítani a hálózat egyes szegmenseit  Megkeresni közöttük a legkedvezőbb útvonalat  Legjobb szándék szerint kézbesíteni az adat csomagokat Elemei:  Forgalomirányítók Több logikai vagy fizikai interfész és képes átvinni a forgalmat közöttük  Hostok, Állomások Egy vagy több logikai vagy fizikai interfész és nem képes átvinni a forgalmat közöttük Forgalom típusok:  Normál (Unicast)  Töbesküldés (Multicast)

6 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 6 Példa R Hálózat Hálózat H H H H H R = router H = host Interfész cím Interfész cím A host részen csak 0-t tartalmazó cím a hálózat cím A host részen csak 1-t tartalmazó cím az üzenetszórási cím

7 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 7 Alhálózatok kialakítása Egy új szintet ad Transzparens a távoli hálózatok számára Az alhálózati maszk segítségével azonosítják

8 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 8 Példa Van egy B osztályú címünk: (16 host ID bit) a hálózati cím: Osszuk fel úgy alhálózatokra, hogy 100 cím jusson mindegyikre  7 bit elég minden alhálózatra  16-7=9 bit az alhálózatok azonosítására Az alhálózati maszk segítségével tudjuk kideríteni egy IP cím alhálózatát  Példa:  IP cím =  Maszk =  ÉS =  Alhálózat =

9 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 9 R1 H1H2 H3H4 R2H5 To the rest of the Internet Alhálózat példa

10 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 10 Forgalomirányítás alhálózatokkal Az IP réteg egy forgalomirányító táblát menedzsel A forrás: Az IP csomag elküldése előtt megnézi a forgalomirányító táblát  Amennyiben a cél cím ugyanazon a hálózaton van akkor elküldi az adatkapcsolati címre  Egyébként indirekt módon a tábla jelzi a következő ugrást ami egy forgalomirányító Forgalomirányító: Megnézi a cél címet és:  Ha a sajátja akkor feldolgozza, ha nem akkor a forgalomirányító táblájában kikeresi a következő ugrás cél címét

11 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 11 Forgalomirányító tábla Az alábbiakat tartalmazhatja minden sor:  Cél IP cím  A következő ugrás IP címe  Fizikai cím  Statisztikai információk Forgalomirányító tábla keresési sorrend és akció  Teljes cél cím; a következő ugrásra küldi  Cél hálózati cím; a következő ugrásra küldi  Alapértelmezett útvonal bejegyzés; a következő ugrásra küldi  A csomag kézbesíthetetlen; Egy ICMP “host unreachable error” csomagot küld a forrás címre

12 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 12 Példa H5-H2 kommunikáció R1 H1H2 H3H4 R2H5 To the rest of the Internet DestinationNext-HopMaskNet I/F lo0 default emd emd0 H5 forgalomirányító tábla

13 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 13 Példa H5-H2 kommunikáció R1 H1H2 H3H4 R2H5 To the rest of the Internet DestinationNext-HopMaskNet I/F lo0 default emd emd emd0 R2 forgalomirányító tábla

14 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 14 Példa H5-H2 kommunikáció R1 H1H2 H3H4 R2H5 To the rest of the Internet DestinationNext-HopMaskNet I/F lo emd emd emd1 R1 forgalomirányító tábla

15 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 15 Proxy-ARP A hostokon a netmask 0 –azaz minden címet a saját hálózatukon lévőnek gondolnak A forgalomirányító figyeli az ARP kéréseket és amikor látja, hogy valami nincs a hálózaton akkor saját MAC címét adja vissza. Előny:  Az alapértelmezett átjáró láthatatlanul cserélhető  Multihoming Hátrány:  Sok ARP kérés  Biztonsági problémák  Nagy ARP táblák

16 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 16 A 90-es években ezek a problémák jelentkeztek:  Az IP címek kifogyóban voltak  A forgalomirányító táblák nagyon nagyra nőttek IP cím kimerülés  A, B, és C cím osztályok nem voltak hatékonyak A B osztály túl nagy a legtöbb szervezetnek A C túl kicsi A B osztály foglalás a címek kifogyását vetítette előre Az IP forgalomirányító tábla mérete  A hálózatok számának növekedése a bejegyzések számának növekedésével járt 1991-től 1995-ig 10 havonta megduplázódott a méretük Komoly kihívás a forgalomirányítóknak (memória, feldolgozási kapacitás) Megoldás:  Osztálymentes Tartományközi Forgalomirányítás (Classless Interdomain Routing (CIDR), RFC 1518)  Új cím allokációs szabályok (RFC 2050)  Privát cím tartományok  Hosszú távú megoldás: IPv6 Problémák az IPv4-es címzéssel

17 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 17 A & B cím tartományokat csak nagyon indokolt esetben osztanak Egymás után következő C osztályú címeket osztana(max. 64 blokkot)  Egy tartományba eső IP címek közös előtaggal rendelkeznek, minden ezzel az előtaggal rendelkező IP cím ebbe a tartományba esik  Tetszőleges előtag hossz, hatékonnyá teszi a cím kihasználást A C osztályú címek alsó része ki lett osztva regionális hatóságoknak  Sokkal hierarchikusabb cím kiosztás  Szolgáltatás a felhasználónak IgényKiosztás < 2561 Class C 256<,<5122 Class C 512<,<10244 Class C 1024<,<20488 Class C 2048<,< Class C 4096<,< Class C 8192<,< Class C Új IP cím kiosztási szabály

18 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 18 Szuperhálózatok (Supernetting) Egy folyamatos C osztályú cím csoportot egy változó hosszúságú maszkkal azonosítunk Példa: /20  IP cím ( ) & maszk hossz (20)  IP cím =  Maszk =  16 osztályú blokkot tartalmaz:  Kezdete  Pl.:  Vége  Pl.:

19 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 19 Classless Inter-Domain Routing CIDR megoldás a forgalomirányító tábla robbanásra  A hálózatok előtaggal és maszkkal vannak azonosítva  A CIDR előtt: Egy 16 folyamatos C blokkot tartalmazó hálózathoz 16 bejegyzés kellett  A CIDR után: Egy 16 folyamatos C blokkot tartalmazó hálózathoz 1 bejegyzés kell Megoldás: Maszk alapján nem az osztály alapján történik a forgalomirányítás  A forgalomirányító tábla bejegyzés:  Példa: /21  min cím  maszk  IP előtag  max cím  maszk  ugyanaz az előtag

20 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I R1R1 R2R (a) R1R1 R2R … … … … (b) Hierarchikus forgalomirányítás

21 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 21 Cím aggregálás

22 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 22 CIDR allokációs szabályok (RFC ) Az IP cím kiosztás a fizikai topológiát követi A hálózati topológia nemzeti/kontinentális határokat követi  Az IP címeket ezek szerint kell kiosztani Áthaladó forgalomirányító tartományok (Transit routing domains (TRDs)) saját IP előtaggal rendelkeznek  IP forgalmat szállít tartományok között  Nem feltétlenül hierarchikus, nemzetközi összeköttetések  A legtöbb forgalomirányító tartomány single-homed (egy TRD)  Ezen tartományok a TRD előtg darabját kaphatják  A TRD kifelé 1 bejegyzést hirdet Megvalósítás BGPv4 (RFC 1520)

23 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 23 Miért használhatjuk a CIDR-t? Az Internet többé- kevésbé hierarchikus  Felhasználók (cégek is)  Internet szolgáltatók  Regionális Internet szolgáltatók  Nemzetközi hálózat szolgáltatók

24 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 24 Leghosszabb előtag egyezés A CIDR befolyásolja a forgalomirányítást és a továbbítást A forgalomirányító tábláknak/protokolloknak foglalkoznia kell a címmel és a maszkkal is Több bejegyzés is megfelelhet egy cél címnek PL: A forgalomirányító tábla tartalmazhatja  /22 mely megfelel az adott szupernetnek  /20 mely nagyobb számú cél összefogásával jött létre  A csomagot a legjobban egyező irányba kell továbbítani (leghosszabb előtag egyezés) Több gyors leghosszabb előtag egyezés algoritmus is ismert

25 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 25 Problémák a CIDR-al Adminisztratív:  Multi homed forgalomirányító tartomány  Szolgáltató váltás (/19-es szabály) Forgalomirányítás pontatlanság  Aszimmetrikus forgalom

26 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 26 Többesküldés (Multicast) A többesküldés hasznos amikor a forrás több címzettnek is szeretné ugyanazt a csomagot elküldeni Az unicast csomagtovábbítás nagyon kicsi hatékonysággal működik ez esetben Tipikus alkalmazás:  Video konferencia  TV közvetítés (Internet TV)  Igény szerinti video (Video On Demand)  Fájl terítés  …

27 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 27 Többesküldés S G1 G G2 G3 3 4 Az S forrás a G1 csoportnak küld csomagokat

28 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 28 Tetszőleges Forrású Többesküldés Any Source Multiast (ASM) Pont-több pont, Több pont – Több pont kommunikáció 1988 Steve Deering PhD Stanadard multicast modell:  IP stílus. A forrás bármikor bármilyen többesküldés címre forgalmazhat, nem szükséges ezekre feliratkoznia. Az IP feletti beágyazás: UDP.  Nyílt csoportok. A forrásnak nem kell tudnia a csoport tagjairól, csak a címet kell tudnia. Egy csoportnak tetszőleges számú forrása lehet.  Dinamikus csoportok. A tagok bármikor kiléphetek és beléphetnek a csoportba, ezt senkivel sem kell egyeztetniük MBone, mrouted.

29 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 29 Fordított útvonalú üzenetszórás Reverse Path Broadcasting (RPB) Az S-be vezető legrövidebb utak halmaza egy fát alkot mely átfogja a hálózatot  Megközelítés: Kövessük ezeket az útvonalakat visszafelé Minden forgalomirányító tudja a legrövidebb útvonalat S felé  Egy többesküldés csomag megérkezésekor feljegyzi a csomag forrását és a bejövő portot  Amennyiben a legrövidebb útvonalon érkezett akkor minden más portján kiküldi  Egyébként eldobja A hurkok így nem jelentkeznek: minden csomag csak egyszer halad át egy forgalomirányítón Ezzel azt feltételeztük hogy a forrástól és a forrásig vezető legrövidebb útvonal azonos  Amennyiben ez nem így van akkor link állapotokat kell menedzselnünk, hogy kiszámítsuk a legrövidebb útvonalat S felé

30 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 30 Példa: A legrövidebb útvonalak S G1 G G2 G3 3 4

31 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 31 S küld egy csomagot S G1 G G2 G3 3 4

32 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 32 Példa: Az első ugrás csomópontok S G1 G G2 G3 3 4

33 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 33 Példa: Folytatás Csonkolt RPB (Truncated RPB (TRPB)): A levél forgalomirányítók nem továbbítják a csomagot, ha a csatlakozó állomások közül egy sem csatlakozott az adott csatornához S G1 G G2 G3 3 4

34 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 34 Internet csoport menedzselő protokoll Internet Group Management Protocol (IGMP):  Az állomás IGMP üzenetek küldésével tud adott csatornákra feliratkozni Minden forgalomirányító periodikusan küld IGMP kérdés üzeneteket a csoport tagságról  Az állomások a csoporttagságukkal válaszolnak  A válaszidő véletlenszerű, ha már más válaszolt a kérdésre akkor nem válaszolnak A forgalomirányítók megállapítják, hogy milyen csoportok aktívak az adott portokon Csak azokra a portokra küldik ki a csoportosküldés csomagokat ahol vevők is vannak hozzá

35 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 35 Fordított útvonalú csoportosküldés Reverse Path Multicasting (RPM) az IGMP segítségével azonosítja a csoportokat Az első csomag (forrás,csoport) minden levél ághoz el lesz küldve TRPB segítségével A levél forgalomirányító melyhez nem tartoznak csoporttagok prun üzenetet küld a fán előtte lévő forgalomirányítónak A felette lévő forgalomirányító amennyiben nincs más akit érdekelne a csoport továbbküldi a prun üzenetet A prun üzeneteknek véges élettartamuk van Amennyiben egy állomás egy csoporthoz szeretne csatlakozni a akkor graft üzenete küld

36 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 36 Példa: prun üzenet G2-től S G1 G G2 G3 3 4

37 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 37 Példa: RPM fa S G1 G G2 G3 3 4

38 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 38 Példa: Router 6 –os router graft S G1 G G1 G3 3 4 Graft

39 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 39 Példa: RPM fa graft után S G1 G G1 G3 3 4

40 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 40 Többesküldés A mai napig nem olyan elterjedt, sikeres mint a WEB (1990) Új követelmény a jelenleg Unicast küldésre specializált hálózattal szemben Problémák  Mindenki-Mindenkinek nem alkalmas a mai kereskedelmi alkalmazásoknál  Biztonság (támadások egyes csoportok ellen)  Cím kiosztás  Cím aggregálás  Számlázás

41 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 41 Alternatív megoldások

42 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 42 SFM, SSM A felhasználó kiválaszthatja a számára érdekes forrásokat  IGMP v3  MLD v2 SFM:  Mindent csak adott forrásokat ne  Forrás lista SSM:  Egy adó-egy csatorna !!!

43 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 43 Forgalomirányító tervezési szempontok Gerinc forgalomirányító  Megbízhatóság  Sebesség/Teljesítmény Vállalati forgalomirányító  Alacsony portonkénti ár  Sok port  Könnyű konfigurálhatóság Hozzáférést biztosító forgalomirányító  Otthoni/kicsi vállalat  Olcsó  Modem gyűjtmény Gerinc Vállalati Hozzáférési

44 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 44 Forgalomirányító feladatok Forgalomirányító tábla karbantartás Csomag továbbítás  Csomag ellenőrzés (verziós, hossz, ellenőrző összeg)  Cél cím keresés  Csomag TTL kezelés  Ellenőrző összeg újraszámítás

45 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 45 Forgalomirányító komponensek Route Processing Packet Forwarding Destination address lookup Forgalomirányító tábla Route updates Bejövő csomagok Kimenő csomagok Topology & address exchange with neighboring nodes Adat

46 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 46 Forgalomirányító komponensek Kapcsoló egység Interfész kártyák Forgalomirányító egységek Továbbító egységek

47 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 47 Kapcsoló egység Osztott memória  A memória hozzáférés határozza meg a maximális sebességet Busz  A busz kapacitása a szűk keresztmetszet Tér osztás (crossbar)  Az időzítő a szűk keresztmetszet

48 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 48 Problémák a busszal  Az adat kétszer halad át rajta  A csomag feldolgozás a és a menedzsment is a központban történik  A teljesítmény a busztól és a központi processzortól függ

49 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 49 Osztott memória Az interfészek és a központi egység egy közös osztott memórián át kommunikálnak A memória hozzáférési sebessége korlátozza a megoldás használhatóságát Interfész szám függő

50 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 50 Elosztott feldolgozás A csomagok feldolgozása az interfészeken történik  ASIC  Proci A Buszt/Memóriát csak egyszer használják Elosztott útvonal gyorstár  A gyakran előforduló címek vannak benne  A forgalom típusától erősen függ a használhatósága (gerinc/vállalati)  A gyorstár növelésével javítható ez a probléma

51 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 51 Útvonal gyorstár Route Processor Memory DMA Route Cache Memory MAC Line Card DMA Route Cache Memory MAC Line Card DMA Route Cache Memory MAC Line Card Bus Cache updates

52 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 52 Kapcsolt háló alapú megoldás Az interfészek feladata:  Csomag feldolgozás  Következő ugrás keresés  Gyakran csomag darabolás  Csomag összeillesztés A kapcsolatot egy teljes kapcsolt háló adja Központ  Különleges esetek kezelése  Forgalomirányító tábla kezelése Kapcsolás:  Gyors útvonal  Lassú útvonal

53 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 53 Kapcsolt háló

54 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 54 Bejövő/Kimenő várakozási sor Bejövő várakozási sor  A vonali sebesség > kapcsoló egység sebesség  Típusa FIFO (HOB probléma) VOQ (Virtual Output Queueing) QOS? Kimenő várakozási sor  A vonali sebesség < kapcsoló egység sebesség  Gyorsabbnak kell lennie mint a kapcsoló egységnek

55 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 55 Memória techológia ( ) TechnológiaEgy IC$/IC ($/MByte) Sebess ég Watts/chip Networking DRAM 64 MB$30-$50 ($0.50-$0.75) 40-80ns0.5-2W SRAM4 MB$20-$30 ($5-$8) 4-8ns1-3W TCAM1 MB$200-$250 ($200-$250) 4-8ns15-30W

56 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 56 Keresési sebesség Év Vonali sebeség csomag/sec (40Byte packet) Mb/s1.94M Gb/s7.81M Gb/s31.25M Gb/s125M A keresési algoritmus: Egyszerűnek kell lennie Egyszerűen implementálható

57 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 57 Ütemezés First Come Fist Served (FCFS) Fair Queuing  R : ideális továbbítási arány  w 1, w 2 … w n a sorok súlyai  Az ideális szolgáltatás K : Rw k /  (w i )  A jól viselkedő források nem vesznek észre csomag vesztést  Garantálja a minimum arányt

58 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 58 Leghosszabb egyezés Pontos egyezés 1 hosszú Pontos egyezés 2 hosszú Pontos egyezés 32 hosszú Hálózat Cím Port Kiválasztás

59 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 59 Csomag osztályozás Több mező is használ  Forrás/Cél IP cím (32 bit)  Forrás/Cél port (16 bit)  TOS bájt (8 bit)  Type of protocol (8 bit)  Más mezők

60 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 60 A mai csúcs forgalom irányító Carrier Routing System – 1  Hátlap: 640 GBs – 92 TBps  2 Gbyte útvonal memória  1 Gbyte csomag memória (Kártyánként)  40GBps –interfészek (ASIC 40 GBit/s)  Skálázható megoldás  0.5 Tonna  13.6 KW  USD

61 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 61 Tartalom A hálózat működése  A forgalomirányító szerepe  A hálózat működése  Proxy ARP  CIDR jelentősége  Többesküldés adattovábbítás IGMP MLD A forgalomirányító feladatai Forgalomirányító architektúrák  Első generációs  Második generációs  Harmadik generációs Várakozási sorok

62 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. 62 A következő előadás tartalma Forgalomirányító algoritmusok.  Statikus bejegyzések.  Távolságvektor alapú forgalomirányító algoritmusok.  Link állapot alapú forgalomirányító algoritmusok.  Hibrid forgalomirányító algoritmusok. RIP EIGRP


Letölteni ppt "1 IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése 15/8."

Hasonló előadás


Google Hirdetések