Architetture Avanzate di rete
Prof Alfio Lombardo
Modulo collegato:
Laboratorio di progettazione di reti
Prof. Aurelio La Corte
Programma a.a. 05-06
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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
Host
802.5
LAN
M
802.3
LAN
802.3
LAN
B
B
r
i
d
g
e
M
802.
3
LAN
Multiprotocol
router
SNA WAN
M
X.25 WAN
M
802.3
LAN
DISPOSITIVI DI
INTERCONNESSIONE
Repeaters
Bridge / Switch
BRouter
Multiprotocol Router
Transport and Application
gateways
Repeaters
End system
End system
Livelli
superiori
Livelli
superiori
Ethernet
Livello
802.3
rete (Doppino)
Livello
rete
Livello
Data link
Livello
fisico
hub
Ethernet
802.3 Repeater
(cavo coax)
Livello
Data link
Livello
fisico
Bridge / Switch
Internetworking a livello II
End system
End system
Livelli
superiori
Livelli
superiori
Livello
rete
Livello
rete
LLC
LLC
Livello
Data
MAC
link
Livello
fisico
MAC Relay MAC
Fisico
Fisico
MAC
Livello
fisico
Il sistema Internet: Architettura
Routers
protocolla
Internetworking a livello III re
Host A
Host B
application
application
transport
Router
Router
transport
IP
IP
IP
IP
network
interface
network
interface
network
interface
network
interface
rete 1
rete 2
rete 3
Internetworking: l’inoltro dei
pacchetti
Forwarding (interntw. Level 1, 2, 3):
Store and forward
Cut-through
Accesso alla tabella di routing
Routing (interntw. Level tramite
2, 3): “longest prefix matching”
By address (IEEE802.1d, IPv4, IPv6, IPX, ISO CLNP)
Source routing (Token Ring, opzionalmente IPv4 e IPv6)
Label swapping (ATM, Frame relay, X.25, MPLS)
Accesso diretto alla tabella
di routing
Tipologie di Routing
Routing Statico
Routing Dinamico:
Centralizzato
Isolato
Distribuito
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 presenti
nel 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)
Processo di
bridging
forwarding
learning
Filtering database
Processo
di Spanning Tree
Filtering database
Brouter Cisco 2503a
2503a#show bridge
Total of 900 station blocks, 291 free
Bridge group 1:
Address
0800.2b31.bcbc
5254.abdd.2929
0000.0404.0101
0800.2b3b.0b08
0800.2b36.0b08
0800.2b31.bcbc
0800.2b1b.aaae
0800.2c31.83bc
0800.3d30.02bc
0020.afb6.8084
0020.afc6.8387
Action
forward
forward
forward
forward
forward
forward
forward
forward
forward
forward
forward
Interface
Ethernet0
Ethernet0
Ethernet0
Ethernet0
Ethernet0
Ethernet0
Ethernet0
Ethernet0
Ethernet0
Ethernet0
Ethernet0
Age
0
4
3
1
2
3
1
5
0
1
0
Rx Count
2
1
4
3
2
5
1
3
2
4
2
Tx count
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Processo di forwarding
Ricezione trama porta x
no
trama scartata
No
errori
si
no
trama scartata
Porta x:
forwarding
si
Destinazione di x nel
FILTERING d.b.?
si
trama
scartata
si
Destinazione sulla stessa LAN?
no
Inoltra trama sulla porta corretta
a
Sottoprocesso di learning
no
Inoltra trama su tutte
le porte tranne x
Flooding
Sottorocesso di learning
processo di forwarding
Indirizzo MAC sorgente nella
trama nel filtering d.b.
no
a
Aggiungi Indirizzo MAC
nel filtering d.b., associa
la porta di rx, azzera age
si
Porta di ricezione uguale a
quella associata nel filtering d.b.
si
Azzera ageing timer
Fine processo
no
Aggiorna porta associata
all’ indirizzo MAC con
quella di rx, azzera ageing
timer
Comp. 1
08 00 2b 16 50 a0
LAN A
1
2
bridge
3
LAN B
Comp. 3
08 00 5a 10 40 e1
LAN C
Comp. 5
08 00 2b c4 c6 aa
Flooding
Comp. 2
08 00 2b 20 10 56
Comp. 4
08 00 5a 10 40 e1
port
Indirizzo
1
08 00 2b 16 50 a0
Ageing
time
0
Comp. 1
08 00 2b 16 50 a0
Comp. 2
08 00 2b 20 10 56
LAN A
1
2
bridge
3
LAN B
Comp. 3
08 00 5a 10 40 e1
LAN C
Comp. 5
08 00 2b c4 c6 aa
Comp. 4
08 00 5a 10 40 e1
Inoltro selettivo
sulla porta 1
Ageing
time
port
Indirizzo
1
08 00 2b 16 50 a0
5
3
08 00 2b c4 e6 aa
0
Comp. 1
08 00 2b 16 50 a0
LAN A
1
2
bridge
3
LAN B
Comp. 3
08 00 5a 10 40 e1
LAN C
Comp. 5
08 00 2b c4 c6 aa
Pacchetto scartato
Comp. 2
08 00 2b 20 10 56
Comp. 4
08 00 5a 10 40 e1
port
Indirizzo
Ageing
time
1
3
1
08 00 2b 16 50 a0
08 00 2b c4 c6 aa
08 00 2b 20 10 56
12
7
0
Comp. 5
08 00 2b c4 c6 aa
Comp. 1
08 00 2b 16 50 a0
Comp. 2
08 00 2b 20 10 56
LAN A
1
2
bridge
3
LAN B
Comp. 3
08 00 5a 10 40 e1
LAN C
Comp. 4
08 00 5a 10 40 e1
Spostamento computer
(Pacchetto scartato)
port
Indirizzo
Ageing
time
1
31
1
08 00 2b 16 50 a0
08 00 2b c4 c6 aa
08 00 2b 20 10 56
40
25
0
18
Comp. 2
08 00 2b 20 10 56
Comp. 1
08 00 2b 16 50 a0
LAN A
1
2
bridge
3
Spostamento computer
(Inoltro sulla porta errata)
port
Indirizzo
Ageing
time
1
3
1
2
08 00 2b 16 50 a0
08 00 2b c4 e6 aa
08 00 2b 20 10 56
08 00 5a 10 40 e1
40
25
18
0
LAN B
Comp. 3
08 00 5a 10 40 e1
LAN C
Comp. 5
08 00 2b c4 c6 aa
Comp. 4
08 00 5a 10 40 e1
Comp. 2
08 00 2b 20 10 56
Processo di Spanning Tree
Trasforma una rete magliata in una rete ad albero eliminando i loop
Bridge 1: Bp=32768
08 00 2b 51 11 21
LAN 1
Bridge 2:Bp=32768
00 00 2c 10 a0 30
LAN 2
Bridge 5:Bp=32768
08 00 2b 10 15 20
LAN 3
LAN 5
Bridge 3:Bp=32768
00 00 0c 10 15 04
LAN 4
Bridge 4:Bp=32767
08 00 2b aa 50 30
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’indirizzo
Multicast 01 80 C2 00 00 00 (IEEE 802.1d)
Bridge Protocol Data Units (BPDU)
Bridge 1: Bp=32768
08 00 2b 51 11 21
LAN 1
Bridge
2:Bp=32768 00
00 2c 10 a0 30
LAN 3
LAN 2
Bridge
5:Bp=32768 08
00 2b 10 15 20
Prot id
Prot vers. id
BPDU type
flags
LAN 5
Bridge
4:Bp=32767 08
00 2b aa 50 30
Bridge
3:Bp=32768 00
00 0c 10 15 04
Root id:
Bridge priority+
Root Bridge MAC adr.
Root path cost
LAN 4
Bridge id:
Bridge priority+
Bridge MAC adr.
BPDU
MAC frame
Port id:
Port priority+
Port Number.
Message age
Max age
Hello time
Forward delay
End system
Bridge remoti
End system
Livelli
superiori
Livelli
superiori
Livello
rete
Livello
rete
LLC
MAC
Livello
fisico
LAN 1
MAC
Fisico
Relay
MAC
PPP/
HDLC
MAC
PPP/
HDLC
Fisico
MAC
Fisico
Fisico
Connessione punto punto
Flag address control
PPP
Relay
LLC
MAC
Livello
fisico
LAN 2
Prot. MAC
FCS Flag
Info
FCS
header
PPP PPP
consolle
Bridge/Router
Interfacce
seriali
asincrone
modem
Rete
telefonica
V.24
V.35
Modem alta vel
Interfacce
seriali
sincrone
LAN
Protocolli di linea utilizzati su reti C.C e CDN:
•HDLC
•PPP
Rete
Pubblica C.C./C.P.
CDN