Protocolos em Redes de Dados Vizinhan cas An uncios Aula 06 - - PowerPoint PPT Presentation

Protocolos em Redes de Dados Lu´ ıs Rodrigues Sum´ ario Introdu¸ c˜ ao Vizinhan¸ cas An´ uncios Interliga¸ c˜ ao com o IGP Filtragem de rotas Instabilidade Processamento de rotas

Protocolos em Redes de Dados

Aula 06 BGP: Introdu¸ c˜ ao Lu´ ıs Rodrigues

FCUL

2004-2005

Protocolos em Redes de Dados Lu´ ıs Rodrigues Sum´ ario Introdu¸ c˜ ao Vizinhan¸ cas An´ uncios Interliga¸ c˜ ao com o IGP Filtragem de rotas Instabilidade Processamento de rotas

Sum´ ario

◮ Funcionalidades fundamentais do BGP. ◮ Tipos de pacotes. ◮ Atributos principais.

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BGP: Border Gateway Protocol

◮ Protocolo exterior utilizado actualmente. ◮ Equil´

ıbrio entre ”vectores de distˆ ancia”e ”estado dos elos”.

◮ A conectividade ´

e divulgada na forma de um ”caminho”que indica quais os sistemas aut´

• nomos

inclu´ ıdos na rota.

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BGP: ilustra¸ c˜ ao

Information F receives from its neighbors about D

• From B: "I use BCD"

From G: "I use GCD" From I: "I use IFGCD" From E: "I use EFGCD" J H D C G I (a) (b) F B A E

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BGP: vantagem de trocar rotas

◮ Se um encaminhador recebe o an´

uncio de uma rota em que o pr´

• prio sistema aut´
• nomo j´

a se encontra inclu´ ıdo, descarta essa rota.

◮ Deste modo evitam-se ciclos no encaminhamento.

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BGP: concretiza¸ c˜ ao baseada em TCP

◮ As liga¸

c˜

• es entre vizinhos s˜

ao suportadas por liga¸ c˜

• es

TCP.

◮ Maior fiabilidade, possibilidade de trocar pacotes longos. ◮ Tipos de pacotes

◮ Estabelecer a liga¸

c˜ ao.

◮ Disseminar actualiza¸

c˜

• es.

◮ Notificar detec¸

c˜ ao de falhas na liga¸ c˜ ao.

◮ Testar a actividade.

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BGP: funcionamento t´ ıpico

◮ Fase inicial:

◮ Parceiros trocam conte´

udos das bases de dados.

◮ Regime est´

avel:

◮ S´

• trocam actualiza¸

c˜

• es.

◮ Enorme vantagem em rela¸

c˜ ao a algoritmos de gera¸ c˜

• es

anteriores.

◮ An´

uncios:

◮ Indicam o estabelecimento de novas rotas.

◮ Remo¸

c˜

• es/retiradas (withdrawals):

◮ Indicam que uma rota previamente anunciada deixou de

estar dispon´ ıvel.

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BGP: vizinhos interiores e exteriores

◮ Um encaminhador fronteira troca informa¸

c˜ ao com os seus vizinhos:

◮ Exteriores (pertencentes a outros sistemas aut´

• nomos).

◮ Interiores (pertencentes ao mesmo sistema aut´

• nomo).

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BGP: liga¸ c˜

• es internas

• S. A. z

• S. A. y

• S. A. x

IBGP EBGP EBGP

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Teste de actividade

◮ Vizinhos trocam mensagens “KEEPALIVE”

periodicamente.

◮ Estas mensagens permitem detectar falhas dos vizinhos.

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Formato das mensagens

◮ Marcador de 16 octetos, seguido de um campo de dois

• ctetos para o comprimento e outro de 1 octeto

indicando o tipo de pacote.

◮ Os dados s˜

ao os campos seguintes.

◮ KEEPALIVE n˜

ao possui campo de dados.

◮ O marcador ´

e usado para trocar informa¸ c˜ ao de autentica¸ c˜ ao.

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Estabelecimento de vizinhos

◮ Criar uma liga¸

c˜ ao TCP/IP.

◮ Negociar parˆ

ametros como o intervalo entre KEEPALIVEs.

◮ Cada encaminhador prop˜

• e um valor e o menor ´

e escolhido.

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Pacote OPEN

Opt Len My autonomous system Hold time Version BGP Identifier Optional parameters

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Parˆ ametros do OPEN

◮ Vers˜

ao:

◮ Qual a vers˜

ao do protocolo (actual BGP4). ◮ My autonomous system:

◮ Identificador do sistema aut´

• nomo a que o encaminhador

pertence. ◮ Hold time:

◮ Tempo entre KEEPALIVE ou UPDATE.

◮ Identifier:

◮ Identificador do encaminhador.

◮ Op¸

c˜

• es:

◮ Como por exemplo, parˆ

ametros usados para autentica¸ c˜ ao.

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Estabelecimento de liga¸ c˜ ao

◮ Podem ocorrer erros ao tentar estabelecer a liga¸

c˜ ao TCP ou posteriormente na troca de pacotes OPEN.

◮ Caso ocorra um erro ´

e gerada uma NOTIFICATION e a liga¸ c˜ ao ´ e cortada.

◮ Exemplos de erros: sistema aut´

• nomo n˜

ao autorizado, expirar do Hold time.

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An´ uncios

◮ Troca de pacotes designados por UPDATEs. ◮ Cada UPDATE possui:

◮ Quais as redes acess´

ıveis.

◮ Lista de atributos do caminho para essas redes

(nomeadamente, quais os sistemas atravessados).

◮ Quais as redes inacess´

ıveis.

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BGP e CIDR

◮ Cada rede anunciada ou retirada (withdrawn) ´

e definida por um par:

◮ comprimento do prefixo (1 octeto), prefixo (tamanho

vari´ avel)

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Atributos do caminho

◮ Cada atributo possui trˆ

es campos:

◮ Tipo de atributo (dois octetos). ◮ Comprimento do atributo. ◮ Valor (comprimento vari´

avel).

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Tipo de atributo

◮ Por sua vez inclui dois campos:

◮ Flags de controlo. ◮ Tipo de atributo.

◮ “Flags”:

◮ Opcional ou “well-known”. ◮ Transitivo ou n˜

ao-transitivo.

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Tipos de atributos

◮ Well-known mandatory:

◮ Tem de estar presente em todos os an´

uncios e deve ser reconhecido por qualquer encaminhador.

◮ Well-known discretionary:

◮ Deve ser reconhecido por qualquer encaminhador

embora possa ser omitido.

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Tipos de atributos

◮ Optional transitive:

◮ Deve ser propagado em an´

uncios para outros sistemas, mesmo que o encaminhador n˜ ao o reconhe¸ ca.

◮ Optional nontransitive:

◮ Deve ser descartado se n˜

ao for reconhecido.

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Tipos de atributos

◮ 1-ORIGIN: well-known mandatory. ◮ 2-AS path: well-known mandatory. ◮ 3-NEXT HOP: well-known mandatory. ◮ 4-MULTI EXIT DISC: optional nontransitive. ◮ 5-LOCAL PREF: well-known discretionary. ◮ ...

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Internal BGP

◮ Usado entre encaminhadores do mesmo sistema

aut´

• nomo, para trocarem entre si rotas adquiridas do

exterior.

◮ Um encaminhador n˜

ao propaga para outros encaminhadores do mesmo sistema rotas anunciadas por vizinhos IBGP.

◮ Todos os encaminhadores do sistema aut´

• nomo devem

estabelecer rela¸ c˜

• es de vizinhan¸

ca m´ utuas.

◮ A explos˜

ao de liga¸ c˜

• es pode ser evitada usando

“reflectores de rotas”.

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BGP: Interliga¸ c˜ ao com o IGP

◮ As rotas obtidas atrav´

es de BGP devem ser divulgadas dentro do sistema aut´

• nomo.

◮ Por exemplo, se for usado OSPF, s˜

ao divulgadas como rotas externas.

◮ Se um sistema aut´

• nomo fizer trˆ

ansito, n˜ ao deve anunciar rotas que n˜ ao sejam reconhecidas pelo IGP.

◮ Pode obter esta informa¸

c˜ ao consultado as tabelas do IGP.

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Injectar rotas externas no IGP

◮ As rotas externas representam um enorme volume, pelo

que se deve tentar evitar a sua propaga¸ c˜ ao.

◮ Encaminhamento para o exterior por omiss˜

ao.

◮ Outro modo: colocar todos os routers internos a correr

tamb´ em IBGP.

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Fontes de actualiza¸ c˜

• es no BGP

◮ Todas as rotas internas:

◮ Nos encaminhadores Cisco, uma configura¸

c˜ ao conhecida por “dinˆ amica pura”.

◮ Rotas seleccionadas:

◮ O encaminhador ´

e configurado com os prefixos a anunciar.

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Filtragem

◮ ´

E necess´ ario filtrar endere¸ cos privados ou endere¸ cos com prefixos que n˜ ao correspondam ` as pol´ ıticas de agrega¸ c˜ ao v´ alidas.

◮ Rotas injectadas do exterior tamb´

em n˜ ao podem ser anunciadas como originando do AS (nota: isto ´ e trivial no OSPF, que distingue as rotas externas).

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O problema da instabilidade

◮ Um encaminhador anuncia que uma rota fica

indispon´ ıvel:

◮ Isto pode gerar uma cadeia de an´

uncios.

◮ Um router pode ficar sobrecarregado a processar estes

an´ uncios e ´ e marcado com ”em baixo”.

◮ Isto gera mais an´

uncios, etc.

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Resultados da instabilidade

◮ Diminui¸

c˜ ao dr´ astica na largura de banda e conectividade.

◮ Numa certa altura, foram trocados mais de 30 milh˜

• es

de actualiza¸ c˜

• es num ´

unico dia entre os principais encaminhadores da Internet (core routers).

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Medidas correctivas

◮ Foram identificados ”bugs”no software de alguns

fabricantes que entretanto foram corrigidos.

◮ Inseriram-se mecanismos de correc¸

c˜ ao.

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Medidas correctivas: route-flap damping

◮ Mecanismo que permite configurar o encaminhador de

modo a ignorar actualiza¸ c˜

• es referentes a ocila¸

c˜

• es

entre an´ uncio e remo¸ c˜ ao.

◮ Se um limite de pares an´

uncio/remo¸ c˜ ao ´ e excedido num curto per´ ıodo, os an´ uncios passam a ser ignorados por um dado intervalo.

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Injec¸ c˜ ao est´ atica

◮ Consiste em anunciar rotas definidas estaticamente,

independentemente da conectividade real.

◮ Evita problemas de instabilidade.

◮ Se s´

• existir um caminho, ´

e eficiente.

◮ Se existirem diversos caminhos pode gerar um

“buraco-negro” (dado que o outro caminho pode nunca ser escolhido).

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Processamento de rotas

◮ Um encaminhador recebe rotas dos seus vizinhos. ◮ Estas rotas s˜

ao filtradas, podendo decidir n˜ ao considerar algumas.

◮ As melhores rotas s˜

ao escolhidas, a partir do resultado da filtragem.

◮ Estas s˜

ao usadas pelo encaminhador e possivelmente anunciadas.

◮ Um segundo processo de filtragem escolhe quais as

rotas a anunciar.

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Processamento das rotas

Rotas recebidas dos vizinhos Filtragem na entrada Escolha de rotas Rotas usadas Tabela de encaminhamento IP Filtragem de rotas anunciadas Rotas anunciadas aos vizinhos

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Agrega¸ c˜ ao e rotas espec´ ıficas

◮ Quando um SA anuncia as rotas internas deve fazer

agrega¸ c˜ ao.

◮ Em certos casos, pode anunciar rotas espec´

ıficas para al´ em do agregado.

◮ Isto ´

e importante em sistemas “multi-homed” para controlar a entrada do tr´ afego..

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Atributo NEXT HOP

◮ Campo que indica qual o encaminhador atrav´

es do qual uma rota foi conhecida.

◮ Uma rota injectada do exterior, mant´

em como NEXT HOP o encaminhador exterior que a anunciou para

• sistema aut´
• nomo.

◮ Para chegar ao NEXT HOP pode ser necess´

ario passar por n´

• s interm´

edios.

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Propaga¸ c˜ ao do NEXT HOP

128.213.1.0/24 (NEXT_HOP=1.1.1.1) 192.212.1.1/24 (NEXT_HOP=2.2.2.2) 128.213.1.0/24 (NEXT_HOP=1.1.1.1) A B C IBGP EBGP 192.212.1.0/24 3.3.3.3 2.2.2.2 1.1.1.1 128.213.1.0/24 192.212.1.0/24 2.2.2.2 2.2.2.0/24 3.3.3.0/24 128.213.1.0/24 1.1.1.0/24 3.3.3.3 Serial 0 1.1.1.1 3.3.3.3 S0 Tabela do encaminhador A

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NEXT HOP em meios multi-acesso

◮ O NEXT HOP deve ser sempre usado em meios

multi-acesso, de modo a evitar saltos desnecess´ arios.

◮ Em alguns casos pode ser ´

util for¸ car o campo NEXT HOP a um determinado valor, para garantir que a rota passa por um dado encaminhador.

◮ Por exemplo, ao tentar atingir uma rede na fronteira,

para for¸ car o uso de uma rota interna ao sistema e n˜ ao um caminho atrav´ es de outros sistemas.

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Atributo AS path

◮ Lista de sistemas aut´

• nomos que ´

e necess´ ario atravessar para chegar ao destino.

◮ Sempre que um sistema re-anuncia uma rota,

acrescenta o seu sistema aut´

• nomo `

a cabe¸ ca da lista.

◮ A lista ´

e usada para escolher percursos.

◮ Uma lista mais curta ´

e sempre preferida.

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Identificadores de sistemas aut´

• nomos privados

◮ Se uma organiza¸

c˜ ao s´

• possui um fornecedor de acesso,

´ e encorajada a usar identificadores privados para o seu sistema aut´

• nomo.

◮ Valores entre 64512 e 65535.

◮ Estes n´

umeros s˜ ao trocados com o fornecedor mas n˜ ao podem ser propagados na Internet.

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Agrega¸ c˜ ao de endere¸ cos

◮ Quando se faz agrega¸

c˜ ao de an´ uncios, cria-se uma nova rota cuja origem ´ e o encaminhador que faz a agrega¸ c˜ ao.

◮ Problema: perde-se informa¸

c˜ ao acerca dos sistemas aut´

• nomos j´

a atravessados.

◮ Define-se uma AS list:

◮ Semelhante a um AS path, sem ordem, obtido atrav´

es da uni˜ ao de diversos AS path ou AS list.

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Manipula¸ c˜ ao do AS path

◮ ´

E poss´ ıvel inserir v´ arias vezes o pr´

• prio sistema

aut´

• nomo no AS path ao anunciar uma rota.

◮ M´

etodo expedito de aumentar artificialmente o “custo” de uma rota para dar preferˆ encia a outra rota.

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Atributo Local Preference

◮ Valor associado a uma sa´

ıda do sistema aut´

• nomo.

◮ Trocado por IBGP entre as diversas sa´

ıdas para escolher

• caminho para o tr´

afego que sai do S.A.

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Atributo MULTI EXIT DISC (MED)

◮ Custo local associado a uma entrada no sistema

aut´

• nomo.

◮ Trocado com os vizinhos mas n˜

ao propagado para o resto da rede.

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Atributo Community

◮ Grupo de redes que partilham propriedades. ◮ Algumas s˜

ao predefinidas, outras podem ser definidas entre sistemas aut´

• nomos.

◮ Exemplos:

◮ NO EXPORT (s´

• anunciar no sistema aut´
• nomo (ou na

confedera¸ c˜ ao)).

◮ NO ADVERTISE (nunca propagar para outro

encaminhador).

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Atributos ATOMIC AGGREGATE e AGGREGATOR

◮ Quando um encaminador faz agrega¸

c˜ ao de v´ arias an´ uncios, ´ e poss´ ıvel que se perca informa¸ c˜ ao contida nos atributos das rotas que deram origem ao agregado.

◮ O atributo ATOMIC AGGREGATE indica que a rota foi

• btida por agrega¸

c˜ ao.

◮ O atributo AGGREGATOR indica quem fez a agrega¸

c˜ ao.

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Atributo ORIGIN

◮ Indica qual a fonte de uma dada rota.

◮ IGP: a rota ´

e interna ao S.A.

◮ EGP: a rota foi adquirida por BGP. ◮ INCOMPLETE: tudo o resto.

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Resumo

◮ Mecanismos do BGP.