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Protocolos em Redes de Dados Lu´ ıs Rodrigues Sum´ ario Multicast entre-dom´ ınios MSDP MBGP BGMP Problemas pr´ aticos Resumo

Protocolos em Redes de Dados

Aula 11 Difus˜ ao Inter-Dom´ ınio (PIM-SM/MSDP/MBGP e BGMP) Lu´ ıs Rodrigues

FCUL

2005-2006

Protocolos em Redes de Dados Lu´ ıs Rodrigues Sum´ ario Multicast entre-dom´ ınios MSDP MBGP BGMP Problemas pr´ aticos Resumo

Sum´ ario

◮ Aplica¸

c˜ ao de difus˜ ao entre dom´ ınios.

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Multicast Internet Exchange (MIX)

◮ Pontos onde fornecedores de servi¸

co com suporte para multicast podem trocar tr´ afego em difus˜ ao, assim como sinaliza¸ c˜ ao de suporte ` a difus˜ ao.

◮ Permitem manter uma malha com suporte a difus˜

ao sem recorrer ao encapsulamento em tr´ afego ponto-a-ponto.

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Inter-Domain IP Multicast

◮ Problema:

◮ Como expandir a arquitectura baseada no MBONE

(mais MOSPF ou PIM)?

◮ Solu¸

c˜ ao interm´ edia:

◮ Tentar usar a infra-estrutura existente com pequenas

extens˜

• es.

◮ Solu¸

c˜ ao de longo prazo:

◮ Definir um protocolo semelhante ao BGP para

multicast.

◮ Na pr´

atica a solu¸ c˜ ao de longo prazo nunca foi adoptada e a solu¸ c˜ ao interm´ edia tornou-se a norma de facto no IPV4.

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Problema da descoberta de fontes

◮ Os protocolos esparsos usam o conceito de rendez-vous

point (RP).

◮ Como extender este conceito para um sistema contendo

v´ arios A.S.?

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Problema da descoberta de fontes

◮ Um ´

unico RP possui v´ arias desvantagens:

◮ Quem n˜

ao possui o RP fica dependente de outros A.S.

◮ Quem tem pode ser obrigado a fazer trˆ

ansito sem ter emissores nem receptores.

◮ Solu¸

c˜ ao: possuir um RP em cada A.S.

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Multicast Source Discovery Protocol (MSDP)

◮ Protocolo que permite aos RPs de cada A.S. trocarem

informa¸ c˜ ao acerca das fontes de informa¸ c˜ ao.

◮ Uma fonte contacta o RP local e este distribui essa

informa¸ c˜ ao por uma ´ arvore de RPs usando liga¸ c˜

• es

TCP dedicadas.

◮ Os RPs que tiverem membros no seu dom´

ınio registam-se na fonte de modo a participarem na ´ arvore de escoamento.

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MSDP

◮ Cada rendezvous point (RP) ´

e configurado com a identifica¸ c˜ ao dos RPs com os quais vai estabelecer trocas de informa¸ c˜ ao.

◮ Quando uma nova fonte se regista, esta informa¸

c˜ ao ´ e disseminada para os restantes RPs numa mensagem designada por “Source-Active” (SA).

◮ As mensagens SAs s˜

ao propagadas deste modo por uma ´ arvore de escoamento estabelecida entre os RPs.

◮ Esta ´

arvore ´ e estabelecida, seguindo regras de RPF para decidir quais os an´ uncios que devem ser inundados e quais os que devem ser descartados.

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Utiliza¸ c˜ ao intra-dom´ ınio

◮ Apesar de concebido para resolver o problema da difus˜

ao inter-dom´ ınio, o MSDP ´ e tamb´ em usado para coordenar m´ ultiplos rendezvous internos a um mesmo dom´ ınio.

◮ Em conjuga¸

c˜ ao com o anycast rendezvous (ver aula anterior) permite resolver de forma pragm´ atica o problema da tolerˆ ancia a falhas de um rendezvous ´ unico.

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MSDP Mesh-Group

◮ Sub-conjunto dos rendezvous que est´

a completamente ligado.

◮ Neste sub-conjunto n˜

ao ´ e necess´ ario re-encaminhar, para os outros membros do grupo, os an´ uncios recebidos de um membro do grupo.

◮ Facilita a configura¸

c˜ ao pois n˜ ao existe o risco de gerar ciclos na propaga¸ c˜ ao dos an´ uncios.

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Fragilidades

◮ Ramen worm:

◮ Worm que atacava a rede fazendo scan a todos os

endere¸ cos IP.

◮ Um bug no c´

• digo fazia com que os endere¸

cos IP multicast tamb´ em fossem testados.

◮ Cada teste gerava uma mensagem de “Source Active”

(podendo original mais de 4.000 por minuto).

◮ Solu¸

c˜ ao de emergˆ encia: limitar administrativamente a frequˆ encia m´ axima dos an´ uncios:

◮ Favorece ataques de nega¸

c˜ ao de servi¸ co.

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Rotas para as fontes

◮ Os receptores podem optar por tentar juntar-se a uma

´ arvore de escoamento com raiz na fonte.

◮ Para isso ir´

a enviar mensagens de “Join” directamente para fonte.

◮ Na pr´

atica dificulta a utiliza¸ c˜ ao de ´ arvores partilhadas.

◮ Tal obriga a que os encaminhadores no percurso tenham

rotas para essa fonte por encaminhadores que suportam difus˜ ao.

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Multiprotocol extensions to BGP

◮ Existe uma extens˜

ao ao BGP que permite trocar rotas referentes a v´ arios protocolos.

◮ BGP+ (RFC 2283).

◮ Estas extens˜

• es s˜

ao usadas para transmitir informa¸ c˜ ao de encaminhamento para as fontes de difus˜ ao distinta da usada para tr´ afego unicast.

◮ Indicando percursos com suporte para difus˜

ao.

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Multiprotocol extensions to BGP

◮ N˜

ao troca informa¸ c˜ ao acerca de endere¸ cos de difus˜ ao!

◮ Os an´

uncios BGP trocam informa¸ c˜ ao acerca do endere¸ co das fontes e do next hop para chegar a esse endere¸ co.

◮ Permite que cada sistema aut´

• nomo mantenha duas

tabelas de rotas distintas:

◮ Uma usada para encaminhar tr´

afego ponto-a-ponto.

◮ Outra usada para manter a tabela RPF para

encaminhamento em difus˜ ao.

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M´ ultiplas tabelas dentro do sistema aut´

• nomo

◮ Em sistemas baseados em IS-IS, ´

e poss´ ıvel usar as extens˜

• es multi-protocol para manter duas tabelas

distintas dentro do sistema aut´

• nomo.

◮ M-ISIS. Protocolos em Redes de Dados Lu´ ıs Rodrigues Sum´ ario Multicast entre-dom´ ınios MSDP MBGP BGMP Problemas pr´ aticos Resumo

Problemas da combina¸ c˜ ao PIM-SM/MBGP/MSDP

◮ Tempo de criar a ´

arvore ´ e muito lento.

◮ Os primeiros pacotes podem perder-se por a ´

arvore ainda n˜ ao estar estabelecida.

◮ Se a fonte gerar uma pequena rajada, todos os pacotes

podem ser perdidos.

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Source-Specific Multicast

◮ Solu¸

c˜ ao pragm´ atica que assume que a subscri¸ c˜ ao ´ e feita para um fonte espec´ ıfica.

◮ As mensagens de subscribe (join)/unsubscribe (leave)

identificam um par (S,G).

◮ Elimina a necessidade de possuir um rendez-vouz point. ◮ O endere¸

co de grupo serve apenas para distinguir diferentes fluxos de dados com origem na mesma fonte.

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Border Gateway Multicast Protocol (BGMP)

◮ Protocolo em estudo para suportar a difus˜

ao.

◮ ´

Ultimo draft: 19 de Janeiro de 2004.

◮ A proposta nunca obteve suficiente apoio para progredir

no processo de normaliza¸ c˜ ao.

◮ Na pr´

atica n˜ ao substituiu a solu¸ c˜ ao descrita anteriormente baseada no PIM-SM/MSDP/MBGP.

◮ Cria uma ´

arvore de dom´ ınios.

◮ Tipicamente o dom´

ınio que inicia a sess˜ ao e que ´ e respons´ avel pelo endere¸ co de difus˜ ao respectivo.

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Endere¸ cos de difus˜ ao no IPV6

◮ Unicast Prefix Based Multicast

◮ Um endere¸

co de difus˜ ao ´ e constitu´ ıdo por dois componentes, um prefixo de rede e um identificador de grupo.

◮ O prefixo de rede implicitamente identifica um dom´

ınio que ´ e respons´ avel pelo endere¸ co.

◮ Evita conflitos de endere¸

cos e a necessidade de executar protocolos de reserva de endere¸ cos em difus˜ ao.

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Opera¸ c˜ ao do BGMP

◮ Tal como o BGP, baseado em liga¸

c˜

• es TCP entre os

encaminhadores fronteira dos dom´ ınios.

◮ As mensagens de join e prune s˜

ao enviadas, de encaminhador fronteira em encaminhador fronteira, at´ e ao dom´ ınio de raiz.

◮ Este dom´

ınio est´ a impl´ ıcito no endere¸ co de difus˜ ao.

◮ ´

E criada uma ´ arvore partilhada bi-direccional:

◮ Esta ´

arvore optimiza o encaminhamento caso existam emissores fora do dom´ ınio raiz.

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Opera¸ c˜ ao do BGMP

◮ Tipicamente, a ´

arvore n˜ ao mant´ em informa¸ c˜ ao espec´ ıfica para cada fonte.

◮ No entanto, os encaminhadores BGMP podem tamb´

em manter estado referente a ´ arvores com raiz na fonte, para compatibilidade com o protocolo usado no sistema interior (por exemplo, DVMRP, PIM-DM, PIM-SM).

◮ A ´

arvore partilhada constru´ ıda pelo BGMP pode n˜ ao corresponder ` a ´ arvore com raiz no emissor.

◮ Nesse caso, ´

e necess´ ario assegurar que o pacote ´ e injectado dentro do sistema aut´

• nomo pelo

encaminhador fronteira previsto pelo protocolo interior.

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Opera¸ c˜ ao do BGMP

◮ Altera¸

c˜

• es ao encaminhamento ponto-a-ponto podem
• brigar `

a reconfigura¸ c˜ ao da ´ arvore partilhada.

◮ Nomeadamente, quando o next hop para o dom´

ınio raiz ´ e alterado.

◮ Neste caso, ´

e necess´ ario enviar mensagens de prune para eliminar os ramos desactualizados, e novas mensagens de join para criar a nova ´ arvore.

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Dificuldades

◮ Auto-suficiˆ

encia:

◮ N˜

ao ´ e obvio que se consiga usar sem suporte da rede para realizar o transporte de modo eficiente.

◮ Modelo desadequado:

◮ Os emissores querem controlar quem pode enviar para o

grupo.

◮ ´

E necess´ ario assegurar que os endere¸ cos n˜ ao s˜ ao partilhados.

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Controlo de acesso

◮ ´

E necess´ ario assegurar que s´

• as fontes autorizadas

enviam para o grupo.

◮ ´

E necess´ ario assegurar que s´

• os receptores autorizados

recebem do grupo.

◮ ´

E necess´ ario assegurar que s´

• se ligam `

a ´ arvore dom´ ınios autorizados.

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Dificuldades

◮ Os fornecedores, tendem a migrar os encaminhadores

antigos, do centro para a periferia da rede ` a medida que v˜ ao adquirindo equipamentos novos.

◮ Pode demorar at´

e possu´ ırem toda a rede com suporte para difus˜ ao.

◮ O custo de gerir o suporte para difus˜

ao s´

• se justifica

quando o servi¸ co for muito solicitado, algo que n˜ ao se verifica.

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Resumo

◮ PIM/MSDP/MBGP. ◮ BGMP.