Ligação à RCTS com peering BGP sobre routers baseados em servidores Linux

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1 Ligação à RCTS com peering BGP sobre routers baseados em servidores Linux Implementação na rede da ex-utl Jorge Matias Israel Lugo 11/02/2015 Jornadas FCCN

2 Sumário Motivação Computador vs router em hardware Implementação na rede da ex-utl Ligação à RCTS (antes e depois) Router Linux a 10 Gigabit Peering BGP com software livre (Quagga) 11/02/2015 Jornadas FCCN

3 Motivação Em 2003 Router Cisco 7204 (com 22.5Mbps ocupava 70% de CPU) Má performance em IPv4 Não suportava IPv6 Instalaram-se dois HP DL360G3 em 2013 com 2 portas Gigabit Projectos IPv6 a arrancarem no IST e ligação IPv6 com RCTS em 18-Jun-2003 Experiência anterior com routers Linux Router de fronteira do IST Rede Wireless do IST Rede de serviços administrativos do IST Falta de performance para o preço pago Implementação de firewall com ACLs muito limitada 11/02/2015 Jornadas FCCN

4 Computador vs Router em hardware Vantagens (1/2) Custo de aquisição e manutenção mais baixo Flexibilidade Túneis de toda a espécie e feitio HTTP Proxy transparante Funcionalidades de Firewall Bugs de sistema operativo diagnosticados e corrigidos mais depressa 11/02/2015 Jornadas FCCN

5 Computador vs Router em hardware Vantagens (2/2) Software de Routing actualizado mais depressa Diversidade de software para Routing (Quagga, OpenBGPd, BIRD, XoRP, Vyatta) e ferramentas de análise de rede (tcpdump, tshark, ifstat, iftop, nettop) Também se pode usar OpenFlow, sflow, etc 11/02/2015 Jornadas FCCN

6 Computador vs Router em hardware Desvantagens Tempo de instalação e configuração mais demorado Requer escolha criteriosa dos componentes Necessária optimização para obter performance máxima do hardware Resistência a DDoS Não é uma solução chave na mão 11/02/2015 Jornadas FCCN

7 Implementação na rede da ex-utl Hardware: 2 computadores HP Proliant DL360G6 2 CPUs 64bit 2.66GHz 12GB RAM 2 portas Ethernet 10G SFP+ SolarFlare SFN5162F (Chip SFC9020) 11/02/2015 Jornadas FCCN

8 Implementação na rede da ex-utl Software: Linux Debian/Wheezy Linux Kernel v3.16 a 64bit (amd64 / x86_64) Software para Routing KeepAlived VRRP Quagga MP-BGP XoRP PIMSMv2 (Routing Multicast) Firewall iptables / ip6tables 11/02/2015 Jornadas FCCN

9 Implementação na rede da ex-utl Diagrama de Arquitectura (anterior) 11/02/2015 Jornadas FCCN

10 Implementação na rede da ex-utl Arquitectura de rede (anterior) Comunicação entre routers da RCTS e da ex-utl baseada em VRRP Simples de implementar Failover muito rápido (3 ~ 6 secs) Mas não sabe lidar com: Split brain NICs que deixam de receber. Não é visível no VRRP Não permite encaminhar tráfego por múltiplos routers de fronteira em simultâneo Não tira partido de múltiplos links para optimização de tráfego Continua a requerer rotas estáticas 11/02/2015 Jornadas FCCN

11 Implementação na rede da ex-utl Diagrama de Arquitectura (actual) 11/02/2015 Jornadas FCCN

12 Implementação na rede da ex-utl Arquitectura de rede (actual) Comunicação entre routers da RCTS e da ex-utl baseada em BGP Tolerante a mais tipos de falhas dependendo da topologia Split-Brain na rede da ex-utl ou da FCCN deixaram de ser um problema para estas rotas Permite fazer Traffic Engeneering tirando partido de múltiplos links para optimização de tráfego No entanto, Obrigou a alguma formação sobre o protocolo BGP Failover é mais lento (20 secs ~ 1 min) 11/02/2015 Jornadas FCCN

13 Router Linux a 10 Gigabit Aspectos de optimização 1 CPU core incapaz de fazer 10Gpbs São necessários vários cores Não basta qualquer NIC de 10Gb e esperar milagres Receive Side Scaling SMP IRQ to CPU affinity Latência interna da NIC e qualidade do driver Routing Cache vs No Routing Cache Routing Cache poisening attack Linux 3.6 e posteriores Firewall statefull Problemas de coerência de cache entre CPU cores ou CPUs -> muito menos performance 11/02/2015 Jornadas FCCN

14 Peering BGP com software livre Software Quagga Software livre Ficheiros de configuração de texto Linha de comandos: local (vtysh) Remota (1 porto tcp por cada módulo de routing) Síntaxe Cisco like Suporta BGP, OSPF, RIP e IS-IS Suporta AS Numbers de 32 bits Suporta IPv6 através de OSPFv3, MP-BGP e RIPng Suporta praticamente todas as funcionalidades de operação de traffic engeneering disponíveis em routers Cisco. 11/02/2015 Jornadas FCCN

15 Peering BGP com software livre Quagga: Configuração router bgp bgp router-id bgp log-neighbor-changes bgp graceful-restart aggregate-address /21 aggregate-address /20... aggregate-address /24 redistribute kernel redistribute connected redistribute static route-map rm-static-to-bgp timers bgp /02/2015 Jornadas FCCN

16 Peering BGP com software livre Quagga: Configuração router bgp neighbor FCCN peer-group neighbor FCCN remote-as 1930 neighbor FCCN password TalvezSejaEsta neighbor FCCN capability dynamic neighbor FCCN remove-private-as neighbor FCCN soft-reconfiguration inbound neighbor FCCN prefix-list pl-fccn-in in neighbor FCCN prefix-list pl-fccn-out out neighbor FCCN route-map rm-fccn-out out neighbor peer-group FCCN neighbor description "FCCN1" 11/02/2015 Jornadas FCCN

17 Peering BGP com software livre Quagga: Configuração router bgp neighbor UTL peer-group neighbor UTL remote-as neighbor UTL capability dynamic neighbor UTL next-hop-self neighbor UTL soft-reconfiguration inbound neighbor UTL allowas-in neighbor UTL route-map rm-utl-in in... neighbor peer-group UTL neighbor description "UTL2" 11/02/2015 Jornadas FCCN

18 Peering BGP com software livre Quagga: Configuração router bgp ! address-family ipv6 aggregate-address 2001:690:2100::/48 aggregate-address 2001:690:2138::/48 redistribute kernel redistribute connected redistribute static route-map rm-static-to-bgp exit-address-family! 11/02/2015 Jornadas FCCN

19 Peering BGP com software livre Quagga: Configuração router bgp no neighbor 2001:690:810:a::1 activate! address-family ipv6... neighbor FCCN activate neighbor FCCN remove-private-as neighbor FCCN soft-reconfiguration inbound neighbor FCCN prefix-list pl-fccn-in in neighbor FCCN prefix-list pl-fccn-out out neighbor 2001:690:810:a::1 peer-group FCCN... exit-address-family! 11/02/2015 Jornadas FCCN

20 Peering BGP com software livre Quagga: Configuração router bgp no neighbor 2001:690:2100:ffff::11 activate! address-family ipv6 neighbor UTL activate neighbor UTL next-hop-self neighbor UTL soft-reconfiguration inbound neighbor UTL route-map rm-utl-in in neighbor 2001:690:2100:ffff::11 peer-group UTL exit-address-family! 11/02/2015 Jornadas FCCN

21 Peering BGP com software livre Quagga: Configuração ip prefix-list pl-fccn-in description IPv4 prefixes allowed from FCCN ip prefix-list pl-fccn-in seq 10 permit /0 ip prefix-list pl-fccn-out description prefixes announced to FCCN ip prefix-list pl-fccn-out seq 10 permit /21... ip prefix-list pl-fccn-out seq 90 permit /22! ipv6 prefix-list pl-fccn-in description IPv6 prefixes allowed from FCCN ipv6 prefix-list pl-fccn-in seq 10 permit ::/0 ipv6 prefix-list pl-fccn-out description IPv6 prefixes announced to FCCN ipv6 prefix-list pl-fccn-out seq 10 permit 2001:690:2100::/48 ipv6 prefix-list pl-fccn-out seq 20 permit 2001:690:2138::/48! 11/02/2015 Jornadas FCCN

22 Referências Choosing a 10G NIC for x86 server https://wpneteng.wordpress.com/2013/12/03/on-choosing-a-10g-nic-for-intel-servers/ Interrupts and IRQ tunning https://access.redhat.com/documentation/en-us/red_hat_enterprise_linux/6/html/ Performance_Tuning_Guide/s-cpu-irq.html Removing The Linux Routing Cache Quagga Routing Suite 11/02/2015 Jornadas FCCN

23 Questões... 11/02/2015 Jornadas FCCN

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