Arquitectura de Redes

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1 Arquitectura de Redes Routing Dinâmico BGP 1 EGPs (Exterior Gateway Protocols) 2 Os protocolos de encaminhamento exteriores foram criados para controlar o crescimento das tabelas de encaminhamento e para fornecer uma perspectiva mais estruturada da Internet; Os domínios de encaminhamento foram separados administrativamente em Sistemas Autónomos com políticas de encaminhamento e IGPs independentes; Os protocolos de encaminhamento exteriores ou EGPs são usados para trocar informação entre routers de sistemas autónomos diferentes; Os dois EGPs mais utilizados são: Exterior Gateway Protocol (EGP); EGP é usado entre routers de diferentes AS e assume que existe apenas uma rede de backbone, ou seja, que existe apenas um único caminho entre dois quaisquer AS. Esta é uma das razões para que o seu uso esteja remetido para grandes redes privadas (Intranets). (BGP-4);

2 Problemas do EGP (RFC 904) Exterior Gateway Protocol 3 O EGP é baseado numa pesquisa periódica com mensagens HELLO e I-Hear-You para monitorar o estado dos vizinhos e para solicitar actualizações; Em EGP os routers exteriores apenas anunciam as redes interiores do seu AS. Não são anunciadas rotas para outros ASes vizinhos. A ineficiência deste protocolo para tratar situações de ciclos e para definir políticas de encaminhamento levou à necessidade de construir um novo protocolo mais robusto. BGP Características 4 BGP-4 (2006) norma de facto para o encaminhamento inter-domínios da Internet (RFC4271); Baseado em CIDR (Classless InterDomain Routing) BGP evoluiu de forma a suportar agregação de rotas e redução de informação de encaminhamento. Permite a agregação de rotas; Reduz a informação de encaminhamento. Não impõe restrições à topologia da rede; Pressupõe que o encaminhamento dentro de cada AS é assegurado por um IGP; A Internet é vista como um grande grafo de AS identificados com um número único.

3 Grafo de ASes 5 AS1 AS7 AS2 AS5 AS4 AS3 AS1 AS7 IGP AS2 AS5 AS4 AS3 AS6 AS6 AS (Autonomous System) 6 Descrito como: Grupo de blocos CIDR ligados Uma única política de encaminhamento Debaixo do controlo de uma entidade (por vezes mais) Em geral coincidente com um domínio, mas um domínio pode ter vários ASes Identificada por número (ASN) 16 bits Atribuídos por registrars Números privados: a 65535

4 IBGP vs EBGP IBGP Utilizado entre routers do mesmo AS para distribuição de rotas inter-domínio Estabelecido full-mesh. Quando este factor limita o crescimento usa-se reflexão ou confederações (RFC4223, RFC3065, RFC2796) Não necessariamente single hop EBGP Utilizado para distribuir rotas inter-domínio entre routers de fronteira de diferentes domínios. AS AS 342 EBGP IBGP Conceitos 8 BGP Speakers routers capazes de falar BGP; Vizinhos BGP (Internos ou Externos) par de BGP speakers que trocam informação directamente. Podem ser de dois tipos: internos ou externos; Sessão BGP Ligação TCP entre dois vizinhos BGP. Estes monitorizam o estado da ligação trocando mensagens de keepalive regularmente; Router fronteira AS router que tem ligação a múltiplos sistemas autónomos; Tráfego Local / Tráfego de Trânsito tráfego local é aquele que é originado ou terminado dentro do mesmo AS; todo o tráfego que não é local é tráfego de trânsito; Tipos de AS Stub AS, Multihomed (não permite tráfego de trânsito) e AS de trânsito; Identificador do AS número de 16 bits que identifica o AS; Percurso AS lista de todos os números de AS atravessados por uma rota no contexto de troca de informação de encaminhamento. Em vez de usar métricas complexas, o BGP anuncia os caminhos inteiros aos seus vizinhos.

5 Caracterização 9 É um PVP (Path Vector Protocol) Descreve todo o caminho percorrido pelas mensagens de actualização, e não apenas a distância Evita ciclos de encaminhamento; Usa TCP para transportar as suas mensagens (porto 179); Políticas de encaminhamento: Conjunto de regras que restringem o encaminhamento de forma a obedecer às directivas da autoridade administradora do AS; As políticas de encaminhamento não são definidas no protocolo BGP. São configuradas nos routers e dependem da implementação em questão; Por exemplo, para que um Multihomed AS recuse a passagem de tráfego de trânsito, basta que não anuncie redes que não as suas. Também pode ser configurado para permitir a passagem de tráfego de trânsito seleccionado. Para tal, basta permitir os anúncios dessas rotas; Um AS pode seleccionar que AS de saída quer para cada tipo de destino (parâmetro Multi-Exit Discriminator) MED). Negociação entre vizinhos BGP O primeiro passo no protocolo BGP é o estabelecimento de sessões entre extremos BGP; Sem o sucesso desta fase não há troca de informação de encaminhamento; A negociação entre vizinhos BGP é baseada: Sucesso do estabelecimento da ligação TCP; Sucesso do processamento da mensagem de OPEN; Detecção periódica de mensagens de KEEPALIVE ou de UPDATE Marker Marker : Apenas 1; manter compatibilidade anterior Foi usado como mecanismo de autenticação Comprimento Cabeçalho Tipo TIPO: OPEN, UPDATE, NOTIFICATION, KEEPALIVE

6 Mensagem Open 11 Versão: BGP3 ou BGP4; Meu AS: sistema de onde veio a mensagem; Temporizador de espera: segundos entre keepalives ou actualizações; Identificador BGP: identificação do router (IP mais alto); Comp. Param. Opc.: comprimento em bytes do campo de parâmetros opcionais; Parâmetros opcionais: este campo de comprimento variável contém uma lista: Formato de cada parâmetro de negociação (TLV): <TYPE (len=1), LENGTH (len=1), VALUE (len=?)> Versão Meu AS Temporizador de espera Identificador BGP Comp. Param Opc. Parâmetros opcionais Mensagem Open Mensagens Notification e Keepalive Erro Subcódigo Informação Informação Mensagem Notificação Notificação Erros; Não é recebida mensagem keepalive durante o período de holding time; Router quer terminar ligação. Keepalive É constituída apenas pelo cabeçalho (19 bytes); É trocada periodicamente entre extremos de forma a determinar se existe conectividade ou não; O temporizador de espera define o tempo máximo que um extremo pode estar sem receber uma mensagem de KEEPALIVE ou de UPDATE.

7 13 Mensagem de actualização As mensagens de actualização contêm toda a informação necessária para o BGP construir as representações da rede e dos caminhos sem ciclos; Esta mensagem é constituída por três partes distintas: Redes não atingíveis; Atributos do percurso: Ajudam os extremos a detectar ciclos. Um dos possíveis atributos é o AS_PATH que consiste na sequência dos AS atravessados pela mensagem. Informação de acessibilidade do nível de rede - Network Layer Reachability Information (NLRI): NLRI indica as redes que são anunciadas como atingíveis; Prefixo IP é a parte do endereço IP que representa a rede (CIDR); Apenas 1 rota é anunciada: a rota que usa este AS para chegar às redes atingíveis Todos os atributos são relativos a esta rota 0 7 Comp. Redes não atingíveis Comprimento Prefixo Comp. dos atributos Atributos do caminho Comprimento Prefixo 15 Redes não atingíveis Atributos de percurso NLRI Rotas a retirar Funcionamento do BGP 14 Keepalive para verificar se é possível estabelecer a ligação; Troca de mensagens Open; Mensagens update, nas quais cada router envia os atributos dos caminhos que conhece (quanto mais redes tiver ligadas no seu AS, mais updates envia): Cada mensagem update anuncia apenas as redes acessíveis por um único caminho: Origin informação obtida por IGP, EGP ou outros (INCOMPLETE) AS_PATH AS por onde a mensagem passou; NEXT_HOP Caminho a tomar pelas mensagens dirigidas à rede anunciada; Rede anunciada.

8 Processo de encaminhamento 15 O BGP é um protocolo simples e flexível; O modelo BGP inclui os seguintes componentes: Um conjunto de rotas para cada extremo BGP; Um mecanismo de políticas de entrada para filtrar estas rotas e para manipular os seus atributos; Um processo de decisão que escolhe as rotas a usar; Outro conjunto de rotas para consumo do router; Um mecanismo de políticas de saída para filtrar estas rotas e para manipular os seus atributos; Um conjunto de rotas para anunciar a cada extremo BGP. Processo de encaminhamento II BGP Encaminhamento 16 Rotas recebidas dos extremos Um BGP speaker recebe rotas e atributos associados dos extremos internos e externos através das mensagens de actualização. Mecanismo de políticas de entrada Este componente filtra rotas e manipula os seus atributos baseado em dados como o prefixo da rede, o AS_PATH, ORIGIN e outros atributos. Rotas utilizadas pelo router As rotas escolhidas pelo processo de decisão vão para uma base de dados de onde saem para o processo de saída e para a tabela de encaminhamento do router em questão. Se uma rota não é colocada nesta tabela nunca será candidata a ser anunciada. Mecanismo de políticas de saída Funciona de forma idêntica ao de entrada. Filtra as rotas a anunciar e manipula atributos (ex: o AS_PATH tem que ser manipulado antes de sair...) Rotas enviadas aos extremos Este é o conjunto de rotas que passaram na política de saída. Serão anunciadas tanto a extremos externos como internos.

9 Processo de encaminhamento III Políticas de Entrada Tabela de Encaminhamento Políticas de Saída BGP Encaminhamento Fase 1 Grau de preferência 17 Fase 2 Escolha da melhor rota Escolha da rota: 1. Preferência local mais elevada 2. AS_Path mais pequeno 3. MED mais pequeno 4. Preferência de rotas descobertas via EBGP às via IBGP 5. Next-hop 6. Recebido do router com router id mais baixo Todas as rotas são distribuídas aos neighbours do mesmo AS (via ibgp) após a fase 1 com a preferência Rotas instáveis AS 342 AS 222 Para evitar a retirada/adição das rotas, nos outros ASs espera-se determinado tempo antes de se enviar modificação. 18

10 Acrónimos 19 AS Autonomous System BGP CIDR Classless InterDomain Routing EBGP external BGP EGP Exterior Gateway Protocol IBGP internal BGP IGP Interior Gateway Protocol MED Multi-Exit Discriminator NLRI Network Layer Reachability Information TLV Type Length Value