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Architetture Avanzate di rete
Prof Alfio Lombardo
Modulo collegato:
Laboratorio di progettazione di reti
Prof. Aurelio La Corte
Programma a.a. 05-06
• 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
MM
B M
Host
Multiprotocol router
X.25 WAN
SNA WAN
802.5LAN
M802.3
LAN
802.3 LAN
Bridge
802.3 LAN
802.3 LAN
DISPOSITIVI DI INTERCONNESSIONE
Repeaters
Bridge / Switch
Multiprotocol Router
Transport and Application gateways
BRouter
Repeaters
Livellofisico
LivelloData link
Livellorete
Livelli superiori
End system
Livellofisico
LivelloData link
Livellorete
Livelli superiori
End system
Repeater
hub
Ethernet802.3(Doppino)
Ethernet802.3(cavo coax)
Livellofisico
LivelloData link
Livellorete
Livelli superiori
End system
Bridge / SwitchInternetworking a livello II
MAC
LLC
Livellofisico
Livellorete
Livelli superiori
End system
MAC
LLC
Fisico Fisico
MAC MACRelay
Il sistema Internet: Architettura protocolla
Internetworking a livello III re
IP
network interface
IP
network interface
application
transport
IP
network interface
rete 1 rete 3
application
transport
IP
network interface
rete 2
Router Router
Host A Host B
Routers
Internetworking: l’inoltro dei pacchetti
Store and forward
Cut-through
Forwarding (interntw. Level 1, 2, 3):
Routing (interntw. Level 2, 3):
By address (IEEE802.1d, IPv4, IPv6, IPX, ISO CLNP)
Label swapping (ATM, Frame relay, X.25, MPLS)
Source routing (Token Ring, opzionalmente IPv4 e IPv6)
Accesso diretto alla tabella di routing
Accesso alla tabella di routing tramite “longest prefix matching”
Tipologie di Routing
Routing Statico
Routing Dinamico:
CentralizzatoIsolatoDistribuito
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 presentinel 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)
forwarding
learning
Processo di bridging
Processodi Spanning Tree
Filtering database
Filtering database Brouter Cisco 2503a
2503a#show bridge
Total of 900 station blocks, 291 free
Bridge group 1:
Address Action Interface Age Rx Count Tx count 0800.2b31.bcbc forward Ethernet0 0 2 05254.abdd.2929 forward Ethernet0 4 1 00000.0404.0101 forward Ethernet0 3 4 00800.2b3b.0b08 forward Ethernet0 1 3 00800.2b36.0b08 forward Ethernet0 2 2 00800.2b31.bcbc forward Ethernet0 3 5 00800.2b1b.aaae forward Ethernet0 1 1 00800.2c31.83bc forward Ethernet0 5 3 00800.3d30.02bc forward Ethernet0 0 2 00020.afb6.8084 forward Ethernet0 1 4 00020.afc6.8387 forward Ethernet0 0 2 0
Processo di forwarding
Ricezione trama porta x
No errori
Porta x:forwarding
Destinazione di x nel FILTERING d.b.?
Destinazione sulla stessa LAN?
Inoltra trama sulla porta corretta
Sottoprocesso di learning
trama scartata
trama scartata
si
si
si
trama scartata
si
no
no
no
noInoltra trama su tutte
le porte tranne xFlooding
Sottorocesso di learning
Indirizzo MAC sorgente nella trama nel filtering d.b.
Porta di ricezione uguale aquella associata nel filtering d.b.
Azzera ageing timer
processo di forwarding
Aggiorna porta associata all’ indirizzo MAC con
quella di rx, azzera ageing timer
si
si
no
no
Fine processo
Aggiungi Indirizzo MACnel filtering d.b., associala porta di rx, azzera age
Comp. 108 00 2b 16 50 a0
Comp. 208 00 2b 20 10 56
Comp. 508 00 2b c4 c6 aa
Comp. 408 00 5a 10 40 e1
bridge
Comp. 308 00 5a 10 40 e1
12
3
LAN A
LAN B
LAN C
port Ageingtime
1 08 00 2b 16 50 a0 0
Flooding
Indirizzo
Comp. 108 00 2b 16 50 a0
Comp. 208 00 2b 20 10 56
Comp. 508 00 2b c4 c6 aa
Comp. 408 00 5a 10 40 e1
bridge
Comp. 308 00 5a 10 40 e1
12
3
LAN A
LAN B
LAN C
port Ageingtime
1 08 00 2b 16 50 a0 5
Inoltro selettivosulla porta 1
Indirizzo
3 08 00 2b c4 e6 aa 0
Comp. 108 00 2b 16 50 a0
Comp. 208 00 2b 20 10 56
Comp. 508 00 2b c4 c6 aa
Comp. 408 00 5a 10 40 e1
bridge
Comp. 308 00 5a 10 40 e1
12
3
LAN A
LAN B
LAN C
port Ageingtime
1 08 00 2b 16 50 a0 123 08 00 2b c4 c6 aa 7
Pacchetto scartato
Indirizzo
1 08 00 2b 20 10 56 0
Comp. 108 00 2b 16 50 a0
Comp. 208 00 2b 20 10 56
Comp. 508 00 2b c4 c6 aa
Comp. 408 00 5a 10 40 e1
bridge
Comp. 308 00 5a 10 40 e1
12
3
LAN A
LAN B
LAN C
port Ageingtime
1 08 00 2b 16 50 a0 403 08 00 2b c4 c6 aa 251 08 00 2b 20 10 56 18
Spostamento computer (Pacchetto scartato)
Indirizzo
1 08 00 2b c4 c6 aa 0
Comp. 108 00 2b 16 50 a0
Comp. 208 00 2b 20 10 56
Comp. 508 00 2b c4 c6 aa
Comp. 408 00 5a 10 40 e1
bridge
Comp. 308 00 5a 10 40 e1
12
3
LAN A
LAN B
LAN C
port IndirizzoAgeingtime
1 08 00 2b 16 50 a0 403 08 00 2b c4 e6 aa 254 08 00 2b 20 10 56 18
Spostamento computer (Inoltro sulla porta errata)
Comp. 208 00 2b 20 10 56
2 08 00 5a 10 40 e1 0
Processo di Spanning TreeTrasforma una rete magliata in una rete ad albero eliminando i loop
Bridge 1: Bp=32768 08 00 2b 51 11 21
Bridge 2:Bp=32768 00 00 2c 10 a0 30
Bridge 5:Bp=32768 08 00 2b 10 15 20
Bridge 3:Bp=32768 00 00 0c 10 15 04
Bridge 4:Bp=32767 08 00 2b aa 50 30
LAN 1
LAN 5
LAN 4
LAN 3
LAN 2
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’indirizzoMulticast 01 80 C2 00 00 00 (IEEE 802.1d)
Bridge Protocol Data Units (BPDU)
Prot idProt vers. idBPDU type
flagsRoot id:Bridge priority+Root Bridge MAC adr.
Root path costBridge id:Bridge priority+Bridge MAC adr.
Port id:Port priority+Port Number.
Message ageMax age
Hello timeForward delay
MAC frame
BPDU
Bridge 1: Bp=32768 08 00 2b 51 11 21
Bridge 2:Bp=32768 00 00 2c 10 a0 30
Bridge 5:Bp=32768 08 00 2b 10 15 20
Bridge 3:Bp=32768 00 00 0c 10 15 04
Bridge 4:Bp=32767 08 00 2b aa 50 30
LAN 1
LAN 5
LAN 4
LAN 3
LAN 2
Bridge remotiEnd system
Livellofisico
Livellorete
Livelli superiori
MAC
LLC
End system
FisicoPPP/HDLC
MAC MACRelay
Fisico
FisicoPPP/HDLC
MACMACRelay
FisicoLivellofisico
Livellorete
Livelli superiori
MAC
LLC
LAN 1 LAN 2Connessione punto punto
FlagPPP
address control Prot. MAC header Info FCS FCS
PPPFlagPPP
Bridge/RouterInterfacceseriali asincronemodem
Rete telefonica
consolle
Interfacceseriali sincrone
Modem alta vel
Rete Pubblica C.C./C.P.
CDN
V.24V.35
Protocolli di linea utilizzati su reti C.C e CDN:
•HDLC•PPP
LAN
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