+ All Categories
Home > Documents > תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום :...

תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום :...

Date post: 25-Dec-2015
Category:
Upload: clyde-simmons
View: 229 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
61
תתתתתת תתתתת תתתתת תתת תתתת תתתתת תתתת9-12 תתתת: תתתתתתתתת111
Transcript
Page 1: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

תזכורת

שיעור השלמה יום שישי הקרוב 9-12שעות 111מקום: אורנשטיין

Page 2: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Last Week

Basic Routing Schemes Link State:

• broadcast link information• Local computation on global topology

Distance vector: • Exchange distance information with neighbors• Local updates based on neighbors information

Hierarchical Routing Broadcast and multicast

Using a tree topology

Page 3: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

This week

Hierarchical routing IP addresses

Definition of network Network Address Translation (NAT)

Routing algorithms implementations

Page 4: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #4

The Internet Network layer

routingtable

Host, router network layer functions:

Routing protocols•path selection•RIP, OSPF, BGP

IP protocol•addressing conventions•datagram format•packet handling conventions

ICMP protocol•error reporting•router “signaling”

Transport layer: TCP, UDP

Link layer

physical layer

Networklayer

Page 5: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #5

Hierarchical Routing

scale: with 50 million destinations:

can’t store all dest’s in routing tables!

routing table exchange would swamp links!

administrative autonomy

internet = network of networks

each network admin may want to control routing in its own network

Our routing study thus far - idealization all routers identical network “flat”… not true in practice

Page 6: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #6

Hierarchical Routing

aggregate routers into regions, “autonomous systems” (AS)

routers in same AS run same routing protocol “intra-AS” routing

protocol routers in different AS

can run different intra-AS routing protocol

special routers in AS run intra-AS routing

protocol with all other routers in AS

also responsible for routing to destinations outside AS run inter-AS routing

protocol with other gateway routers

gateway routers

Page 7: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #7

Intra-AS and Inter-AS routing

Gateways:•perform inter-AS routing amongst themselves•perform intra-AS routers with other routers in their AS

inter-AS, intra-AS routing in

gateway A.c

network layer

link layer

physical layer

a

b

b

aaC

A

Bd

A.a

A.c

C.bB.a

cb

c

Page 8: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #8

Intra-AS and Inter-AS routing

Host h2

a

b

b

aaC

A

Bd c

A.a

A.c

C.bB.a

cb

Hosth1

Intra-AS routingwithin AS A

Inter-AS routingbetween A and B

Intra-AS routingwithin AS B

We’ll examine specific inter-AS and intra-AS Internet routing protocols shortly

Page 9: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #9

Routing: Example

AS A(OSPF)

AS B(OSPF intra routing)

AS D

AS Ci

b

b->i: I can reach hosts

in D; my path: BCD

a1

a2

d

d->a2: I

can re

ach

hosts in

D; m

y path: D

a1->i: I can reach hosts

in D; my path: AD

E

F

Export to E: i->e: I can

reach hosts in D; path: IBCD

AS I

a2->a1: I can reach

hosts in D; path: D

choose BCD

using i2

b->i2: I can reach hosts

in D; my path: BCD

i2

i2->i: I can reach

hosts in D; path: BCD

No Exportto F

Page 10: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #10

Routing: Example

AS A(OSPF)

AS B(OSPF intra routing)

AS D

AS C

i

b

How to specify?

a1

a2

d

a1->i: I can

reachhosts in D; my

path: AD

E

F

AS I

d1

d2

Page 11: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #11

IP Addressing Scheme

We need an address to uniquely identify each destination

Routing scalability needs flexibility in aggregation of destination addresses we should be able to aggregate a set of

destinations as a single routing unit

Preview: the unit of routing in the Internet is a network---the destinations in the routing protocols are networks

Page 12: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #12

IP Addressing: introduction IP address: 32-bit

identifier for host, router interface

interface: connection between host, router and physical link router’s typically have

multiple interfaces host may have

multiple interfaces IP addresses

associated with interface, not host, or router

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001

223 1 11

Page 13: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #13

IP Addressing IP address:

network part • high order bits

host part • low order bits

What’s a network ? (from IP address perspective) device interfaces with

same network part of IP address

can physically reach each other without intervening router

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

network consisting of 3 IP networks(for IP addresses starting with 223, first 24 bits are network address)

LAN

Page 14: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #14

IP AddressingHow to find the

networks? Detach each

interface from router, host

create “islands of isolated networks

223.1.1.1

223.1.1.3

223.1.1.4

223.1.2.2223.1.2.1

223.1.2.6

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

223.1.1.2

223.1.7.0

223.1.7.1223.1.8.0223.1.8.1

223.1.9.1

223.1.9.2

Interconnected system consisting

of six networks

Page 15: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #15

IP Addresses

0network host

10 network host

110 network host

1110 multicast address

A

B

C

D

class1.0.0.0 to127.255.255.255

128.0.0.0 to191.255.255.255

192.0.0.0 to223.255.255.255

224.0.0.0 to239.255.255.255

32 bits

given notion of “network”, let’s re-examine IP addresses:

“class-full” addressing:

Page 16: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #16

IP addressing: CIDR classful addressing:

inefficient use of address space, address space exhaustion

e.g., class B net allocated enough addresses for 65K hosts, even if only 2K hosts in that network

CIDR: Classless InterDomain Routing network portion of address of arbitrary length address format: a.b.c.d/x, where x is # bits in network

portion of address

11001000 00010111 00010000 00000000

networkpart

hostpart

200.23.16.0/23

Page 17: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #17

CIDR Address Aggregation

AS A(OSPF)

AS D

i

a1

a2

d

i->a1: I can reach130.132/16; my path: I

AS I

d1

130.132.1/24

130.132.2/24

130.132.3/24

intradomain routing uses /24

Page 18: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #18

CIDR Address Aggregation

x00/24: B

x01/24: C

x10/24: E

x/22: A

x11/24: F

A

B

C

E

F

G

x11/24: F

x11/24: GF

Page 19: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #19

IP addresses: how to get one?

Hosts (host portion): hard-coded by system admin in a file DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol:

dynamically get address: “plug-and-play” host broadcasts “DHCP discover” msg DHCP server responds with “DHCP offer” msg host requests IP address: “DHCP request” msg DHCP server sends address: “DHCP ack” msg The common practice in LAN and home access (why?)

Page 20: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #20

IP addresses: how to get one?

Network (network portion): get allocated portion of ISP’s address

space:ISP's block 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/20

Organization 0 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23

Organization 1 11001000 00010111 00010010 00000000 200.23.18.0/23

Organization 2 11001000 00010111 00010100 00000000 200.23.20.0/23 ... ….. …. ….

Organization 7 11001000 00010111 00011110 00000000 200.23.30.0/23

Page 21: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #21

Hierarchical addressing: route aggregation

“Send me anythingwith addresses beginning 200.23.16.0/20”

200.23.16.0/23

200.23.18.0/23

200.23.30.0/23

Fly-By-Night-ISP

Organization 0

Organization 7Internet

Organization 1

ISPs-R-Us“Send me anythingwith addresses beginning 199.31.0.0/16”

200.23.20.0/23Organization 2

...

...

Hierarchical addressing allows efficient advertisement of routing information:

Page 22: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #22

Hierarchical addressing: more specific routes

ISPs-R-Us has a more specific route to Organization 1

“Send me anythingwith addresses beginning 200.23.16.0/20”

200.23.16.0/23

200.23.18.0/23

200.23.30.0/23

Fly-By-Night-ISP

Organization 0

Organization 7Internet

Organization 1

ISPs-R-Us“Send me anythingwith addresses beginning 199.31.0.0/16or 200.23.18.0/23”

200.23.20.0/23Organization 2

...

...

Page 23: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #23

Network Address Translation: Motivation

192.168.1.2

192.168.1.3

192.168.1.4

192.168.1.1

138.76.29.7

local network(e.g., home network)

192.168.1.0/24

rest ofInternet

Datagrams with source or destination in this network

have 192.168.1/24 address for source, destination (as usual)

All datagrams leaving localnetwork have same single source

NAT IP address: 138.76.29.7,different source port numbers

A local network uses just one public IP address as far as outside world is concerned Each device on the local network is assigned a private IP address

Page 24: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #24

NAT: Network Address TranslationImplementation: NAT router must:

outgoing datagrams: replace (source IP address, port #) of every outgoing datagram to (NAT IP address, new port #). . . remote clients/servers will respond using (NAT IP

address, new port #) as destination addr.

remember (in NAT translation table) every (source IP address, port #) to (NAT IP address, new port #) translation pair

incoming datagrams: replace (NAT IP address, new port #) in dest fields of every incoming datagram with corresponding (source IP address, port #) stored in NAT table

Page 25: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #25

NAT: Network Address Translation

192.168.1.2

S: 192.168.1.2, 3345D: 128.119.40.186, 80 1

192.168.1.1

138.76.29.7

1: host 192.168.1.2 sends datagram to 128.119.40.186, 80

NAT translation tableWAN side addr LAN side addr

138.76.29.7, 5001 192.168.1.2, 3345…… ……

S: 128.119.40.186, 80 D: 192.168.1.2, 3345

4

S: 138.76.29.7, 5001D: 128.119.40.186, 80

2

2: NAT routerchanges datagramsource addr from192.168.1.2, 3345 to138.76.29.7, 5001,updates table

S: 128.119.40.186, 80 D: 138.76.29.7, 5001

3

3: Reply arrives dest. address: 138.76.29.7, 5001

4: NAT routerchanges datagramdest addr from138.76.29.7, 5001 to 192.168.1.2, 3345

192.168.1.3

192.168.1.4

Page 26: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #26

Network Address Translation: Advantages No need to be allocated range of

addresses from ISP: - just one public IP address is used for all devices 16-bit port-number field allows 60,000

simultaneous connections with a single LAN-side address !

can change ISP without changing addresses of devices in local network

can change addresses of devices in local network without notifying outside world

Devices inside local net not explicitly addressable, visible by outside world (a security plus)

Page 27: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #27

NAT: Network Address Translation

If both hosts are behind different NAT, they will have difficulty establishing connection

NAT is controversial: routers should process up to only layer 3 violates end-to-end argument

• NAT possibility must be taken into account by app designers, e.g., P2P applications

address shortage should instead be solved by having more addresses --- IPv6 !

Page 28: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #28

IP addressing: the last word...

Q: How does an ISP get block of addresses?

A: ICANN: Internet Corporation for Assigned

Names and Numbers allocates addresses manages DNS assigns domain names, resolves disputes

Page 29: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #29

Getting a datagram from source to dest.

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

A

BE

IP datagram:

miscfields

sourceIP addr

destIP addr data

datagram remains unchanged, as it travels source to destination

addr fields of interest here mainly dest. IP addr

Dest. Net. next router Nhops

223.1.1 1223.1.2 223.1.1.4 2223.1.3 223.1.1.4 2

routing table in A

Page 30: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #30

Getting a datagram from source to dest.

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

A

BE

Starting at A, given IP datagram addressed to B:

look up net. address of B find B is on same net. as A link layer will send datagram

directly to B inside link-layer frame B and A are directly

connected

Dest. Net. next router Nhops

223.1.1 1223.1.2 223.1.1.4 2223.1.3 223.1.1.4 2

miscfields223.1.1.1223.1.1.3data

Page 31: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #31

Getting a datagram from source to dest.

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

A

BE

Dest. Net. next router Nhops

223.1.1 1223.1.2 223.1.1.4 2223.1.3 223.1.1.4 2

Starting at A, dest. E: look up network address of

E E on different network

A, E not directly attached

routing table: next hop router to E is 223.1.1.4

link layer sends datagram to router 223.1.1.4 inside link-layer frame

datagram arrives at 223.1.1.4

continued…..

miscfields223.1.1.1223.1.2.2 data

Page 32: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #32

Getting a datagram from source to dest.

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2223.1.3.1

223.1.3.27

A

BE

Arriving at 223.1.4, destined for 223.1.2.2

look up network address of E

E on same network as router’s interface 223.1.2.9 router, E directly

attached link layer sends datagram

to 223.1.2.2 inside link-layer frame via interface 223.1.2.9

datagram arrives at 223.1.2.2!!! (hooray!)

miscfields223.1.1.1223.1.2.2 data network router Nhops interface

223.1.1 - 1 223.1.1.4 223.1.2 - 1 223.1.2.9

223.1.3 - 1 223.1.3.27

Dest. next

Page 33: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #33

IP datagram format

ver length

32 bits

data (variable length,typically a TCP

or UDP segment)

16-bit identifier

Internet checksum

time tolive

32 bit source IP address

IP protocol versionnumber

header length (bytes)

max numberremaining hops

(decremented at each router)

forfragmentation/reassembly

total datagramlength (bytes)

upper layer protocolto deliver payload to

head.len

type ofservice

“type” of data flgsfragment

offsetupper layer

32 bit destination IP address

Options (if any) E.g. timestamp,record routetaken, specifylist of routers to visit.

Page 34: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Network Layer 4-34

IP Fragmentation & Reassembly network links have MTU

(max.transfer size) - largest possible link-level frame. different link types,

different MTUs large IP datagram divided

(“fragmented”) within net one datagram becomes

several datagrams “reassembled” only at

final destination IP header bits used to

identify, order related fragments

fragmentation: in: one large datagramout: 3 smaller datagrams

reassembly

Page 35: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Network Layer 4-35

IP Fragmentation and Reassembly

ID=x

offset=0

fragflag=0

length=4000

ID=x

offset=0

fragflag=1

length=1500

ID=x

offset=185

fragflag=1

length=1500

ID=x

offset=370

fragflag=0

length=1060

One large datagram becomesseveral smaller datagrams

Example 4000 byte

datagram MTU = 1500

bytes

1480 bytes in data field

offset =1480/8

Page 36: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #36

Routing in the Internet

The Global Internet consists of Autonomous Systems (AS) interconnected with each other: Stub AS: small corporation Multihomed AS: large corporation (no transit) Transit AS: provider

Two-level routing: Intra-AS: administrator is responsible for choice Inter-AS: unique standard

Page 37: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #37

Internet AS HierarchyInter-AS border (exterior gateway) routers

Intra-AS interior (gateway) routers

Page 38: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #38

Intra-AS Routing

Also known as Interior Gateway Protocols (IGP) Most common IGPs:

RIP: Routing Information Protocol

OSPF: Open Shortest Path First

IGRP: Interior Gateway Routing Protocol (Cisco propr.)

Page 39: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #39

RIP ( Routing Information Protocol)

Distance vector algorithm Included in BSD-UNIX Distribution in 1982 Distance metric: # of hops (max = 15 hops)

why?

Distance vectors: exchanged every 30 sec via Response Message (also called advertisement)

Each advertisement: route to up to 25 destination nets

Page 40: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #40

RIP (Routing Information Protocol)

Destination Network Next Router Num. of hops to dest. w A 2

y B 2 z B 7

x -- 1…. …. ....

w x y

z

A

C

D B

Routing table in D

Page 41: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #41

RIP: Link Failure and Recovery If no advertisement heard after 180 sec -->

neighbor/link declared dead routes via neighbor invalidated new advertisements sent to neighbors neighbors in turn send out new advertisements

(if tables changed) link failure info quickly propagates to entire net poison reverse used to prevent ping-pong

loops (infinite distance = 16 hops)

Page 42: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #42

OSPF (Open Shortest Path First)

“open”: publicly available Uses Link State algorithm

LS packet dissemination Topology map at each node Route computation using Dijkstra’s algorithm

OSPF advertisement carries one entry per neighbor router

Advertisements disseminated to entire AS (via flooding)

Page 43: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #43

OSPF “advanced” features (not in RIP)

Security: all OSPF messages authenticated (to prevent malicious intrusion); TCP connections used

Multiple same-cost paths allowed only one path in RIP

For each link, multiple cost metrics for different ToS (eg, satellite link cost set “low” for best effort; high for real time)

Integrated uni- and multicast support: Multicast OSPF (MOSPF) uses same topology data base

as OSPF

Hierarchical OSPF in large domains.

Page 44: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #44

Hierarchical OSPF

Page 45: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #45

Hierarchical OSPF

Two-level hierarchy: local area, backbone. Link-state advertisements only in area each nodes has detailed area topology; only know

direction (shortest path) to nets in other areas. Area border routers: “summarize” distances to

nets in own area, advertise to other Area Border routers.

Backbone routers: run OSPF routing limited to backbone.

Boundary routers: connect to other ASs.

Page 46: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #46

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) CISCO proprietary; successor of RIP (mid 80s) Distance Vector, like RIP several cost metrics (delay, bandwidth,

reliability, load etc) uses TCP to exchange routing updates Loop-free routing via Distributed Updating Alg.

(DUAL) based on diffused computation

Page 47: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #47

Inter-AS routing

Page 48: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #48

Internet inter-AS routing: BGP

BGP (Border Gateway Protocol): the de facto standard

Path Vector protocol: similar to Distance Vector protocol each Border Gateway broadcast to

neighbors (peers) entire path (I.e, sequence of ASs) to destination

E.g., Gateway X may send its path to dest. Z:

Path (X,Z) = X,Y1,Y2,Y3,…,Z

Page 49: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #49

Internet inter-AS routing: BGP

Suppose: gateway X send its path to peer gateway W W may or may not select path offered by X

cost, policy (don’t route via competitors AS), loop prevention reasons.

If W selects path advertised by X, then:Path (W,Z) = W, Path (X,Z)

Note: X can control incoming traffic by controlling its route advertisements to peers: e.g., don’t want to route traffic to Z -> don’t advertise any routes to

Z

Page 50: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #50

Internet inter-AS routing: BGP

BGP messages exchanged using TCP. BGP messages:

OPEN: opens TCP connection to peer and authenticates sender

UPDATE: advertises new path (or withdraws old)

KEEPALIVE keeps connection alive in absence of UPDATES; also ACKs OPEN request

NOTIFICATION: reports errors in previous msg; also used to close connection

Page 51: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Lecture 6: Network Layer #51

Why different Intra- and Inter-AS routing ?

Policy: Inter-AS: admin wants control over how its traffic

routed, who routes through its net. Intra-AS: single admin, so no policy decisions

needed

Scale: hierarchical routing saves table size, reduced

update trafficPerformance: Intra-AS: can focus on performance Inter-AS: policy may dominate over performance

Page 52: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Extra

Lecture 6: Network Layer #52

Page 53: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Network Layer 4-53

ICMP: Internet Control Message Protocol

used by hosts & routers to communicate network-level information error reporting:

unreachable host, network, port, protocol

echo request/reply (used by ping)

network-layer “above” IP: ICMP msgs carried in IP

datagrams ICMP message: type, code

plus first 8 bytes of IP datagram causing error

Type Code description0 0 echo reply (ping)3 0 dest. network unreachable3 1 dest host unreachable3 2 dest protocol unreachable3 3 dest port unreachable3 6 dest network unknown3 7 dest host unknown4 0 source quench (congestion control - not used)8 0 echo request (ping)9 0 route advertisement10 0 router discovery11 0 TTL expired12 0 bad IP header

Page 54: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Network Layer 4-54

Traceroute and ICMP

Source sends series of UDP segments to dest First has TTL =1 Second has TTL=2, etc. Unlikely port number

When nth datagram arrives to nth router: Router discards

datagram And sends to source an

ICMP message (type 11, code 0)

Message includes name of router& IP address

When ICMP message arrives, source calculates RTT

Traceroute does this 3 times

Stopping criterion UDP segment eventually

arrives at destination host

Destination returns ICMP “dest port unreachable” packet (type 3, code 3)

When source gets this ICMP, stops.

Page 55: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Example: tracert www.yahoo.com

Tracing route to www-real.wa1.b.yahoo.com [69.147.76.15]over a maximum of 30 hops:

1 <1 ms <1 ms <1 ms 132.67.250.1 2 <1 ms 1 ms <1 ms dmz-cc-gw.math.tau.ac.il [132.67.252.2] 3 <1 ms <1 ms <1 ms tel-aviv.tau.ac.il [132.66.4.1] 4 1 ms <1 ms <1 ms gp1-tau-ge.ilan.net.il [128.139.191.70] 5 1 ms * 1 ms gp0-gp1-te.ilan.net.il [128.139.188.2] 6 87 ms 86 ms 87 ms iucc.rt1.fra.de.geant2.net [62.40.125.121] 7 87 ms 87 ms 87 ms TenGigabitEthernet7-3.ar1.FRA4.gblx.net

[207.138.144.45] 8 177 ms 177 ms 177 ms 204.245.39.226 9 180 ms 177 ms 265 ms ae1-p151.msr2.re1.yahoo.com [216.115.108.23] 10 177 ms 177 ms 177 ms te-9-4.bas-a2.re1.yahoo.com [66.196.112.203] 11 177 ms 177 ms 177 ms f1.www.vip.re1.yahoo.com [69.147.76.15]

Trace complete.

Page 56: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Network Layer 4-56

IPv6 Initial motivation: 32-bit address space

soon to be completely allocated. Additional motivation:

header format helps speed processing/forwarding

header changes to facilitate QoS IPv6 datagram format: fixed-length 40 byte header no fragmentation allowed

Page 57: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Network Layer 4-57

IPv6 Header (Cont)Priority: identify priority among datagrams in flowFlow Label: identify datagrams in same “flow.” (concept of“flow” not well defined).Next header: identify upper layer protocol for data

Page 58: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Network Layer 4-58

Other Changes from IPv4

Checksum: removed entirely to reduce processing time at each hop

Options: allowed, but outside of header, indicated by “Next Header” field

ICMPv6: new version of ICMP additional message types, e.g. “Packet Too

Big” multicast group management functions

Page 59: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Network Layer 4-59

Transition From IPv4 To IPv6

Not all routers can be upgraded simultaneous no “flag days” How will the network operate with mixed IPv4

and IPv6 routers? Tunneling: IPv6 carried as payload in IPv4

datagram among IPv4 routers

Page 60: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

Network Layer 4-60

TunnelingA B E F

IPv6 IPv6 IPv6 IPv6

tunnelLogical view:

Physical view:A B E F

IPv6 IPv6 IPv6 IPv6

C D

IPv4 IPv4

Flow: XSrc: ADest: F

data

Flow: XSrc: ADest: F

data

Flow: XSrc: ADest: F

data

Src:BDest: E

Flow: XSrc: ADest: F

data

Src:BDest: E

A-to-B:IPv6

E-to-F:IPv6

B-to-C:IPv6 inside

IPv4

B-to-C:IPv6 inside

IPv4

Page 61: תזכורת r שיעור השלמה יום שישי הקרוב r שעות 9-12 r מקום : אורנשטיין 111.

IPv6 status report Operating systems –

wide support – early 2000 Windows (2000, XP, Vista), BSD, Linux, Apple

Networking infrastructure Cisco

Deployment Slow

Penetration Host - minor (less than 1%) Used in 2008 in China Olympic games

Motivation: CIDR & NAT

Lecture 7: Network Layer II #61


Recommended