Routing - CCS Labs

Grundkurs Routing im Internet mit
Übungen
Falko Dressler, Ursula Hilgers
{Dressler,Hilgers}@rrze.uni-erlangen.de
Regionales Rechenzentrum der FAU
Dressler, Hilgers
Regionales RechenZentrum Erlangen
1
Grundkurs Routing ..
Tag 2
• Statische Routen
• Routing-Protokolle
– Distance Vektor Protokolle
• RIP
– Theorie
– Konfiguration
• Fehlersuche bei der Konfiguration von
Cisco-Routern
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2
Grundkurs Routing ..
Routing-Konfig (I)
• Einträge in Routing-Tabelle enthalten
alle notwendigen RoutingInformationen:
¾Show ip route
….
S
10.10.10.0 [1/0] via 192.168.84.77
C 192.168.84.0/24 is directly connected, Fddi6/0
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3
Grundkurs Routing ..
Routing-Konfig (II)
• Administrative Distanz bestimmt AuswahlMethode für Routing-Protokolle
• Um so geringer die Adminstrative Distanz, um
so vertrauenswürdiger der Mechanismus,
durch den sie gelernt wurde
– Manuel eingetragene Routen sind
vertrauenswürdiger als dynamisch gelernte
– Bsp.:
Statische: 1
External BGP: 20
OSPF: 110
RIP: 120
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4
Grundkurs Routing ..
Routing-Konfig (III)
• Konfiguration statischer Routen:
ip route network [mask] {address | interface} [distance]
Bsp.:
ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 131.108.3.4 110
• Funktioniert die Route?
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5
Grundkurs Routing ..
• Überprüfen
– Der Interfacekonfiguration
• Show int
– Der IP-Konfiguration
• Show ip [route]
– der Netzwerkverbindungen
• Ping, trace
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6
Grundkurs Routing ..
• Aufruf: ping IP-Adresse
• Werkzeug, um festzustellen, ob ein Computer
arbeitet und ob eine Netzwerkverbindung
intakt ist
• Verwendet Internet Control Message Protocol
(ICMP) Echo-Funktion (RFC792)
– Kleines Paket wird durch das Netzwerk gesendet
– Der Rechner der es sendet wartet auf ein
zurückkommendes Paket
– Wenn die Verbindung ok ist und der angefragte
Rechner arbeitet, wird eine Antwort erhalten.
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7
Grundkurs Routing ..
Internetworking (I)
Subnetz
Router
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8
Grundkurs Routing ..
Internetworking (II)
• Autonome Systeme
– Menge von Routern mit
• zentraler Administration
• die sich der Außenwelt als Einheit darstellt
• IGP (Internal Gateway Protocol)
innerhalb des AS
• EGP (External Gateway Protocol)
zwischen verschiedenen ASen
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Grundkurs Routing ..
Internetworking (III)
• Autonome Systeme
AS 1
AS 2
Area
NW
NW
NW
NW Network
AS
Area
Autonomes System
AS 4
Area
NW
NW
NW
Area
NW
AS 3
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10
Grundkurs Routing ..
Internetworking (IV)
• Internal/External Gateway Protocols
Autonomes System 1
Autonomes System 2
IGP
IGP
IGP
IGP
IGP
IGP
IGP
IGP
IGP
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EGP
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IGP
Grundkurs Routing ..
Internetworking (V)
• IGPs:
– RIP: Routing Information Protocol
– OSPF: Open Shortest Path First
– IGRP: Interior Gateway Protocol (Cisco
proprietär)
• EGP
– BGP: Border Gateway Protocol
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Grundkurs Routing ..
Internetworking (VI)
• Single-Homed (Stub) AS
NW 3
NW 1
ISP
AS 1
NW 4
default
NW 2
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Grundkurs Routing ..
Internetworking (VII)
• Multihomed Non-Transit AS
NW 3
NW 3, NW 4
ISP A
NW 4
NW 1
NW 1, NW 2
AS 1
NW 2
NW 1, NW 2
NW 5
NW 5, NW 6
ISP B
NW 6
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Grundkurs Routing ..
Internetworking (VIII)
• Multihomed Transit AS
(Provider)
NW 3
NW 3, NW 4
ISP A
NW 4
NW 1
NW 1, NW 2,
NW 5, NW 6
NW 2
NW 1, NW 2,
NW 3, NW 4
AS 1
NW 5
NW 5, NW 6
ISP B
NW 6
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15
Grundkurs Routing ..
Internetworking (IX)
• Stub Network: Netzwerk mit nur einer
Verbindung zum Backbone
• default-Route: ‚gateway of last resort‘,
wird genutzt, wenn kein anderer
Routing-Eintrag greift
• Routen vom Backbone zum Stub meist
durch statischen Route
• Route vom Stub ins Backbone meist
durch statischen default-Route
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16
Grundkurs Routing ..
Internetworking (X)
• Statische Routen, default-Route, Stubs
Stub Network
Stub Network
default-Route
Stub Network
static Route
Backbone
(dynamisches Routing)
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Grundkurs Routing ..
Routing-Protokolle
• Klassen von Routing-Protokollen
– Distance Vector (DV)
– Link State (LS)
• Classful versus Classless Routing
– Classful: Subnetz-Maske ist nicht im Route
Advertisment enthalten - RIPv1
– Classless: Subnetzmaske wird mit
Routing-Protokollen ausgetauscht - RIPv2,
OSPF
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Grundkurs Routing ..
DV-Protokolle (I)
• auch Minimum-Hop Protokolle genannt
• sehr einfach, leicht zu installieren
• Arbeitsprinzip:
– jeder Router hält Tabelle mit ‚bestem=kürzestem‘
Pfad zu jedem bekannten Ziel
– periodische Weitergabe dieser Tabelle jeweils an
alle direkten Nachbarn
• Problem: langsame Konvergenz bei
Routingänderungen
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Grundkurs Routing ..
DV-Protokolle (II)
I am 5 to G
I am 4 to G
A
I am 3 to G
B
I am 2 to G
I am 3 to G
I am 2 to G
C
D
I am 1 to G
E
G
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I am next to G
F
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Grundkurs Routing ..
DV-Protokolle (III)
• Verbreiten des Status der Iokalen
Interfaces eines Routers an seine
Nachbarn
• jedem Link (Interface) ist eine Metrik
(Cost) zugewiesen
• Nutzung der (wirklichen) Kosten der
Verbindungen für Berechnung der
Routingtabellen zumeist via SPFBerechnung (Shortest Path First)
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Grundkurs Routing ..
RIP (I)
• RIP - Routing Information Protocol
• entwickelt von Ford und Fulkerson, daher auch FordFulkerson Algorithmus
• definiert in RFC 1058, viele Erweiterungen
• sehr einfaches Protokoll
• Distance-Vector basiert
• Hop-Count als einzige Metrik
• RIPv1 unterstützt keine variablen Netzmasken (kein
Classless Interdomain Routing, CIDR)
• RIPv2: Classless: Sendet Netzmaske mit Routing
Update
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Grundkurs Routing ..
RIP (II)
• Prinzipien
– verbreitet nur Netzadressen und Entfernungen
(Hop-Count)
– maximaler Hop-Count: 16 (=unendlich)
(nur für kleine Netze geeignet)
– Verbreitung der Routen alle 30 sek. via Broadcast
(UDP-Pakete)
– nach 180 Sek. ohne neues Update ª Route als
unbrauchbar markiert
– nach 240 Sek. ohne Update ª Route wird
gelöscht
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Grundkurs Routing ..
R1
Network 2
R2
(3,5)
R3
(2,5)
Network 3
(4,5)
Network 4
R4
(1,5)
R5
Network 6
Network 5
RIP routing table at R3
Destination
Next hop
Metric
Direct or
Remote
Local or
RIP
Interface
Network2
0
1
D
L
2
Network3
R2
2
R
R
2
Network4
0
1
D
L
1
Network5
R5
2
R
R
1
Network6
R2
3
R
R
2
Network 1
R1
Network 2
(3,1)
R2
R3
(2,1)
Network 3
(4,1)
Network 4
R4
R5
Network 6
(1,1)
Network 5
Convergence timing to learn about network 1
Time
R1
R2
R3
R4
R5
1
1
-
-
-
-
2
1
2,R1
2,R1
-
-
3
1
2,R1
2,R1
3,R2
3,R3
Paketformat
RIPv1
Bit 0-7
Bit 8-15
Bit 16-31
Command
Version
All zeroes
Address family
All zeroes
IP address
All zeroes
All zeroes
metric
repeat of previous 20 bytes
RIPv2
Bit 0-7
Bit 8-15
Bit 16-31
Command
Version
Routing domain
Address family
Route tag
IP address
Subnet mask
Next hop IP address
metric
repeat of previous 20 bytes
RIP (VI)
• Konvergenzprobleme - Counting to Infinity
R1 hat Route für Host1 verbreitet
es tritt ein Fehler bei H1 ein
R1 verbreitet neue Route zu H1 mit Metrik 16 (unendlich)
R2 schickt Update bevor er vom Fehler erfährt
R1 empfängt Update, sieht Weg zu H1 mit Metrik 2
R1 generiert Eintrag in Routingtabelle für H1 mit Metrik 3
R1 und R2 erhöhen langsam die Metrik für H1
ª endet, wenn R1 und R2 Metrik 16 für H1 erreichen
ª unnötiger Netzverkehr wird erzeugt
Failure
Network 1
R1
Network 2
R2
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R3
Grundkurs Routing ..
RIP (VII)
• Ansätze zur Problemlösung
– Split Horizon
• Grundidee: es macht keinen Sinn, Routen in die
Richtung weiterzugeben, aus der man sie bekommen
hat
– Split Horizon with Posion Reverse
• Grundidee: sende Routinginformationen in die
Richting, aus der sie gekommen sind mit Metrik 16
(unendlich) zurück
– Holddown
• Grundidee: akzeptiere keine Routinginformationen zu
einem Ziel, für welches man selbst eben
Informationen verbeitet hat, für eine gewisse Zeit
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Grundkurs Routing ..
RIP (VIII)
• Verwendung eines dynamischen
Routing-Protokolls:
– Auswahl des Protokolls und Aktivierung
router [rip|ospf|bgp]
network w.x.y.z
– Debug ip rip
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29
Grundkurs Routing ..
Troubleshooting (I)
• Hardware-Fehler:
Werkzeuge: Kabeltester,
Netzwerkmonitore, Protokollanalyzer
• „Software“/Konfigurationsfehler
Werkzeuge: Management- und
Diagnose-Tools, Diagnosebefehle auf
den Routern
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Grundkurs Routing ..
Troubleshooting (II)
• Überprüfen
– Der Interfacekonfiguration
• Show int
– Der IP-Konfiguration
• Show ip [route]
– der Netzwerkverbindungen
• Ping, trace
• Einschalten des Debugging
– Debug
• ip
• Rip
• Packet
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Routing (IV)
• Vorraussetzungen fürs Routing
(Wiederholung):
– Läuft Routing-Protokoll?
– Ist Ziel-Netzwerk bekannt auf dem
System?
– Auf welches ausgehende Interface zeigt
der beste Weg?
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Grundkurs Routing ..