Arquitectura de Redes

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Arq. de Redes - Pedro Brandão - 2004 1

Arquitectura de Redes

Routing Dinâmico

BGP

Arq. de Redes - Pedro Brandão - 2004 2 Baseado em RSDII-SSargento

BGP (Border Gateway

Protocol)

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). Na Internet o EGP está a ser substituido por BGP.

Border Gateway Protocol (BGP-4);

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Problemas do EGP (RFC 904)

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 ASs vizinhos.

A ineficiência deste protocolo para tratar situações

de ciclos e para definir politicas de

encaminhamento levou à necessidade de construir

um novo protocolo mais robusto.

BGP - Características

BGP v4 - 1993 - norma de facto para o

encaminhamento inter-domínios da Internet

(RFC1771);

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

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Grafo de ASs

AS1 AS2 AS7 AS3 AS4 AS5 AS6 AS1 AS2 AS7 AS3 AS4 AS5 AS6 IGP

BGP

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 politicas 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 também os anúncios destas;

Um AS pode seleccionar que AS de saída quer para cada tipo de

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BGP - conceitos

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.

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.

Comprimento

16 24 0 8 31

Tipo

Marker

Marker :

Deteção de perda de sincronização

Mecanismo de autenticação

TIPO: OPEN, UPDATE, NOTIFICATION, KEEPALIVE

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Mensagem Open

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: <TYPE (len=1), LENGTH (len=1), VALUE (len=?)>

Versão Identificador BGP 16 24 0 8 31 Meu AS Temporizador de espera

Comp. Param Opc.

Parâmetros opcionais

Mensagens Notification e

Keepalive

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.

Erro Informação 16 24 0 8 31 Subcódigo Informação Mensagem Notificação

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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); É este campo que contém as redes anunciadas como atingíveis.

16

0 8

Comp. Redes não atingíveis …

Comp. dos atributos Atributos do caminho … Comprimento Prefixo … Tamanho Prefixo …

Redes não atingíveis

Atributos de percurso

NLRI

Funcionamento do BGP

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;

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Processo de encaminhamento

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

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 saiem 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

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Processo de encaminhamento

Input Policy Engine Processo de Decisão Ouput Policy Engine Tabela de Routing