Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák https://www.vik.bme.hu/kepzes/targyak/vitmm130/ Architectures of Networks and Services Mérnök informatikus szak, MSc képzés Hálózatok és szolgáltatások szakirány 3. elıadás 2011. február 22., szerda, IB.140, 8:15-10:00 http://opti.tmit.bme.hu/~cinkler/hsza/ Dr. Cinkler Tibor cinkler()tmit.bme.hu Egyetemi Docens BME TMIT TMIT: Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Depeering Idáig jutottunk 2. elıadásunkon! peering is the voluntary and free exchange of traffic between two networks, for mutual benefit. If one or both networks believes that there is no longer a mutual benefit, they may decide to cease peering: this is known as depeering. Some of the reasons why one network may wish to depeer another include: A desire that the other network pay settlement, either in exchange for continued peering or for transit services. A belief that the other network is "profiting unduly" from the settlement free interconnection. Concern over traffic ratios, which related to the fair sharing of cost for the interconnection. A desire to peer with the upstream transit provider of the peered network. Abuse of the interconnection by the other party, such as pointing default or utilizing the peer for transit. Instability of the peered network, repeated routing leaks, lack of response to network abuse issues, etc. The inability or unwillingness of the peered network to provision additional capacity for peering. The belief that the peered network is unduly peering with your customers. Various external political factors (including personal conflicts between individuals at each network). 44
Transit vs Peering (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2e/as-interconnection.png/800px-as-interconnection.png) 45
Tier 1, 2, 3 ISPs Source: api.ning.com 46
Tier 1, 2, 3 http://en.wikipedia.org/wiki/tier_1_carrier 47
ISP hierarchy: Tier 1, Tier 2, Tier 3 Tier 1 networks are those networks that don't pay any other network for transit yet still can reach all networks connected to the Internet. A Tier 1 is constantly faced with customers trying to bypass it, and this is a threat to its business. (de-peering). (http://arstechnica.com/old/content/2008/09/peering-and-transit.ars/4) A Tier 2 Network is an Internet service provider who engages in the practice of peering with other networks, but who still purchases IP transit to reach some portion of the Internet. Tier 3 is sometimes also used to describe networks who solely purchase IP transit from other networks (typically Tier 2 networks) to reach the Internet. Single or Dual Homing. (depeering) Nice maps at: http://www.nthelp.com/maps.htm 48
ISP hierarchy: Tier 1, Tier 2, Tier 3 Tier 1 networks usually have only a small number of peers (typically only other Tier 1s and very large Tier 2s), while Tier 2 networks are motivated to peer with many other Tier 2 and enduser networks. Thus a Tier 2 network with good peering is frequently much "closer" to most end users or content than a Tier 1. By definition, there are networks which Tier 1 networks have only one path to, and if they lose that path, they have no "backup transit" which would preserve their full connectivity. Some Tier 2 networks are significantly larger than some Tier 1 networks, and are often able to provide more or better connectivity. Only Tier 3 networks (who provide Internet access) are true "resellers", while many large Tier 2 networks peer with the majority or even vast majority of the Internet directly except for a small portion of the Internet which is reached via a transit provider. (http://en.wikipedia.org/wiki/tier_1_carrier) 49
Tier 1 Networks (2010 legelején) The 9 Tier 1 Networks (http://en.wikipedia.org/wiki/tier_1_carrier) The 10th Tier 1 Network? 50
Tier 1 Networks 1 évvel késıbben... The 12th Tier 1 Network? 51
http://www.usenix.org/events/cset08/tech/full_papers/hazeyama/hazeyama_html/fig/as -viewer-ipv4-top200-20080107.jpg 52
ISP osztályozás Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. a szolgáltatók Tier 1-2-3 besorolása nem triviális Tier1 besorolás egyszerő megközelítése: o nagy forgalom o nagy kapacitás o széles vásárlókör o nagy számú AS a hálózatban Nem a méret a lényeg: hozzáférnek a teljes routing táblához 1 vagy 2 AS kontinensenként, ideális esetben 1 világszerte nemzetközi üvegszálas hálózat adatcsere vásárlókkal és peer-ekkel az egész világon 53
ISP osztályozás caida.org Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. CAIDA, the Cooperative Association for Internet Data Analysis, provides tools and analyses promoting the engineering and maintenance of a robust, scalable global Internet infrastructure. Saját szempontrendszer szerint rangsorolt ISP-k 54
ISP osztályozás caida.org Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. 55
ISP osztályozás caida.org Egy szkript segítségével kétféle módon végzik: degree based AS based Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. Metric Ases Description number of ASes in the customer cone (ASes that can be reached from a given AS by following c2p links first through to its customers, then on to its customers' customers, and so on) Prefixes number of unique prefixes announced by all ASes in the customer cone /24 number of unique /24 prefixes in the IP address space covered by the customer cone Degree number of unique ASes connected to this AS via any kind of links (p2c, c2p, p2p, or s2s) 56
Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. 57
Level3 Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. Nemrégiben a Renesys Észak-Amerika és Európa elsıszámú szolgáltatójának minısítette A világ legnagyobb, legfejlettebb Tier1 Telco hálózatát üzemelteti A Renesys az elsı 10 ázsai szolgáltató közé sorolta CAIDA az elsı számú ISPnek rangsorolta 58
Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. 59
Verizon Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. 2000-ben jött létre a Bell Atlantic és a GTE egyesülésével Globális IP hálózata 446 ezer mérföld 2700 város, 150 ország 6 kontinensen A hálózat sebessége OC-192 kategóriájú Az elsı 10 legnagyobb ISP szolgáltató közé tartozik. 60
Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. Forrás: isp-planet.com 61 61
Sprint Kovács Tamás omlas.vik.bme@gmail.com Majdán András majdan.andras@gmail.com 2009. 03. 13. A világ egyik legnagyobb Tier1 hálózata A gerinchálózaton több AS hálózati kapcsolat, mint bármely másikon Nagysebességő összeköttetések (OC- 192/STM64) 1. számú ISP Ázsiában, 2. Európában, Észak- Amerikában 4. 62 62
Sőrőbb virtuális vagy logikai topológia A probléma szemléltetése 1. 2. 3. 1. fizikai hálózat 2. virtuális utak rendszere 3. virtuális topológia 63
Pl. hullámhossz-rendszer segítségével 64
Horizontal and Vertical structure Horizontal: Transit: Acces/Aggregation Metro Core Tier3 Tier2 Tier1 Peering: Multi-Domain Peering Multi-Vendor Multi-Provider Multi-Service Multi-Region Vertical: Interconnection or Integration Multi-Provider Multi-Service Multi-Region 65
Függıleges Tagoltság: Többrétegő hálózatok Egy rétegő hálózat: Gyenge granularitás: 1 fényszál: 1-10 Tbit/s (DWDM: 100-200 λ) 1 λ csatorna: 2.5 vagy 10 Gbit/s 1 STM-64: 64 x STM-1 További rétegek a finomabb granularitáshoz Több rétegő hálózat: Bonyolult vezérlés és Menedzsment (Control & Management) Útvonalválasztás (Routing) Forgalomterelés (TE: Traffic Engineering) Hibatőrıképesség (Resilience) Kétszerezett vagy többszörözött funkciók 66
Beszéd, adat, adattárolás és video a nyilvános szállítóhálózaton Forrás: E.H. Valencia, M. Scholten, Z. Zhu: GFP, IEEE Communications Magazine May 2002 * Fényszálon közvetlenül is 67
Többrétegő adatátviteli architektúra Forrás: M. Scholten, Z. Zhu, E.H. Valencia, J. Hawkins: GFP, IEEE Communications Magazine May 2002 68
Mi a forgalom-kötegelés (Traffic Grooming)? C A B D C A B D C A B D 69
GMPLS/ASTN Dinamikus (Kapcsolt) és Többrétegő Dynamic (switched) & Multilayer IETF GMPLS: Generalised Multiprotocol Label Switching ITU-T ASTN: Automatic Switched Transport Network PSC L2 TSC λsc WBSC FSC (Packet Switching Capable, e.g., IP) (Layer 2 SC, e.g., GbEth) (TDM SC, e.g., SDH VC-4-4c) (Wavelength SC) (WaveBand SC) (Fiber SC) Számítógép hálózatok 25. alkalom vége. 70
Általánosított felülcimkézés Generalised Label Stacking Többrétegő architektúra Általánosított LSP-k Multilayer Architecture Generalised LSPs LSP λ fényszál fénykábel 71
Label Stacking or Swapping? Cimkecsere, vagy felülcímkézés? LSP4 LSP3 LSP2 LSP1 LSP4 LSP1 LSP2 data Stacked Headers LSP3 72
MPLS történelem ATM MPOA MPLS MPLambdaS GMPLS T-MPLS MPLS-TP 73
MPLS MultiProtocol Label Switching (Többprotokollos címkekapcsolás) Egységes IP/MPLS kontroll Valamivel egyszerőbb mint ATM Csökkentett cimketér használat FEC révén (Forwarding Equivalence Class) Cimke lecserélés (Swapping) és többszintő felülcimkézés (Stacking) ATM-hez képest nem sok új Topológia-centrikus vagy forgalom-centrikus (vezérelt) QoS kérdések még nyitottak TE-t és VPN-t támogatja IPoMPLS: Peer Model! RSVP-TE CR-LDP 74
MPLS LER: Label Edge Router LSR: Label Switching Router FEC: Forwarding Equivalence Class LSP: Label Switched Path Label Swapping IP Router LER LSR 75
Label Stacking vagy Swapping? Ha vermelünk sok réteg lesz! Hierarchikus LSP beágyazás (encapsulation, embedding, nesting) LSP4 LSP3 LSP2 LSP1 LSP4 LSP1 LSP2 data Stacked Headers LSP3 76
Az MPLS fejrész 32 bit = 4 byte ebbıl 20 bit a cimke 0 1 2 3 4 5 6 7 +-+-+-+-+-+-+-+-+ Label Entry Label: +-+-+-+-+-+-+-+-+ Label Value, 20 bits Label Exp: Experimental Use +-+-+-+-+-+-+-+-+ 3 bits Label Exp S S: Bottom of Stack +-+-+-+-+-+-+-+-+ 1 bit TTL TTL: Time to Live +-+-+-+-+-+-+-+-+ 8 bits 77
Az IP fejrész az MPLS fejrész Útvonalválasztás (routing) és adategység továbbítás (forwarding) 0 8 16 31 VERS HLEN Service Type Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source IP Address Destination IP Address Options Padding D a t a D a t a... D a t a 0 7 Label Label Label CoS S TTL 78