CPE 426 Computer Networks - RSUcpe.rsu.ac.th/ut/e-book/computer networks/data/Ch10... · 2016. 4. 29. · CPE 426 Computer Networks Chapter 10: Text Chapter 27: Internet Routing Part

CPE 426 Computer Networks

Chapter 10: Text Chapter 27: Internet

Routing Part II:BGP, RIP & OSPF

TOPICS Chapter 27: Internet Routing and Routing Protocols

27.9 Border Gateway Protocol (BGP) 27.10 Routing Information Protocol (RIP) 27.11 RIP Packet Format 27.12 The Open Shortest Path First Protocol (OSPF) 27.13 OSPF Graph 27.14 OSPF Area 27.15 IS-IS BREAK 27.16 Multicast Routing Extra Subnet and VLAN Extra Switch Layer 3 vs Router Extra Organization Network

27.9 The Border Gateway Protocol(BGP)

เปน Exterior Gateway Protocol ทใชกนมากทสด ปจจบนทใชคอ Version 4 หรอ BGP-4 ISP จะใช BGP ในการแลกเปลยน Routing Information ซงกนและกน และกบสวน Center ของ Internet ปกตจะไมพบการใชงานภายในองคกร เพราะภายในองคกรใช IGP จะดกวา

27.9 The Border Gateway Protocol (BGP)

คณสมบตของ BGP สามารถทาการ Routing ระหวาง AS

BGP ไดถกออกแบบมาใหเปน EGP ดงนนมนจะสงขอมล Routing Information ในระดบ AS ตอ AS แตละเสนทางทสง จะบงบอกวาจะผาน AS อะไรบาง เชนเสนทางไปถงทหมายตองผาน AS 17, 2, 56 และ 12 และจะไมมการใช Routing Matrix และ BGP จะไมสามารถสงรายละเอยดเกยวกบ Router ใน AS

สามารถกาหนดนโยบาย (Policy) ในการทา Routing

ผดแลระบบ สามารถกาหนดวาจะประกาศเสนทางใดบาง ผาน BGP บอกยง AS อนๆ

27.9 The Border Gateway Protocol (BGP)

คณสมบตของ BGP สามารถกาหนดการทา Transit Routing

ถา AS ใดเปนแคทางผานเพอจะไปยง AS อน BGP จะจด AS นนวาเปน Transit System ถาขอมลสงจาก AS หรอ สงไปท AS ใด BGP จะจด AS นนเปน Stub System เราสามารถประกาศให AS ของเราเปน Stub System ได แมวาเราจะมทางตอออกนอก Internet ไดมากกวาหนงทาง (Multi-Homed)

BGP ใชการสงขอมลแบบเชอถอได BGP จะเปน Protocol วางอยบน TCP หมายถงวาการสง Routing Information จะตองมการทา Connection และขอมลทสงสามารถเชอถอไดวาสงไปอยางถกตอง

27.10 RIP (Routing Information Protocol)

RIP เปน IGP Protocol แรกๆทถกนามาใชใน Internet โดยมคณสมบตดงน

RIP จะทางานภายใน Autonomous System เดยวกน โดยถกออกแบบมาใหเปน IGP RIP ใช Hop Count เปน Routing Metric คา Cost คอจานวน Network ทจะตองสงผาน RIP ใช UDP ในการสง Routing Information ซงเปน Unreliable Transport การสง Routing Information ของ RIP ใชวธ Broadcast (Version 1) หรอ Multicast (V.1/V.2) โดย RIP ไดออกแบบมาใหใชกบ LAN (Ethernet) ซงสนบสนนการสอสารแบบ Broadcast และ Multicast

224.0.0.9

27.10 RIP (Routing Information Protocol)

RIP เปน IGP Protocol แรกๆทถกนามาใชใน Internet โดยมคณสมบตดงน

RIP สนบสนนการทา CIDR และ Subnetting (Version 2) โดย V.2 จะมการสง Address Mask ดวย RIP สนบสนนการสงคา Default Route ไปกบตาราง Routing Table ใน Routing Information ดวย

เรากาหนด Default Route ใหแก Router ตวเดยวกพอ เชนตวทตอกบ ISP

RIP ใช Distance Vector Algorithm โดย Router ทเปนเพอนบานกนจะแลกเปลยนตาราง Routing Table และ Router แตละตวจะทาการ Update ตารางของตนเองถาพบเสนทางทมราคาตากวา RIP สามารถกาหนด Passive Mode เพอใชกบ Host ได โดย Host ท Run Passive RIP จะฟงอยางเดยว และสามารถนาขอมลทฟงมา Update ตารางได (Router เทานนทสามารถสงขอมล RIP ได)

ขอดของ RIP คอใชงานงาย เพยงแค Start RIP ทตว Router กสามารถทางานได

27.10 RIP (Distance Vector) Example

ตวอยางการทางานของ Distance Vector

10.10.10.0/24

R1

20.20.20.0/24 30.30.30.0/24

50.50.50.0/24 40.40.40.0/24

70.70.70.0/24 60.60.60.0/24

R2

R3

R4

R5 R6

R7

สมมตวาเราเปด Router พรอมๆกน และส งให Run RIP

ตอนแรก Router จะรจก เพยง Direct Connect Network โดยมคา Cost เปนศนย


10.10.10.0/24 R1

20.20.20.0/24 30.30.30.0/24

50.50.50.0/24 40.40.40.0/24

70.70.70.0/24 60.60.60.0/24

R2

R3

R5 R6

R7

NW/Mask Gateway Cost 10.10.10.0/24 Direct 0 20.20.20.0/24 Direct 0







เม อ Router ไดรบตารางจาก เพอนบาน มนจะบวกคา Cost อกหนง Hop จากน น Update ตารางของตวเอง

.1 .1 .2 .2

.3

.3

.4 .4

.5

.5

.6

.6

.7 .7

R4


10.10.10.0/24 R1

20.20.20.0/24 30.30.30.0/24

50.50.50.0/24 40.40.40.0/24

70.70.70.0/24 60.60.60.0/24

R2

R3

R5 R6

R7








Router จะเปรยบเทยบตาราง ในแตละแถว ถายงไมม มนจะ เพม(บวก Cost อกหนง Hop) แตถามอยแลว มนจะ Update กตอเมอคา Cost ตากวา

.1 .1 .2 .2

.3

.3

.4 .4

.5

.5

.6

.6

.7 .7

R4


10.10.10.0/24 R1

20.20.20.0/24 30.30.30.0/24

50.50.50.0/24 40.40.40.0/24

70.70.70.0/24 60.60.60.0/24

R2

R3

R5 R6

R7

NW/Mask Gateway Cost 10.10.10.0/24 Direct 0 20.20.20.0/24 Direct 0 30.30.30.0/24 20.20.20.2 1 50.50.50.0/24 20.20.20.3 1


NW/Mask Gateway Cost 40.40.40.0/24 Direct 0 50.50.50.0/24 Direct 0 20.20.20.0/24 50.50.50.3 1 60.60.60.0/24 40.40.40.5 1 70.70.70.0/24 50.50.50.6 1



NW/Mask Gateway Cost 20.20.20.0/24 Direct 0 50.50.50.0/24 Direct 0 10.10.10.0/24 20.20.20.1 1 30.30.30.0/24 20.20.20.2 1 40.40.40.0/24 50.50.50.4 1 70.70.70.0/24 50.50.50.6 1


.1 .1 .2 .2

.3

.3

.4 .4

.5

.5

.6

.6

.7 .7

ผลการ Update เมอม การแลกเปลยนคร งทหนง

R4


10.10.10.0/24 R1

20.20.20.0/24 30.30.30.0/24

50.50.50.0/24 40.40.40.0/24

70.70.70.0/24 60.60.60.0/24

R2

R3

R4

R5 R6

R7








.1 .1 .2 .2

.3

.3

.4 .4

.5

.5

.6

.6

.7 .7

การแลกเปลยนตารางกระทาทก 30 นาท


10.10.10.0/24 R1

20.20.20.0/24 30.30.30.0/24

50.50.50.0/24 40.40.40.0/24

70.70.70.0/24 60.60.60.0/24

R2

R3

R4

R5 R6

R7



NW/Mask Gateway Cost 40.40.40.0/24 Direct 0 50.50.50.0/24 Direct 0 20.20.20.0/24 50.50.50.3 1 60.60.60.0/24 40.40.40.5 1 70.70.70.0/24 50.50.50.6 1 10.10.10.0/24 50.50.50.3 2 30.30.30.0/24 50.50.50.3 2



NW/Mask Gateway Cost 20.20.20.0/24 Direct 0 50.50.50.0/24 Direct 0 10.10.10.0/24 20.20.20.1 1 30.30.30.0/24 20.20.20.2 1 40.40.40.0/24 50.50.50.4 1 70.70.70.0/24 50.50.50.6 1 60.60.60.0/24 50.50.50.4(.6) 2


.1 .1 .2 .2

.3

.3

.4 .4

.5

.5

.6

.6

.7 .7

ผลจากการแลกเปลยนตารางคร งทสอง

R4


10.10.10.0/24 R1

20.20.20.0/24 30.30.30.0/24

50.50.50.0/24 40.40.40.0/24

70.70.70.0/24 60.60.60.0/24

R2

R3

R4

R5 R6

R7






NW/Mask Gateway Cost 20.20.20.0/24 Direct 0 50.50.50.0/24 Direct 0 10.10.10.0/24 20.20.20.1 1 30.30.30.0/24 20.20.20.2 1 40.40.40.0/24 50.50.50.4 1 70.70.70.0/24 50.50.50.6 1 60.60.60.0/24 50.50.50.4(.6) 2


.1 .1 .2 .2

.3

.3

.4 .4

.5

.5

.6

.6

.7 .7

ผลจากการแลกเปลยนตารางคร งทสาม

R4

สงเกตวา การหาเสนทางทละ Hop คอ Bellman-Ford Alg.

ปญหาของ RIP (และ Distance Vector)

เนองจาก Router แลกเปลยนขอมลกบเพอนบานเทาน น เมอเกดปญหาทจดใด ตว Router ทอยไกลจะรและปรบตารางชากวา Router ทอยใกล ทาใหการ Converge ชา ทาใหเหมาะสมสาหรบ Network ขนาดเลกเทาน น ขนาดของ Message ท Router แตละตวสงจะสมพนธกบจานวนของ Network ถา Network มจานวนมาก ขอมลทสงจะมมาก และดวยการท Update ไมพรอมกน จะทาใหเกด Route Loop ได

สาคญ ตองแกปญหาน

การเกด Loop ใน Distance Vector สมมต มสาม Network เชอมตอผานสอง Router และทาการ Update ตารางเรยบรอย

200.18.95.0/24 58.42.96.0/19 195.3.0.192/26

R1 R2

Network Net Mask Gateway Cost 200.18.95.0 255.255.255.0 Direct 0 58.42.96.0 255.255.224.0 Direct 0

195.3.0.192 255.255.255.192 58.42.96.2 1

.1 .1 .2 .2


200.18.95.0 255.255.255.0 58.42.96.1 1

การเกด Loop ใน Distance Vector สมมต ตอวา Network 195.3.0.192/26 เกด Down เชน Link ขาด ดงน น R2 จะตรวจจบได และ Mark ตารางของตนเปน Unreachable (Infinity)

200.18.95.0/24 58.42.96.0/19 195.3.0.192/26

R1 R2


195.3.0.192 255.255.255.192 58.42.96.2 1

.1 .1 .2 .2

Network Net Mask Gateway Cost 195.3.0.192 255.255.255.192 - inf 58.42.96.0 255.255.224.0 Direct 0

200.18.95.0 255.255.255.0 58.42.96.1 1

การเกด Loop ใน Distance Vector เมอถงเวลา Update และมการแลกเปลยนตาราง R1 จะเรยนรแลววา 195.3.0.192/26 น นเปน Unreachable และปรบตารางตนเอง

200.18.95.0/24 58.42.96.0/19 195.3.0.192/26

R1 R2


195.3.0.192 255.255.255.192 58.42.96.2 1

.1 .1 .2 .2


200.18.95.0 255.255.255.0 58.42.96.1 1

ในขณะเดยวกน R2 ไดรบตารางจาก R1 และคนพบวา R1 มทางไป 195.3.0.192/26 ดวย Cost เทากบหนง มนจง Update ตารางดวย Cost = 2 โดยหารไมวาขอมลน น R1 ไดเรยนรจากตนเอง

การเกด Loop ใน Distance Vector ผลทได จะทาใหตารางผดพลาด

200.18.95.0/24 58.42.96.0/19 195.3.0.192/26

R1 R2


195.3.0.192 255.255.255.192 - inf

.1 .1 .2 .2

Network Net Mask Gateway Cost 195.3.0.192 255.255.255.192 58.42.96.1 2 58.42.96.0 255.255.224.0 Direct 0

200.18.95.0 255.255.255.0 58.42.96.1 1

ถาม Packet เขามาท R2 และตองการไป 195.3.0.195 /26 มนจะถกสงไป R1 และเปนไปไดท ตาราง R1 จะยงไม Update และถกสงกลบไปกลบมาเปน Loop

การเกด Loop ใน Distance Vector ในการ Update คร งตอไป R1 จะเรยนร 195.3.0.192 /26 จาก R2 อกคร งดวย Cost 2 และ Update ตารางตนเอง ขณะเดยวกน R2 ทาการ Update ตารางตนเองเชนกน

200.18.95.0/24 58.42.96.0/19 195.3.0.192/26

R1 R2


195.3.0.192 255.255.255.192 - inf

.1 .1 .2 .2

Network Net Mask Gateway Cost 195.3.0.192 255.255.255.192 58.42.96.1 2 58.42.96.0 255.255.224.0 Direct 0

200.18.95.0 255.255.255.0 58.42.96.1 1

การเกด Loop ใน Distance Vector การ Update จะทาสลบไปมา และคา Cost จะเพมทละหนงจนเขาส Infinity เราเรยกเหตการณนวา ‘Count to Infinity’

200.18.95.0/24 58.42.96.0/19 195.3.0.192/26

R1 R2


195.3.0.192 255.255.255.192 58.42.96.2 3

.1 .1 .2 .2


200.18.95.0 255.255.255.0 58.42.96.1 1

Packet จะถกสงว งวนไปมาระหวาง R1 และ R2

การแกปญหา Loop ใน Distance Vector

Split Horizon: กาหนดวาการสง Routing Update ไปใหกบเพอนบานใดๆ ใหตดสวน Subnet ทไดเรยนรมาจากเพอนบานนนออกไป Maximum Hop Count: มาตรฐานของ RIP จะมคาสงสดคอ 15 เลข 16 หมายถงวาเปน Unreachable การกาหนดเชนนทาใหการ Count To Infinity หยดเรวขน แตจะทาใหขนาดของ Network จากดอยท 15 Hop ดวยเชนกน Triggerded Update: กาหนดวาถา Router ใดพบวาม Subnet Down กใหสงสญญาณบอก Router เพอนบานทกตวทนท โดยไมตองรอใหถงเวลาของการ Update ปกต(RIP จะมเวลาการ Update ปกตคอทกๆ 30 วนาท) Route Poisoning: จะใชรวมกบ Triggered Update คอเมอ Router ใดพบวาม Subnet Down มนจะประกาศออกไปยง Interface ทกอนของมนวา Subnet น Unreachable โดยตงคา Hop Count เทากบ Infinity(16 สาหรบ RIP) Hold-Down Timer: เมอ Router ไดรบ Triggered Update มนจะไมสนใจเกยวกบเสนทางทจะไปยง Subnet ท Down ลงเปนระยะเวลาหนง เทากบ Hold-Down Timer(180 วนาท สาหรบ RIP) เพอปองกนการเรยนรทผดพลาด จากนนมนถงจะเรมเรยนร Routing ใหมๆ ทจะยง Subnet นน ทงหมดน ยงไม Guarantee วาจะกาจด Loop ได โดยเฉพาะ Loop ทเกดระหวางหลาย Router

CISCO ไดคด EIGRP ซงมเทคนคในการแกปญหาทดกวา แตเปน Protocol เฉพาะ

27.11 RIP Packet Format(v2) Command บงบอกวาเปน RIP Request หรอ Response Routing Information แตละชดจะประกอบดวย 5 Word (20 Bytes)

Family(Address Family Identifier) โดย RIP สามารถจะสง Routing Information ไดกบหลาย Protocol ถาเปน IP จะมคา 2, ถาเปนการทา Authentication จะใช คา 0xffff Route Tag กาหนดวธบงบอกความแตกตางระหวาง Internal Route (เรยนรจาก RIP) และ External Route (เรยนรจาก Protocol อน) ทเหลอคอ IP Address (Network ID), Subnet Mask และ Metric (จะมคาระหวาง 0 และ 15), 16 หมายถง Unreachable

27.11 RIP Packet Format(v2)

27.12 The Open Shortest Path First Protocol (OSPF)

RIP ไมเหมาะกบ Network ขององคกรขนาดใหญ ซง IETF ไดออกแบบ IGP ขนมาอกตวหนงชอ OPEN SHORTEST PATH FIRST PROTOCOL (OSPF) โดยใช Dijkstra Algorithm ทช อ SPF (Shortest Path First) ในการคานวณเสนทาง ซง OSPF จดวาเปน Link-State Protocol

การสง Routing Information จะสงเฉพาะ Link-State ของตนเองซงจะมขนาดเทาเดมแมวา Network จะมการขยายตว ผดกบ Distance Vector ทสงทงตาราง (Distance Vector) ทจะมขนาดเพมขน เมอ Network มการขยายตว

27.12 The Open Shortest Path First Protocol (OSPF)

OSPF มคณสมบตดงน ออกแบบมาใหทางานภายใน AS คอเปน IGP สนบสนนการทา CIDR โดยมการสง Address Mask ไปพรอมกบ IP Address สามารถทา Authenticate ซงกนและกนระหวางสอง Router ได สามารถ Import Route ทเรยนรโดยวธอนเขามาผนวกกบตารางของ OSPF ได ใชวธการของ Link-State Routing สนบสนนการใช Route Metric หลายอยาง และยอมใชผดแลระบบกาหนดคา Cost ของแตละ Route ได สนบสนนการทางานของ Network ทเปน Multi-Access โดยมวธการไมให Router ทกตวทาการ Broadcast Link-State ออกมา แตจะกาหนดให Router เพยงหนงตวทาการ Broadcast

Router นช อ Designated Router (DR)

27.13 ตวอยางการสราง OSPF Graph

Router แตละตวจะสง Link-State Advertisement (LSA) Router แตละตวจะรวบรวม LSA ของ Router ทกตวใน Network สรางเปน Link-State Database (LSB) ทเหมอนกน จาก LSB ตว Router จะทาการคานวน และสราง OSPF Graph จาก OSPF Graph ตว Router จะคานวณเสนทางจากตวมน ไปยง Router ตวอนๆ โดยสราง SPF Tree ทตวมนเปน Root ดวย Dijkstra Algorithm

เนองจากมนสราง Tree ดงนนจะไมเกด Loop ถา Topology เปลยน ตว Router ท Detect ไดจะสง Update Link State ใหม

Router ทกตวจะ Update LSB และคานวณ SPF Tree ใหม Fast Convergence เพราะทกตว Update พรอมกน

OSPF Example: Link-State 10.10.10.0/24

R1

20.20.20.0/24 30.30.30.0/24

50.50.50.0/24 40.40.40.0/24

70.70.70.0/24 60.60.60.0/24

R2

R3

R4

R5 R6

R7

Interface /Mask Cost 10.10.10.1/24 2 20.20.20.1/24 3

.1 .1 .2 .2

.3

.3

.4 .4

.5

.5

.6

.6

.7 .7

R1 LSA


R3 LSA Interface /Mask Cost 20.20.20.3/24 4 50.50.50.3/24 3

R2 LSA


R4 LSA




R5 LSA

R6 LSA

R7 LSA

LSB

OSPF Example: Link-State


R1 LSA



R2 LSA


R4 LSA




R5 LSA

R6 LSA

R7 LSA

LSB R1 N1 N2

2 3

N1 N2

N2

N2

N3

N5

N5

N5

N4

N4 N6

N6

N7

N7

R2 1 N3

2

R3

N5

4

3

R4

R5

N4 5 2

N6

3

1

R6

N7

2

5

R7 2 1



R1 LSA



R2 LSA


R4 LSA




R5 LSA

R6 LSA

R7 LSA

LSB R1 N1 N2

2 3

N1 N2

N2

N2

N3

N5

N5

N5

N4

N4 N6

N6

N7

N7

R2 1 N3

2

R3

N5

4

3

R4

R5

N4 5 2

N6

3

1

R6

N7

2

5

R7 2 1



R1 LSA



R2 LSA


R4 LSA




R5 LSA

R6 LSA

R7 LSA

LSB R1

3

N1 N2

N2

N2

N3

N5

N5

N5

N4

N4 N6

N6

N7

N7

R2 1

R3

4

3

R4

R5

5

2

3

1

R6

2

5

R7 2 1

3

1 4

2

3

2



R1 LSA



R2 LSA


R4 LSA




R5 LSA

R6 LSA

R7 LSA

LSB R1

3

N1 N2

N2

N2

N3

N5

N5

N5

N4

N4 N6

N6

N7

N7

R2 1

R3

4

3

R4

R5

5

2

3

1

R6

2

5

R7 2 1

3

1 4

2

3

2

ตวอยาง R3 หา SPF Tree จาก Dijkstra



R1 LSA



R2 LSA


R4 LSA




R5 LSA

R6 LSA

R7 LSA

LSB R1

3

N1 N2

N2

N2

N3

N5

N5

N5

N4

N4 N6

N6

N7

N7

R2 1

R3

4

3

R4

R5

5

2

3

1

R6

2

5

R7 2 1

3

1 4

2

3

2




R1 LSA



R2 LSA


R4 LSA




R5 LSA

R6 LSA

R7 LSA

LSB R1

N1 N2

N2

N2

N3

N5

N5

N5

N4

N4 N6

N6

N7

N7

R2

R3

4

3

R4

R5

5

R6

5

R7

4

3


27.14 OSPF Area อนหนงททาให OSPF มความซบซอนมากกวา Routing Protocol อน และเปนตวททาใหมนเหนอกวาตวอนดวยคอมนสามารถทา Hierarchical Routing OSPF ยอมใหเราแบงกลม Router ภายใน AS ออกเปน Area

Router ภายใน Area จะม LSB ทเหมอนกน Routing Information สงภายใน Area จะเหมอนกบทกลาวมา Routing Information ทแลกเปลยนระหวาง Area จะถกสรป และสงผาน Router ทเชอมระหวาง Area เรยก ABR (Area Border Router) การทาเชนนจะลด LSA ท Router จะตองสง และลดขนาด LSB ลง OSPF กาหนด Area กลางเรยก Area 0 (0.0.0.0) หรอ Backbone Area Area อนๆจะตองเชอมตอกบ Backbone Area ผาน ABR

นอกจากน OSPF ยงมการกาหนด Router ทจะสรป Routing Information แลกเปลยนกบ Routing Protocol อน หรอออกนอก AS ชอ ASBR (AS Border Router)

27.14 OSPF Area

Area2 Area1

Area0

OSPF Designated Router และ Backup Designated Router

เพอลดจานวนการสง LSA และการ Broadcasting (Multicast) รวมถงการเชอมตอกบ Router ทกๆตวใน Area

OSPF กาหนดใหม Router หนงตวทาหนาทรวบรวม LSA ของ Area จดทาเปน LSB และสงใหกบ Router ทกๆตว เรยก Designated Router (DR)

DR จะเลอกจาก Router ทม Router ID ตาสด OSPF ยงกาหนด Backup DR(BDR) ทจะทางานในกรณท DR เกดมปญหา

OSPF Designated Router และ Backup Designated Router

M= n(n-1)/2 = 28

M= (n-2)×2+1 = 13

DR

BDR

OSPF Protocol Layer OSPF กาหนด Frame Format ทจะบรรจโดยตรงลงใน IP ไมผาน Transport Layer

Packet Type ทงหมด 5 แบบ แตละแบบยงมแยกออกไปอก

OSPF Packet Type I = Hello Packet สงทก 10 วนาท OSPF Packet Type 4 = Link-State Update Packetจะสง LSA

LSA ทสงมหลายแบบ

Protocol Number ของ OSPF คอ 89 การสง LSA จะสงผาน Multicasting

224.0.0.5

Position of the Dynamic Routing Protocols in the Protocol Stack

BGP RIP OSPF TCP UDP

IP Raw IP Link layer

Physical layer

27.15 Intermediate System – Intermediate System (IS-IS)

ออกแบบโดย Digital Equipment Corporation ใหเปนสวนหนงของ DECNET V ใหเปน IGP ถกสรางขนในเวลาเดยวกบ OSPF และทางานคลายกน โดยใชวธของ Link-State และ Dijkstra Algorithm ขอแตกตางจาก OSPF

IS-IS เปน Proprietary ในตอนแรก, OSPF เปน Open Standard OSPF ถกออกแบบให Run บน IP สวน IS-IS ถกออกแบบให Run บน CLNS (Connectionless Network Service อยในมาตรฐานของ OSI) OSPF ออกแบบมาใหสงผาน Route ของ IPv4 สวน IS-IS จะสงผาน Route สาหรบ OSI Protocol ตอมา OSPF ไดมการปรบปรง และใสความสามารถเพมเตมลงไป ทาใหม Overhead สงกวา IS-IS

IS-IS ถกลมไประยะหนงและไดรบความนยมขนมา เนองจาก ปจจบน DEC ถกยบไปแลว IS-IS ไมใช Proprietary Property IS-IS ม Overhead ตากวา OSPF IS-IS ไดถกออกแบบใหมใหใชกบ IP ได OSPF ไมสามารถใชกบ IPv6 ได จะตองใช OSPF 6 ตวใหม

นยมใชใน ISP เนองจาก ISP เปน Network ขนาดใหญ การใช OSPF จะม Overhead สง

IP Routing

IGP

Static Dynamic Default Route

Distance Vector Link State

RIP V1 RIP V2 OSPF IS-IS

EGP

BGP

ROUTING

27.16 Multicast Routing 27.16.1 Multicast Semantic

Multicast Routing จะตางจาก Unicast Routing เนองจาก Internet ยอมให Multicast Group เปน Dynamic และไมจาเปนตองมการแสดงตวผสง

สมาชกสามารถเปนหรอบอกเลกไดตลอดเวลาตามความตองการ เมอเปนสมาชกของ Group จะไดรบทกๆ Packet ทมการสงใหกบ Group

ถามหลาย Application บน Host เดยวกนเปนสมาชกของ Group เดยวกน จะไดรบ Packet เพยงหนง Copy จากนน Packet จะถก Copy ใหกบแตละ Application

เมอ Application บอกเลกการเปนสมาชกของ Group ตว Host จะยงไมแจงการบอกเลกไปยง Router ทตออยจนกระทง Application สดทายบอกเลกเปนสมาชก Host จงจะบอก Router วาไมตองการเปนสมาชกแลว

IP Multicast Group จะเปนลกษณะ Anonymous เราไมสามารถรผสงหรอผรบ หรอจานวนสมาชกในขณะนน Router และ Host ไมรวา Application ใดเปนผสงขอมลใหแก Group กลมของ Multicast Group เพยงแคกาหนดกลมของผรบ

ผสงไมจาเปนตองเปนสมาชกของ Group

27.16 Multicast Routing 27.16.2 IGMP

การท Host จะ Join หรอ Leave จาก Multicast Group จะกระทาผาน Internet Group Multicast Protocol (IGMP) กบ Router ทเชอมตอกบ Network ของ Host น น Protocol จะใชเฉพาะสาหรบการสอสารระหวาง Host และ Router Protocol จะกาหนด Host ไมใช Application ใหเปนสมาชกของ Multicast Group

ถามหลาย Application เปนสมาชกของ Group จะมองเหมอนเปนสมาชกเดยว และเปนหนาทของ Host ทจะทาการ Copy ขอมลสงใหแตละ Application เมอ Application สดทายบอกเลกการเปนสมาชก Host จะสง IGMP ไปบอกยง Router เพอบอกเลก

27.16 Multicast Routing 27.16.3 การ Forward และการคนหาสมาชก

เมอ Router พบวาม Host บน Network ทมนเชอมตออยเปนสมาชกของ Multicast Group มนจะตองจดสรางเสนทางไปยง Group และทาการสง Datagram ทมนไดรบสาหรบ Group ไปยง Host สมาชก

ดงนน Router จะมหนาทในการกระจาย Multicast Routing Information

Multicast Routing จะซบซอนและยากกวา Unicast Routing เนองจาก Group เปน Dynamic และการใช Anonymous Sender

ขนาดและ Topology ของ Group อาจจะเปนภายใน Organization หรอทวโลก โดยมสมาชกไมกคนจนถงเปนลานคน (เชน Webcast Application)


Multicast Routing Protocol จะตองทางานไดรวดเรวและตอเนองเพอทจะสามารถจดการกบสมาชกทเปน Dynamic เนองจาก User ใดกไดสามารถสงขอมลให Group ดงน น Route Information จะตองกนขอบเขตนอกเหนอจากสมาชกของ Group Multicast Protocol จะใชสามวธในการ Forward Datagram


Multicast Protocol จะใชสามวธในการ Forward Datagram

Flood-and-Prune Configuration-and-Tunneling Core-Based Discovery

เราจะกลาวรายละเอยดในแตละวธอยางสงเขป


Flood-and-Prunes วธนจะดทสดถาขนาดของกลมเลก และสมาชกทกคนเชอมตอกบ LAN ทอยตดกน เชน Network ขององคกร การทางานจะเรมจาก Router จะ Forward แตละ Datagram ไปยงทกๆ Network

เมอ Multicast Datagram มาถง Router จะ Forward ไปยงทกๆ Direct Connect LAN ผาน Hardware Multicast

เพอปองกน Loop วธการนจะใชเทคนคทช อ Reverse Path Broadcasting (RPB) ในการ Break Loop ขณะท Router ทาการ Flood ขอมลไปยงทก Network มนจะมการแลกเปลยนขอมลเกยวกบสมาชกของกลม

ถา Router เรยนรวา Network ใดไมมสมาชกอย มนจะหยดการสงขอมล Multicast ให Network นน นเปนทมาของคาวา ‘Prunes”


Configuration-and-Tunneling วธนจะใชไดดในกรณทสมาชกกระจายตว กนขอบเขตกวาง โดยทแตละ Site มสมาชกไมกคน Router ในแตละ Site จะถก Configure ใหรจก Site อนๆ เมอม Multicast Datagram มาถง ตว Router จะสง Datagram ไปยงทก Site ทเปน LAN ทเชอมตอกบมนโดยตรง ผาน Hardware Multicast จากนน Router จะมาดทตาราง Configuration วา Datagram นจะตองสงไปยง Remote Site ใด

การสงจะเปนการบรรจ IP Multicast ลงใน IP Unicast Datagram เรยกวาการทา Tunneling (IP-in-IP Tunneling)

ดงนนการ Forward Multicast Datagram จะผานทาง Unicast Routing เนองจากมการทา Tunneling

คอการสงภายใน Site ใช Multicast แตการสงให Site อนจะใช Unicast Tunneling


Core-Based Discovery ในกรณทขนาดกลมและขอบเขตอยระหวางกลาง หรอมการปรบเปลยนไปมา สองวธแรกจะใชไมด เราตองการ Protocol ทสามารถรองรบไดหลายๆรปแบบของกลม วธนจะใชการกาหนด Core Unicast Address สาหรบแตละ Multicast Group เมอ Router R1 ไดรบ Multicast Datagram มนจะทาการ Encapsulate Datagram นนลงใน Unicast Datagram และสงไปยง Core Unicast Address ของ Group

เมอ Unicast Datagram นเดนทางผาน Internet ตว Router ในทางผานแตละตวจะด Content ภายใน ถา Router เปนสวนหนงของกลม มนจะ Process Multicast Message และสง Multicast Datagram ใหกบสมาชกในสวนของมน

การเปนสมาชกของกลมจะใชวธการอยางเดยวกน เมอ Router ไดรบการรองขอการเปนสมาชก มนจะเพมเสนทางลงในตาราง Multicast Table ของมน

ดงนนสมาชกของ Multicast Group จะขยายตวออกจาก Core และ Router จะสรางเสนทางเชอมตอเปน Multicast Tree

27.16 Multicast Routing 27.16.4 Multicast Protocols

มหลาย Protocol ทถกเสนอขนมา แตยงไมม ตวใดทสามารถใชงานไดอยางกวางขวาง ตลอดท ง Internet (Internet-wide multicast routing)

Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP)

เปน Protocol ทถกใชโดย UNIX program ‘mrouted’ และใน Internet Multicast backBONE (MBONE) DVMRP จะทา Local Multicast โดยใช IP-in-IP encapsulation และสง Multicast Datagram จาก Site หนงไปยงอก Site หนง รายละเอยด ดไดจาก http://www.lbl.gov/web/Computers-and-Networks.html#MBONE

Core Based Tree (CBT) ใชวธการให Router สราง Delivery Tree จากจดศนยกลางมายงแตละกลม โดย CBT จะอาศย Unicast Routing ในการสงขอมลมายงศนยกลาง


Protocol Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM)

เปน Protocol ทใชวธการเชนเดยวกนกบ CBT ในการสราง Multicast Routing Tree การสงขอมลระหวาง Site ซงใช Unicast ไมไดกาหนดวาจะตองใช Unicast Routing Protocol อะไร

Protocol Independent Multicast-Dense Mode (PIM-DM)

เปน Protocol ทออกแบบมาใหใชภายในองคกร Router จะใชวธการ Flooding (PIM-DM Broadcast) Packet ของ Multicast ไปยงทกๆตาแหนงของ Network ภายในองคกร

ถา Router ใด ไมมสมาชกของ Multicast อย จะสงขอมลกลบให ทาการ Prune Multicast Tree (หยดสง Packet)

วธการนจะใชไดด ถา Multicast Session มอายสน เพราะไมตองการการ Setup กอนทจะมการสงขอมล


Multicast Extensions to the Open Shortest Path First Protocol (MOSPF)

MOSPF ไดถกออกแบบเพอจะผาน Multicast Route ระหวาง Router ภายในองคกร โดย MOSPF จะอาศยการทางานของ OSPF และทางานรวมกบ Link-State Routing

Multicast Routing เปนเร องทยากมาก แมวาจะมการวจยคนความานาน แตยงไมม Protocol ทเปน General-Purpose Internet Multicast ทประสพผลสาเรจ

Extra: Network Design Tips การใช VLAN and Subnet

การทา VLAN คอการแบง Switch ใหมการทางานเหมอนกบเปน Switch หลายตว

Host ทตอกบแตละ VLAN จะเหมอนกบวาเปน LAN คนละวง แตละ VLAN จะ Broadcast กนภายใน คอเปนหนง Broadcast Domain

ในการนา TCP/IP มาใชกบ LAN เราจะทา Subnet ให LAN แตละวงเปนหนง Network

ดงนน หนง VLAN ในทางปฎบตคอหนง Subnet และ หนง Broadcast Domain อยางไรกตาม พงเขาใจวา VLAN Number เปนหมายเลขอางองเพอแบง LAN และรจกเฉพาะ Switch นนๆ ในขณะท IP Number นนเปน Global Address เราสามารถใช VLAN เบอรเดยวกน สาหรบคนละ Subnet ทอยตาง Switch กน และไมมการเชอมกนในระดบ Layer 2 แตไมมเหตผลอะไรทจะทาเชนนน เพราะ VLAN Number สามารถตงไดอยางเหลอเฟอ ดงนน แตละ Subnet ควรให VLAN Number ทแตกตางกน


การทา VLAN Tag เปนเสมอนการรวม LAN ทอยตาง Switch กน เปน LAN เดยวกนและเปน Subnet เดยวกน (เพมจานวนของ LAN Port แตตาง Switch) VLAN Tag เปน Protocol ทวางบน Layer 2

IP Packet ไมมขอมลของ VLAN Tag Tag จะใสลงใน Frame ทสงผาน Port ททา Tag เทาน นและจะถกนาออกเมอถง Switch ปลายทาง

ดงนน VLAN Tag จะรจกกนระหวาง Switch สองตวเทานน Default VLAN ของ Port ททา Tagging จะไมใส VLAN Tag

VLAN และ VLAN Tag ทาให Network ตองมสอง Diagram

Logical Diagram แสดงการเชอมตอในการทางานระหวาง VLAN หรอ Subnet Physical Diagram แสดงการเชอมตอระหวาง Switch ทาง Physical


ตวอยาง Switch 24 Port

5/1 5/2

5/3 5/4

5/5 5/6

5/7 5/8

5/9 5/10

5/11 5/12

5/13 5/14

5/15 5/16

5/17 5/18

5/19 5/20

5/21 5/22

5/23 5/24

Physical Diagram Logical Diagram

5/1 5/2

5/3 5/4

5/5 5/6

5/7 5/8

5/9 5/10

5/11 5/12

5/13 5/14

5/15 5/16

5/17 5/18

5/19 5/20

5/21 5/22

5/23 5/24

VLAN 1 VLAN 100 VLAN 200

VLAN 100 VLAN 200 VLAN 1 VLAN 1

เมอแบง VLAN

5/1 5/2

5/3 5/4

5/5 5/6

5/7 5/8

5/9 5/10

5/11 5/12

5/13 5/14

5/15 5/16

5/17 5/18

5/19 5/20

5/21 5/22

5/23 5/24 VLAN 1 VLAN 100 VLAN 200

VLAN 100 VLAN 200

VLAN 1

PC 1 PC 2 PC 3 PC 4 192.168.10.10 - .11

/24 192.168.20.20 - .21

/24 PC 1 PC 2 PC 3 PC 4

192.168.10.10 - .11 /24

192.168.20.20 - .21 /24

VLAN Tag Diagram

VLAN 100 Port 1/1-10 VLAN 200 Port 1/11-20 Tag Port 1/24

VLAN 100 Port 1/1-10 VLAN 200 Port 1/11-20 Tag Port 1/24

Physical Diagram SW1 SW2

SW1:1/1-1/10 SW2:1/1-1/10 SW1:1/10-1/20 SW2:1/10-1/20 SW1:1/21-1/23 SW2:1/21-1/23

VLAN 100 10.10.10.0/24

VLAN 200 20.20.0.0/16

VLAN 1 30.0.0.0/8

Logical Diagram

การเชอมตอ VLAN คอการเชอมตอ LAN คนละวงเขาดวยกน คอการเชอมตอแตละ Subnet หรอตาง Network เขาดวยกน ตองใชอปกรณ Layer 3 คอ Router หรอ Switch L3

การสงขอมลขาม LAN จะสงไดในระดบ IP Packet เทานน Broadcast ปกตจะไมผาน

สมมตเราม 3 Network เชอมตอผาน Router

192.168.10.0/24

R1 .1

.1

192.168.20.0/24 192.168.30.0/24

.1 Logical Diagram แสดงรายละเอยดระดบ L3

ถาผใชงานแตละ Network มนอย เชน 6 คน และอยบรเวณเดยวกน เราสามารถใช Switch ตวเดยว และ แบงเปน 3 VLAN VLAN ละ 7 Port

Logical Diagram แสดงรายละเอยดระดบ L2 และ Host R1

.1

.1 .1 192.168.10.0/24 192.168.30.0/24

192.168.20.0/24

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .2 .3 .4 .5 .6 .7

VLAN 100 VLAN 200

VLAN 300

VLAN Diagram

ถาผใชงานแตละ Network มนอย เชน 6 คน และอยบรเวณเดยวกน เราสามารถใช Switch ตวเดยว และ แบงเปน 3 VLAN VLAN ละ 7 Port

Logical Diagram แสดงรายละเอยดระดบ L2 และ Host

R1 .1

.1 .1 192.168.10.0/24 192.168.30.0/24

192.168.20.0/24

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .2 .3 .4 .5 .6 .7

VLAN 100 VLAN 200

VLAN 300

Physical Diagran แสดงการเชอมตอแตละ Port ของอปกรณ

SW1 R1

VLAN100 Port 1/1,3,5,7,9,11,19 VLAN200 Port 1/2,4,6,8,10,12,20

VLAN300 Port 1/,13,14,15,16,17,18,21

Switch L3 ในทางปฎบต ถามการแบง VLAN และเชอม VLAN รวมถงการทา Routing เราใช Switch L3 จะสะดวก ประหยด และมประสทธภาพสงกวา Switch L3 จะรวม Router Function อยภายใน Switch นอกจากนยงม Switch L4 สามารถทาหนาทเปน Firewall Switch L7 ทา Security ไดถงระดบ Application เรยกรวมๆวา Multilayer Switch

R1 .1

.1 .1 192.168.10.0/24 192.168.30.0/24

192.168.20.0/24

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .2 .3 .4 .5 .6 .7

VLAN 100 VLAN 200

VLAN 300

ข นตอนท วไปในการ Configure Switch L3 คอทาทละ Layer

Layer 1:เชอมตอสายกอนและตรวจสอบ Layer 2:

สราง VLAN กาหนด Port ใหกบแตละ VLAN ทา VLAN Tagging (ถาม)

Layer 3: กาหนด IP Interface ใหกบแตละ VLAN

เมอกาหนด IP Interface ตว Switch จะทางานใน Layer 3 โดยอตโนมต หนง VLAN คอหนง Subnet ดงนนระวงการกาหนด IP/Net Mask ใหแก Interface เมอกาหนดแลว จะเปนการกาหนดคา Network ID (Prefix) ใหแก VLAN ไปในตว

จากน นจงคอยทา Routing

End of Week 13 HW 8 Download No Class Week 14

Songkran Week 14: Advance Topic

Textbook Part IV QoS and IP Telephony

Documents

CPE 426 Computer Networks - RSUcpe.rsu.ac.th/ut/e-book/computer networks/data/Ch10... · 2016. 4. 29. · CPE 426 Computer Networks Chapter 10: Text Chapter 27: Internet Routing Part