Why the Internet Sucks: A Core Perspective

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1 Beispielbild Why the Internet Sucks: A Core Perspective Yves Müller Fachbereich Mathematik und Informatik Institut für Informatik

2 Gliederung Motivation Grundlagen Präfixrouting Internetstruktur Problemstellung Multihoming Identfier & Locator Lösungsansätze Separation Elimination Zusammenfassung 2 / 19

3 Motivation Internet Why the Internet sucks Protokolle auf Netzwerkschicht erreichen die technischen Grenze Probleme höhere Anzahl an Endgeräten bewegliche Endgeräte (Mobile IP) redundante Anbindung von Teilnetzen Fokus dieses Vortrages: Redundanz dauerhafte Erreichbarkeit ohne Auswirkung auf die Skalierbarkeit des Routings 3 / 19

4 Motivation Internet Why the Internet sucks Protokolle auf Netzwerkschicht erreichen die technischen Grenze Probleme höhere Anzahl an Endgeräten bewegliche Endgeräte (Mobile IP) redundante Anbindung von Teilnetzen ERROR Fokus dieses Vortrages: Redundanz dauerhafte Erreichbarkeit ohne Auswirkung auf die Skalierbarkeit des Routings 3 / 19

5 Motivation Internet Why the Internet sucks Protokolle auf Netzwerkschicht erreichen die technischen Grenze Probleme höhere Anzahl an Endgeräten bewegliche Endgeräte (Mobile IP) redundante Anbindung von Teilnetzen Fokus dieses Vortrages: Redundanz dauerhafte Erreichbarkeit ohne Auswirkung auf die Skalierbarkeit des Routings 3 / 19

6 Motivation # Einträge in BGP-Tabelle vergebene Adressblöcke / 19

7 Grundlagen Routing Routing Weiterleitung von Paketen Routing-Tabelle Zuordnung: Nachbarn zu Präfixen Einträge statisch Austausch durch Routing-Protokolle Routing-Protokolle Interior Gateway Protokolle Exterior Gateway Protokolle (z.b BGP) / /24 Router A Router C /24 via A /24 via B Router B 5 / 19

8 Grundlagen Netzwerkstruktur hierarchische Topologie Routing-Komplexität gering Default-Routing kleine steuerbare Routing-Tabelle flache Topologie Routing aufwendig Pfade zu allen Präfixen benötigt große Routing-Tabelle 6 / 19

9 Grundlagen Internetstruktur Internet heterogene Teilnetzwerke verschiedene Strategien zur Paketweiterleitung Edge-Netzwerke (EN) Core-ISPs /22 DFZ Core-ISP Edge-Netzwerk /16 Präfixaggregation Zusammenfassen von Präfixen /16 Default-Free-Zone (DFZ) alle Router ohne Default-Route meist BGP-Router der Core-ISPs / / /22 7 / 19

10 Problemstellung Die Skalierbarkeit des Routing in der DFZ ist dadurch gefährdet, dass die Edge-Netzwerke in den DFZ Routing-Tabellen abgebildet werden. 8 / 19

11 Problemstellung Multihoming Anbindung eines Netzwerkes über mehrere ISPs Motivation Redundanz Internet sichtbare Präfixe: / /16 Lastverteilung Problem Erreichbarkeit über alle Verbindungen ISP-A /16 ISP-B /16 EN /22 9 / 19

12 Problemstellung PIs Internet sichtbare Präfixe: / / /22 providerunabhängige Adressen (PI) kein Subpräfix eines ISPs Vorteil für Edge-Netzwerke: adresstransparentes Multihoming ISP-A / /16 ISP-B /16 Präfix in DFZ sichtbar Wachstum der Routing-Tabellen EN / /22 10 / 19

13 Problemstellung zur Erinnerung # Einträge in BGP-Tabelle vergebene Adressblöcke / 19

14 Problemstellung Identifier & Locator Bedeutung der IP-Adresse Identifier: Identifikation eines Sockets Locator: Routing-Entscheidung Konsequenzen für Multihoming Identifier ist abhängig von der Netzwerkstruktur Verbindungsabbruch bei Routenänderung nur einen Locator zum Identifier zugeordnet nur eine Route 12 / 19

15 Zwischenstand transparentes Multihoming durch Verwendung von providerunabhängigen Adressen Edge-Netzwerke in BGP Routing-Tabelle sichtbar Wachstum der Routing-Tabelle Routing in der DFZ skaliert nicht 13 / 19

16 Lösungsansätze LISP TRRP STCP Six/One shim6 TCP-MH 14 / 19

17 Lösungsansätze LISP TRRP STCP Separation Elimination Six/One shim6 TCP-MH 14 / 19

18 Lösungsansätze Elimination ISP-A / /16 Internet ISP-B /16 Verzicht auf PIs bei Multihoming mehrere Präfixe Multihoming nicht transparent für Endgeräte Probleme: Austausch von IP-Adressen Beobachtung der Erreichbarkeit und ggf. Reaktion EN / /22 mögliche Änderungen an Anwendungsschicht (DNS) Transportsicht (TCP-MH) Netzwerkschicht (shim6) 15 / 19

19 Lösungsansätze Separation Idee: Identifier-/Locatorsplit Endpoint Identifier (EID) für Socket-Kommunikation EID EID Routing Locator (RLOC) EID zum Routing in der DFZ EID RLOC EID RLOC Abbildung EID RLOC EID am Übergang zwischen DFZ und Edge-Netzwerk benötigt globales Mapping-System Umwandlung verschiedenen Ansätze Tunneling (LISP) Address Rewriting (six/one) Edge Space EID RLOC DFZ 16 / 19

20 Lösungsansätze Vergleich Elimination Vorteile kleine stabile Routing-Tabelle durch Aggregation von IP-Adressen Nachteile Multihoming nicht transparent für Edge-Netzwerke Modifikation an Endgeräten nötig IPv6 erforderlich Aufwand hoch und Vorteile gering für Edge-Netzwerke Motivationsproblem Separation Vorteile kleine stabile Routing-Tabelle durch Identfier/Locator-Split keine Änderung an Endgeräten und Routern in der DFZ einfaches adresstransparentes Multihoming zusätzliche Abstraktionsschicht zwischen DFZ und Edge-Netzen Nachteile komplexes Mapping-System ausfallsicher effizient direkte Kontrolle 17 / 19

21 Zusammenfassung Problem Bedarf nach Multihoming Wachstum der Routing-Tabelle Lösungsansätze zwei Kategorien Separation erfordert Mapping-Dienst Elimination erfordert umfangreiche Modifikationen Diskussion innerhalb von Forschung und Standardisierung 18 / 19

22 Ende Dankeschön 19 / 19

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