Strategien bei IP-Netzen Neuplanung und Erweiterung von IP-Netzen

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1 Strategien bei IP-Netzen Neuplanung und Erweiterung von IP-Netzen Hans Peter Dittler Konzeption und Design von IP-Netzen 24. und 25. Januar 2002 Bonn

2 Dipl. Inform. Hans Peter Dittler Informatikstudium Uni Karlsruhe Wissenschaftlicher Mitarbeiter Uni KA Entwickler für DFÜ bei Conware Geschäftsführer (Technik) Conware BRAINTEC Netzwerkberatung seit 97 Geschäftsführer bei BRAINTEC Netzwerk-Consulting GmbH aktiv in der Normung bei IEEE und IETF stellvertretender Vorsitzender der ISOC.DE H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

3 Konvergenz Sprache im leitungsvermittelten Netz Sprache + Daten im leitungsvermittelten Netz Daten im paketvermittelten (Breitband)-Netz Sprache + Daten im paketvermittelten Breitbandnetz vorgestern gestern heute morgen H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

4 Fragen H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

5 IP has won IP hat alle anderen Protokolle verdrängt SNA, IPX usw. haben in neuen Netze keinerlei Bedeutung mehr ATM hat die Versprechungen seiner Befürworter nicht gehalten die hochgesteckten Ziele wurden nicht erreicht ATM für alle Anwendungen und ATM unter allen Protokollfamilien hat sich nicht bewährt IP über ATM funktioniert jedoch ATM für bestimmte Dienste (Sprache, Video) ist eine gute Lösung (John McQuillan Next Generation Networks Conference 1998) H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

6 Internet Hosts Neues Messverfahren (ab 97) Altes Messverfahren Quelle: ISC Jan 91 Jan 92 Jan 93 Jan 94 Jan 95 Jan 96 Jan 97 Jan 98 Jan 99 Jan 00 Jan 01 H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

7 Bedeutung von IP Neue Anwendungsvielfalt durch IP Einheitliches Kommunikationsprotokoll reduziert die Vielfalt der Anbindungsarten und der Anbindungen Offene Standards reduzieren die Beschaffungskosten bieten Investitionssicherheit H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

8 IPv4 DER Standard Grundlage des weltweiten Kommunikationsnetzes Internet Grundbestandteil der Auslieferung aller Betriebssysteme Kostengünstigste Variante zur unternehmensweiten Vernetzung IP ist die Grundlage der Kommunikationsarchitektur vieler EDV-Konzepte und vieler EDV-Anbieter H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

9 Ist IP besser? einfacher billiger überall verfügbar einfach zu verwalten ausfallsicher performant H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

10 Warum IPv6? Hauptgrund: mehr Adressen für neue Geräte: Mobilphones, PDAs.. für neue Nutzer: in China, Indien usw. für neue Techniken: xdsl, Cable-Modems und Always-On - Dienste Sicherheitsaspekte Plug&Play-Installation Erleichterung beim Umnummerieren (bei Änderungen in Adressplänen) Übertragungsverfahren mit Anforderungen an Qualityof-Service einfachere Handhabung der Header Größe der Routing-Tabellen wird bei IPv4 zum Problem, daher werden zusammenfassbare Adressen gebraucht H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

11 Hat IP Nachteile? fehlende QoS mangelnde Sicherheit keine Adaption an existierende Netze (z. B. ISDN) neue Abrechnungsmodelle werden notwendig ausreichende Kontrolle und Steuerung fehlen nicht deterministisch Adressknappheit nur mit NAT oder IPv6 gelöst?? H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

12 Was ist gut an IP? Router Receiver Sender Router Router Receiver Sender Router Router IP-Routing wählt automatisch den Weg Pakete laufen auf unterschiedlichen Wegen Wege werden gemeinsam genutzt H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

13 Fehlertoleranz automatisches Umgehen von Fehlern mit redundanten Strecken jeder Knoten ist allein arbeitsfähig kein single Point of Failure H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

14 Leitungsnutzung - Paketlänge 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% ATM IPv4 over SONET IPv6 over SONET IP over ATM Frame Relay H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

15 Netzdesign mit IP Neue Kostenstrukturen im Netz bedingen neue Betriebskonzepte Aus betriebswirtschaftlichen und technischen Gründen kommt es heute zu einem Wechsel vom Netz mit Verbundinfrastruktur (Wegenetz) zum Anschlussnetz (Zugangsnetz) d.h. Wahl von Anschlüssen für die Kommunikation von Teilnetzen an eine Verbundinfrastruktur gemäß von Kriterien und nicht bestimmter Wege H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

16 Abrechnung bisher: Entfernung Uhrzeit Dauer Volumen Bandbreite zukünftig Volumen Bandbreite Qualität pauschal H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

17 3 Varianten IP Layer 3 Verkehr Multiservice ATM Plattform Optical Layer (SONET/SDH) IP Layer 3 Verkehr Optical Layer (SONET/SDH) IP Layer 3 Verkehr Optical Layer Multiplex (DWDM) Optical Fiber Optical Layer Multiplex (DWDM) Optical Fiber Optical Layer Multiplex (DWDM) Optical Fiber H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

18 Protokolle im Netz Non IP Daten Voice & Video IP Daten Multiservice ATM Plattform MPLS Optical Layer Switching (SONET/SDH) Optical Layer Multiplex (DWDM) Optical Fiber H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

19 Gefahren im Internet Verändern Mitlesen Server Server LAN Router Arbeitsplatz Arbeitsplatz INTERNET Router Arbeitsplatz LAN Arbeitsplatz Server Server Umleiten oder Löschen H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

20 Sicherheit VPN IPSEC MPLS H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

21 VPN im Internet Internet Zentrale Router mit Tunnel Router mit Tunnel In diesem Beispiel übernimmt ein Router die Funktion des VPN-Servers Die Verbindung über das Internet funktioniert wie eine Verbindung über eine Festverbindung bis auf QoS H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

22 Lösungen für QoS RSVP DIFFSERV INTSERV MPLS H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

23 RSVP Vor jedem Verbindungsaufbau findet eine Reservierung der Bandbreite ausgehend von der Anwendung statt RSVP stellt bei Start der Anwendung die benötigte Bandbreite aus dem aktuellen Vorrat zur Verfügung oder lehnt die ab, falls nicht genügend Ressourcen zur Verfügung stehen RSVP garantiert die vereinbarte Bandbreite für die Anwendung und die Dauer der Kommunikation RSVP muss von den Anwendungen unterstützt werden RSVP skaliert nicht in großen Netzen H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

24 Pakete klassifizieren Lokales Netz VPN Lokales Netz Klassifikator Policy Specification Regeln zur Klassifizierung: Committed Access Rate (CAR) Sechs Klassen gemäß TOS precedence bits Klassifikation nach Layer-3-Adresse, Layer-4-Port-Nummer, URL, Applikation Regeln vom Netz vorgegeben oder für das VPN definiert H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

25 MPLS als Transportnetz MPLS als Layer-2-Verbindung IP IP Zugangsnetz MPLS MPLS Transportnetz IP IP Zugangsnetz H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

26 MPLS - Begriffe Label Switching Router Router, die MPLS-fähig sind, werden auch als Label Switching Router (LSR) bezeichnet. Ein Router am Rand der MPLS- Wolke (Edge-Router) analysiert ein Paket komplett (INGRESS-Router) und ordnet es dann einer FEC zu. Das Paket wird mit einem Label einer FEC versehen. Alle anderen LSRs routen das Paket nur noch an Hand des Labels (= FEC). Beim Ausgang aus der MPLS- Wolke entfernt der EGRESS-Router wieder das Label vom Paket. Routing-Entscheidungen in der Wolke können auch von Switches getroffen werden. FEC 8 FEC 7 FEC 1 MPLS Domäne FEC 2 FEC 3 FEC 6 FEC 5 FEC 4 H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

27 MPLS MPLS ermöglicht Performance-Gewinn beim Transport Unterschiedliche Wegwahl für IP-Pakete unterschiedlicher Klassifizierung zwischen gleichen Partnern Transport von nicht IP-Paketen Verbindung von privaten und überlappenden IP-Adress-Bereichen MPLS erfordert Abstimmung der Label Abstimmung der Label-Zuordnungen zu Klassen, QoS Parametern etc. H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

28 Bandbreiten-Management QoS Policy Manager Zentrale Vorgaben für Bandbreiten und Filterregeln QoS Monitor Überwachung der Datenströme Service Level Manager Überwachung von SLAs Service Level Agreement Zentrale Außenstelle VPN- Server Internet / IP-VPN H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

29 QoS-Unsicherheit Welches Verfahren? Wer definiert die Stufen? Können Vereinbarungen über verschiedene Carrier garantiert werden? Neue DoS-Attacken Wer darf welche Stufen wählen? Wie wird abgerechnet? H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

30 QoS: Vor- und Nachteile Alle Verfahren bedingen eine einheitliche Konzeption. Bisher existieren kaum Erfahrungen mit Übergängen zwischen den einzelnen Verfahren unterschiedlicher Standards und Hersteller. Jedes Verfahren gewährleistet bei durchgängiger Realisierung tragfähige Lösungsansätze für die Kommunikationen. Multicast-Unterstützung ist entweder nicht vorhanden oder nur sehr komplex zu implementieren und zu verwalten. Folgerung: Die Auswahl des QoS-Verfahrens kann nicht nur auf Grund eines Vergleichs der Technologien erfolgen, sondern ist vor allem abhängig von den Randbedingungen der Anwendungsentwicklung und des Betriebes. H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

31 H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting Anforderungen an Netze ja ja Re Re Re Re-Routing Routing Routing Routing ja entfällt garantierte garantierte garantierte garantierte Auslieferung Auslieferung Auslieferung Auslieferung zum Teil ja ja feste feste feste feste Bandbreite Bandbreite Bandbreite Bandbreite ja ja ja ja garantierter garantierter garantierter garantierter Durchsatz Durchsatz Durchsatz Durchsatz ja zum Teil ja konstante konstante konstante konstante Laufzeit Laufzeit Laufzeit Laufzeit ja zum Teil ja minimale minimale minimale minimale Laufzeit Laufzeit Laufzeit Laufzeit IP IP IP IP mit mit mit mit QoS QoS QoS QoS IP IP IP IP ohne ohne ohne ohne QoS QoS QoS QoS ATM ATM ATM ATM X.25 X.25 X.25 X.25 FR FR FR FR leitungsver leitungsver leitungsver leitungsver-m ittelte ittelte ittelte ittelte Netze Netze Netze Netze Anforderung Anforderung Anforderung Anforderung

32 Anwendungsmodelle und Architekturen Internet VPN FR + ATM privates IP Netz Road Warrior perfekt nicht mobil nur mit lokalem Dial-Up Heimarbeitspl atz perfekt, besonders mit Cable oder ADSL lohnt nicht ja Verbindung zwischen Standorten ja, aber QoS und security Probleme perfekt perfekt Abgesetzte Einzelbüros ja, aber QoS und security Probleme ja ja H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting

33 BRAINTEC Netzwerk-Consulting GmbH Hans Peter Dittler Herstellerunabhängige Beratung für Vernetzung und Kommunikation Karlsruhe H.P. Dittler - BRAINTEC Netzwerk-Consulting