13. Routing Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen 2003

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1 13. Routing Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen

2 Hierarchische Adressierung der Telefonvermittlung Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen

3 Zwei Routing-Prinzipien bei IP Distance Vector Protocols z.b. RIP (Routing Information Protocol) Nicht hierarchisch, hop-by-hop Link State Routing Protocols z.b. OSPF (Open Shortest Path First) bei ATM: PNNI (Private Network-to-Network/Node Interface)

4 Routing als Baumsuchalgorithmus Mögliche Vorgehensweise wie beim Viterbi-Alg.: Vorentscheidung an jedem Knoten gemäß akkumulierter Metriken Dijkstra, E.W., A Note on Two Problems in Connection with Graphs, Numer. Math., Vol. 1, 1959, pp Ford, L.R., Jr., and D.R. Fulkerson, Flows in Networks, Princeton: Princeton University Press, 1962.

5 Einführung in ATM Zellstruktur Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen

6 Einführung in ATM Vermittlung von virtuellen Pfaden und Kanälen Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen

7 VPI/VCI-Umsetzung am Switch VPI=11 VCI=86 VPI=15 VCI=84 VPI=15 VCI=86 VPI=25 VCI=90 VPI=25 VCI=90 VPI=17 VCI=95 VPI=15 VCI=84 VPI=17 VCI=95 VPI=12 VCI=86 VPI=25 VCI=84 VPI=35 VCI=84 VPI=25 VCI=86 Incoming Cells Outgoing Cells Connection Physical Link VPI VCI Physical Link VPI VCI Beispiel aus Onvural R.O.: Asynchronous Transfer Mode Networks, Artech House, 1995 Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen

8 PNNI Private Network-to-Network Interface Private Network-Node Interface Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen

9 PNNI, Eigenschaften Punkt-zu-Punkt- u. Punkt-zu-Multipunkt-Verbindungen Anycast Komplexe Knotenanordnung kann als eine logische Verbindung gesehen werden Hierarchisch skalierbar Fehlerhafte Komponenten beim Verbindungsaufbau umgehbar Automatische Topologie-Erkennung Verbindung folgt demselben Weg wie die Setup-Nachricht Verwendet Attribute und Metriken (Kosten, Kapazität, Link- Beschränkungen, Verzögerung, Cell Delay, Cell Delay Variation, Current Average Load, Current Peek Load) Externe Verbindungen über Non-PNNI-Domains möglich

10 PNNI Endsystemadresse und Hierarchiebildung Level- Indikator (1 Byte) Subfield- Länge 160 Präfix 13 Byte = 104 Bit MAC-Adresse Sel Hierarchie-Ebenen durch freie Plazierung von Grenzen im Präfix Level 1 Level 2 Level 3 Level 4

11 PNNI Wozu Hierarchie? Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen

12 PNNI Wozu Hierarchie? Bei einem flachen Netz muss jeder Knoten die gesamte Topologie kennen. Abstraktion durch Gruppenbildung und Hierarchisierung (Logische) Knoten werden zu sog. Peer Groups zusammengefasst. Repräsentation durch Peer-Group Leader

13 PNNI Selbstorganisation Identifikation durch Peer-Group ID Austausch der ID durch Hello-Pakete Bei gleichen IDs (Präfix) folgt automatisch die Zugehörigkeit zur gleichen Peer Group Hello arbeitet periodisch und bei Zustandsänderungen

14 PNNI Austausch von Statusinformationen Bündelung in sog. PNNI Topologie-Status-Elementen (PTSE) Fluten durch die gesamte Peer Group Aufbau und Update einer Topologie-Datenbank an jedem Knoten

15 PNNI Informationen in PTSEs Knoten-Informationen: Identität Fähigkeiten Leadership-Priorität Infos zum Aufbau der PNNI-Hierarchie Topologie-Status-Informationen: Charakteristika von logischen Verbindungen Charakteristika von Knoten Attribute: Metriken: z.b. Kapazität, z.b. Delay Sicherheit Erreichbarkeitsinformation Adressen, Adresspräfixe, interne/externe Verbindungen

16 PNNI, Peer-Group Leaders Repräsentant einer Peer Group Aufgabe: Information aggregieren und verteilen Festlegung durch Peer-Group Leadership Election (PGLE) gemäß höchster Leadership-Priorität Abstraktion der Peer-Group durch Logische Gruppen-Knoten (LGN) PGL LGN

17 PNNI Logische Gruppen-Knoten (LGN) Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen LGN sammelt Informationen aus der Child Peer Group, fasst sie zusammen und flutet in eigene Peer Group LGN reicht auch Informationen seiner Peer Group an PGL der Child Peer Group zum Fluten weiter Peer-Group-ID ist Präfix der Node IDs (Knoten-ID des LGN) Adressierung eines LGN durch eine ATM-Endsystem-Adresse eines physikalischen Knotens mit speziellem Selektor-Wort

18 PNNI Informationsfluß Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen PGL LGN Erreichbarkeitsinformation Topologie-Aggregation für Routen in und über die Peer Group PTSEs (Fluten)

19 PNNI Uplinks Hello PTSE Zugehörigkeit zu Peer-Groups Verbindungsstruktur (zwischen verschiedenen Peer-Groups) Hierarchische Struktur

20 PNNI Uplinks horizontale Links auf höheren Ebenen Grundlage: Uplink Vertikaler Informationstransport (PGL LGN) Routing Control Channel (RCC) über SVCC (Switched Virtual Channel Connection) Hello und PTSE auf höheren Ebenen

21 PNNI Induzierte Uplinks Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen

22 Routing Source Routing Ohne Hierarchie: Quelle spezifiziert alle Zwischenknoten 3 S D 4 Ziel Pointer

23 Routing Designated Transit Lists Source Routing über jede Hierarchiestufe Eintritts-Switch spezifiziert den kompletten Weg durch die Peer Group Eintritts-Switch muß nicht zwangsläufig PGL sein Mehrere Hierarchiestufen resultieren in einem Stack von DTLs

24 Routing Designated Transit Lists Prof. Dr.-Ing. W. Henkel, Hochschule Bremen

25 Routing Designated Transit Lists [A.1.3, A.1.2] [A.1, A.3] [A, B] [A.3.2, A.3.1, A.3.4, A.3.3] [A.1, A.3] [A, B] [B.1.3, B.1.1] [B.1] [A, B]

26 Routing Designated Transit Lists [A.1.3, A.1.2] [A.1, A.3] [A, B] [A.3.2, A.3.1, A.3.4, A.3.3] [A.1, A.3] [A, B] [B.1.3, B.1.1] [B.1] [A, B]

27 Routing Designated Transit Lists [A.1.3, A.1.2] [A.1, A.3] [A, B] [A.3.2, A.3.1, A.3.4, A.3.3] [A.1, A.3] [A, B] [B.1.3, B.1.1] [B.1] [A, B]

28

29 Zum Vergleich: IP-Routing-Protokoll OSPF PNNI OSPF Peer Group Area Peer Group Leader Hello Designated Router DR Backup Designated Router BDR PNNI Topologie-Status- Elementen (PTSE) Flooding Link-State Advertisement (LSA) Flooding Election Process for PGL / DR, BDR according to Priority (or Router ID)

30 Ein paar praktische Bemerkungen zu IP Netzwerkbasisadresse Broadcastadresse Localhost Netzmaske bel. IP- Adresse Netzmaske invert. Basisadresse Private Adressbereiche: Netz / Netzmaske / / / Bereich 10.x.x.x x.x x.x x.x

31 Begriffsklärung Hub Switch Router Bridge Gateway Tunneling RFCs (Request for Comments) unter http// des IAB (Internet Architecture Board) Standardisierungsgremium für ATM: ATM-Forum

32 IPv4 / IPv6 Adresslängenerweiterung bit MAC-Adresse als Bestandteil Lokal automatische Netzkonfiguration Multicast-Möglichkeiten Mobile IP Security QoS Support durch Priorisierung DiffServ (Differentiated Services) nutzt dazu das Type-of-Service-Feld im IPv4-Header bzw. das Traffic Class Octett des IPv6-Headers.