インターネット構成法 第8回
Download
Report
Transcript インターネット構成法 第8回
インターネット構成法
第8回
経路制御
担当:村井 純
復習
経路
ある宛先へ到達するために、IPパケットを送信・
転送する先
宛先が同一リンク上なら直接配送
宛先が同一リンク上にない場合は中継ノード(ルー
タ)を経由
ルータ
ルータ
Slide: 2
インターネット構成法 2002
経路表
復習
全てのインターネットノードは経路表を持つ
ホストはdefault routeだけを持っている場合が多い
ルータは多くの経路を保持
prefix
Nexthop
prefix
Nexthop
prefix
Nexthop
192.168.0.0/24
ルータB
10.0.0.0/24
ルータA
10.0.0.0/24
ルータB
172.16.0.0/24
ルータB
172.16.0.0/24
ルータC
192.168.0.0/24
ルータB
ルータA
ルータB
10.0.0.0/24
192.168.0.0/24
ルータC
172.16.0.0/24
Slide: 3
インターネット構成法 2002
経路表の更新
ネットワークが変更されたらどうするか?
例: 新しいネットワークが追加されたら?
全てのノードの経路表を更新する必要がある
prefix
Nexthop
prefix
Nexthop
prefix
Nexthop
192.168.0.0/24
ルータB
10.0.0.0/24
ルータA
10.0.0.0/24
ルータB
172.16.0.0/24
ルータB
172.16.0.0/24
ルータC
192.168.0.0/24
ルータB
2.16.1.0/24
ルータB
172.16.1.0/24
ルータC
ルータA
ルータB
10.0.0.0/24
192.168.0.0/24
ルータC
172.16.0.0/24
Slide: 4
172.16.1.0/24
インターネット構成法 2002
経路表の更新
人間が手動で設定してまわる
Static
Routing, 静的経路制御
自動的に各ノードで経路表が更新される仕組み
Routing, 動的経路制御
経路制御プロトコル(Routing Protocol)を利用
Dynamic
Slide: 5
インターネット構成法 2002
静的経路制御 Static Routing
すべての宛先に対する経路情報を、ルータが静的に
保持する方式
経路表をあらかじめ人間が設定する
経路表に更新がある場合も、人間が設定する
利点
安定している(経路表に余計な変動が生じない)
ネットワークに経路情報を流さなくてすむ
小規模なネットワークでは作業が単純
欠点
どこかのリンクやルータに障害が起こっても、
人間が作業するまで経路表が更新されない
大規模なネットワークでは設定や更新の量が膨大
Slide: 6
インターネット構成法 2002
動的経路制御
Dynamic Routing
経路制御プロトコルを用いて、経路情報をルータ間で
交換する方式
利点
自動的にネットワークの変更を検出し、経路表が更新される
複雑なトポロジでも、最適な経路表を短時間で設定できる
欠点
経路情報をネットワーク越しに転送するため、帯域を一部利用する
経路が安定しない時がある
原因: 設定ミス、リンクの障害、他のネットワークから伝播した経路
方式
距離ベクトル型
リンク状態型
パスベクトル型
Slide: 7
インターネット構成法 2002
メトリック
最適な経路を選ぶ際のパラメータ
鉄道
利用するメトリックによって経路の選択が変わる
所要時間
乗り換え回数
料金
インターネット
ホップ数
帯域幅
ASパス長
遅延
Slide: 8
インターネット構成法 2002
ループ
同じ経路を堂々巡りしてしまい、目的地に到達
できなくなること
例:整合性の取れていないルーティングポリシ同士が衝突
DへはCを経由し
て行ってもらおう
A
B
DはB
D
DはC
C
DへはBを経由し
て行ってもらおう
Slide: 9
インターネット構成法 2002
アルゴリズムの欠陥によるループ
プロパゲーションディレイ
ループの発生を検知する仕組みが不十分
B
D
A
D
C
Slide: 10
D
インターネット構成法 2002
アルゴリズムの欠陥によるループ
プロパゲーションディレイ
ループの発生を検知する仕組みが不十分
B
DはB
A
D
DはB
DはC
C
Slide: 11
インターネット構成法 2002
オペレーションミス
Staticの経路を消し忘れたままOSPFを動かし
たらループが起きた
昔手書きした経
路では、DはC
A
B
DはB
D
DはC
C
OSPF的には、
DはB
Slide: 12
インターネット構成法 2002
距離ベクトル型経路制御の基本
ルータが到達可能なプレフィックスと、そこへの
距離(ホップ数)を隣接ルータに送出
その経路情報を受け取ったルータはホップ数に
1を加算し、経路表に追加する
更新された経路表から新しい経路情報を隣接
ルータに伝える
例:
RIP2なら30秒に一回、全経路情報を送信する
Slide: 13
インターネット構成法 2002
距離ベクトル型経路制御プロトコルの動作(1/4)
Net
133.27.4.0/24
133.27.4.0/24まで
1 hop
Net
133.27.5.0/24
Slide: 14
インターネット構成法 2002
距離ベクトル型経路制御プロトコルの動作(2/4)
Net
133.27.4.0/24
133.27.4.0/24まで
2 hop
133.27.4.0/24まで
1 hop
133.27.4.0/24まで
2 hop
Slide: 15
Net
133.27.5.0/24
インターネット構成法 2002
距離ベクトル型経路制御プロトコル の動作(3/4)
Net
133.27.4.0/24
133.27.4.0/24まで
2 hop
133.27.4.0/24まで
3 hop
133.27.4.0/24まで
1 hop
133.27.4.0/24まで
2 hop
Slide: 16
Net
133.27.5.0/24
インターネット構成法 2002
距離ベクトル型経路制御プロトコルの動作(4/4)
Net
133.27.4.0/24
133.27.4.0/24まで
default
1 hop
133.27.4.0/24まで
2 hop
Slide: 17
Net
133.27.5.0/24
インターネット構成法 2002
距離ベクトル型の特徴
ネットワークトポロジが分からない
経路の収束(コンバージェンス)にかかる時間が
長い
複雑なトポロジの場合、ループが発生する
おそれがある
ネットワークが大規模になるほど、交換する経
路情報が大きくなる
例: RIP2 (Routing Information Protocol
Version 2)
Slide: 18
インターネット構成法 2002
リンク状態型の基本
各ルータのリンク(インターフェース)情報を交換
ネットワーク全体にflooding
例: R1はR2と繋がっている
例: R1には133.27.4.0/24が繋がっている
ネットワーク内のすべてのルータにリンク情報が伝わる
全ルータは同一のリンク情報データベースを持つ
リンク情報からトポロジを再構成
各ルータは、リンク情報を基に、自分がルート(根)となるツ
リーを作成して経路を決定する
全ルータが同一の計算方法をとる
Slide: 19
インターネット構成法 2002
リンク状態型経路制御プロトコルの動作
Net
133.27.4.0/24
R3
R4
30
30
30
30
30
30
500
R2
R1
1000
Slide: 20
Net
203.178.143.0/24
インターネット構成法 2002
リンク状態のデータベース
各ルータが、全ルータのリンク状態を保持
R1
To: R2 ,
Cost: 500
R2
To: R3 ,
Cost: 30
To: R1 ,
Cost: 1000
To: R3 ,
Cost: 30
R4
To: R2 ,
Cost: 30
To: R4 ,
Cost: 30
R3
To: R1,
Cost: 30
To: R2 ,
Cost: 30
Slide: 21
インターネット構成法 2002
ツリー作成
コストが小さい順に組み合わせ、ツリーを作成
最短の経路が判明
R1
R3
R2
Cost 30
Cost 500
R4
Cost 60
Net
133.27.4.0/24
Slide: 22
インターネット構成法 2002
リンク状態型アルゴリズムの特徴
大規模なネットワークに適している
ほぼLoop Free
ネットワークの規模拡大が大きくなっても、経路制御に要す
るトラフィック量の増加が少ない
距離ベクトル型に比べ、処理が複雑
いったん経路が収束した後はトラフィック量が少ない
代表的リンク状態型経路制御プロトコル
OSPF(Open Shortest Path First)
IS-IS
Slide: 23
インターネット構成法 2002
パスベクトル型の経路制御方式
自分自身から目的地へ到達するまでに辿っていく通路
(パス) を経路として交換
より短いパスを選択して広告(ベストパス)
ループフリー
A
A
B
Aは
B→A
C
Aは
C→B→A
A
D
E
Aは
D→A
Aは
E→D→A
ベストパス
E→C→B→A
×
Slide: 24
インターネット構成法 2002
ループフリーになる仕組み
受け取った経路情報のパスに自分自身が含ま
れているかによってループを検出
Bは、B自身がパスに含まれたAへの経路を破棄
B
A
C
A
D
Slide: 25
インターネット構成法 2002
ループフリーになる仕組み
受け取った経路情報のパスに自分自身が含ま
れているかによってループを検出
Bは、B自身がパスに含まれたAへの経路を破棄
B
Aは
B→A
C
A
Aは
B→A
D
Slide: 26
インターネット構成法 2002
ループフリーになる仕組み
受け取った経路情報のパスに自分自身が含ま
れているかによってループを検出
Bは、B自身がパスに含まれたAへの経路を破棄
B
C
A
!!LOOP!!
Aは
D→B→A
Aは
C→B→A
D
Slide: 27
インターネット構成法 2002
BGP (Border Gateway Protocol)
間の経路制御プロトコル
パスベクトル型の経路制御方式を用いる
AS
AS
2516
7660
4717
4767
パス
2516
7660
4717
4717 4767
AS 2516
AS 4767
AS 2500
AS 7660
AS 4717
Slide: 28
インターネット構成法 2002
経路情報の集約(aggregation)
連続するアドレス空間の経路は集約できる
10.0.0.0/25
10.0.0.0/23
10.0.1.0/25
Default
10
routeは0.0.0.0/0として表現
0
0
0/24
0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
10
0
1
0/24
0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
10
0
0
0/23
0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Slide: 29
インターネット構成法 2002
集約によって経路制御を単純化
WIDE(AS 2500)
中村研
203.178.140.0/25に集約
N3: 203.178.140.0/26
APAN(AS 7660)
N1とN2を
区別する必要なし
203.178.128.0/19に集約
N4: 203.178.140.64/26
村井研
203.178.143.0/25に集約
N1: 203.178.143.0/25
その先はWIDE内で
最適な経路で運んでくれる
N2: 203.178.143.128/25
AI3(AS 4717)
203.178.128.0/19に集約
村井研と中村研を
区別する必要なし
Slide: 30
インターネット構成法 2002
経路情報のはしわたし(再広告、
redistribute)
経路制御プロトコル間をまたいで経路を広告
例
静的経路制御 ⇔ 動的経路制御
RIP ⇔ OSPF
OSPF ⇔ BGP
離れたネットワークのことは、気にしないでいい
正確な情報が確実に伝わる
再広告に伴って行われること
経路の集約
経路のフィルタリング
Slide: 31
インターネット構成法 2002
AS内からAS間への再広告
AS内 OSPF
203.178.143.0/25
203.178.143.128/25
203.178.142.232/29
203.178.142.192/27
再広告
(この時、経路を集約)
AS間 BGP
203.178.128.0/19
・・・
AS
AS
Slide: 32
インターネット構成法 2002
AS間からAS内への再広告
AS間 BGP
AS内 OSPF
24.48.88.0/21
61.48.0.0/15
132.188.32.0/19
202.249.24.0/23
AS境界ルータが再広告
(経路は集約できない)
24.48.88.0/21
61.48.0.0/15
132.188.32.0/19
202.249.24.0/23
AS
AS境界ルータ
Slide: 33
AS
インターネット構成法 2002
AS間の経路情報が、全てAS内へ流れるの
を防ぐには?
AS内 OSPF
AS境界ルータが
Default routeを広告
0.0.0.0/0
(default route)
AS内の経路表にない宛先へは
全てdefault routeが適用される
AS間 BGP
24.48.88.0/21
61.48.0.0/15
132.188.32.0/19
202.249.24.0/23
AS
AS境界ルータ
Slide: 34
AS
インターネット構成法 2002
AS内における経路の再広告
Staticの経路をRIPやOSPFなどに再広告
トポロジによって経路を集約可能
AS
10.0.0.0/25
10.0.0.128/26
10.0.0.192/26 を
OSPF
10.0.0.0/24に集約し広告
Staticで運用
default
10.0.0.0/25
default
10.0.0.128/26
Slide: 35
10.0.0.192/26
インターネット構成法 2002
AS内における経路の再広告
RIPを使って再広告
自動的にバックアップリンクに切り替わる
AS
OSPF(バックボーン)
aticで運用
リンクが正常なら
RIPで10.0.0.0/24 を広告
RIP
default
10.0.0.0/25
RIPで受信した経路を
OSPFに再広告
default
10.0.0.128/26
10.0.0.192/26
Slide: 36
インターネット構成法 2002
まとめ
経路制御
静的経路制御
動的経路制御
RIP, OSPF, IS-IS, BGP
メトリック
ループ
ネットワークに適した技術を選択
経路制御プロトコル間のはしわたし
経路の集約と、フィルタリング
経路情報の単純化
Slide: 37
インターネット構成法 2002
課題4
CNSの現状を調べなさい
キャンパス全体の物理的な配線
ユーザセグメントの配置
他キャンパスとの接続、インターネットへの接続
基幹のネットワーク
ダイヤルアップ接続、フレッツ網との接続
メディアセンター、特別教室、各研究室、無線
IPアドレスの利用、サブネット化、DHCP/static
バックボーン
光ファイバ、イーサネット
各回線で使われているLayer2も
アナログ、ISDN、PIAFS
フレッツ ADSL、 ISDN
その他
CNSネットワークの現状として調べるべき項目ならなんでも
他の項目と重ならないこと
インターネット構成法 2002
Slide: 38