ITEC4610 Network Switching and Routing

1. ITEC4610Network Switching and Routing ดร. ประวิทย์ ชุมชู หัวหน้าสาขาวิชาวิศวกรรมสารสนเทศและการสื่อสาร(ICE) MUT Email: prawit@mut.ac.th ห้องทำงาน: F402 เบอร์โทรศัพท์ที่ทำงาน: (02)9883655 ต่อ 220 เบอร์โทรศัพท์เคลื่อนที่: 065343850

2. Class VIIIBGP ดร. ประวิทย์ ชุมชู หัวหน้าสาขาวิชาวิศวกรรมสารสนเทศและการสื่อสาร(ICE) MUT Email: prawit@mut.ac.th ห้องทำงาน: F402 เบอร์โทรศัพท์ที่ทำงาน: (02)9883655 ต่อ 220 เบอร์โทรศัพท์เคลื่อนที่: 065343850

3. หัวข้อที่จะบรรยาย • กล่าวนำการค้นหาเส้นทางในระบบเครือข่าย • Path-Vector Routing • BGP (Border Gateway Protocol)

4. กล่าวนำการค้นหาเส้นทางในระบบเครือข่ายกล่าวนำการค้นหาเส้นทางในระบบเครือข่าย

5. กล่าวนำการค้นหาเส้นทางในระบบเครือข่ายกล่าวนำการค้นหาเส้นทางในระบบเครือข่าย

6. Path-Vector Routing • Path vector routing is similar to distance vector routing. • There is at least one node, called the speaker node, in each AS that creates a routing table and advertises it to speaker nodes in the neighboring ASs..

7. Path Vector Algorithm • Initialization = เริ่มต้นสร้างเส้นภายใน AS • Sharing = แลกเปลี่ยนตารางเส้นทางกับ Speaker nodes ที่เชื่อมต่อโดยตรง • Updating = การปรับปรุงตารางเส้นทางเมื่อมีการเปลี่ยนของเครือข่าย • Loop Prevention=ป้องกันการเกิด LOOP • Policy Routing = การกำหนดนโยบายการค้นหาเส้นทางโดยผู้ดูแลระบบ • Optimum Path = หาเส้นทางที่ดีที่สุด, security, safety, Reliability etc.

8. ตัวอย่างการทำงาน Speaker Nodes A1, B1, C1, and D1

9. Routing Table(after the system is stabilized) • Initialization = เริ่มต้นสร้างเส้นภานใน AS • Sharing = แลกเปลี่ยนตารางเส้นทางกับ Speaker nodes ที่เชื่อมต่อโดยตรง • Updating = การปรับปรุงตารางเส้นทางเมื่อมีการเปลี่ยนของเครือข่าย • Loop Prevention=ป้องกัน LOOP • Policy Routing = การกำหนดการค้นหาเส้นทางโดยผู้ดูแลระบบ • Optimum Path = หาเส้นทางที่ดีที่สุด, security, safety, Reliability etc.

10. ตัวอย่าง LOOP ของ DV

11. การแก้ LOOP ของ Path vector algorithm • When a router receives a massage, it checks to see if its autonomous system is in the path list to the destination. If it is, looping is involved and the message is ignored.

12. BGP • หลักการ • รูปแบบของข้อมูล (Messages) ที่ใช้ในการสื่อสารระหว่างเร้าเตอร์ • ตัวอย่างการส่งข้อมูลของ BGP

13. BGP • Evolved from EGP (Exterior Gateway Protocol) - RFC 827 from the early 1980’s • BGP is now in Version 4(RFC 4271) and has evolved from RFC 1105, RFC 1163, RFC 1267 which is BGP -1, BGP-2 and BGP-3 respectively • BGP-4 was introduced in 1995 in RFC 1771 • Key Difference is that BGP-4 is classless versus classful • Classless - the prefix length is carried along with the routing update • BGP used Path-vector routing • BGP uses TCP as the transport protocol, on port 179.

14. Internal and external BGP sessions

15. BGP operation • Interautonomous system routing occurs between two or more BGP routers in different autonomous systems. • Intra-autonomous system routing occurs between two or more BGP routers located within the same autonomous system. • Pass-through autonomous system routing occurs between two or more BGP peer routers that exchange traffic across an autonomous system that does not run BGP

16. BGP algorithms • Use Path Vector algorithm • Use an incremental update strategy to conserve bandwidth and processing power • Use TCP for reliability • Route aggregation (CIDR) • A self-container protocol • E-BGP • I-BGP

17. BGP • BGP maintains routing tables, transmits routing updates, and bases routing decisions on routing metrics. • Exchange network-reachability information, including information about the list of autonomous system paths, with other BGP systems. • Each BGP router maintains a routing table that lists all feasible paths to a particular network. • BGP devices exchange routing information upon initial data exchange and after incremental updates. • BGP uses a single routing metric to determine the best path to a given network. • The BGP metric typically is assigned to each link by the network administrator. • The metric value assigned to a link can be based on any number of criteria, including the number of autonomous systems through which the path passes, stability, speed, delay, or cost.

18. Types of BGP messages

19. OPEN message • OPEN • The open message opens a BGP communications session between peers • The first message sent by each side after a transport-protocol connection is established. • Open messages are confirmed using a keep-alive message sent by the peer device • must be confirmed before updates, notifications, and keep-alives can be exchanged.

20. Update message • An update message is used to provide routing updates to other BGP systems, allowing routers to construct a consistent view of the network topology. • Updates are sent using the Transmission-Control Protocol (TCP) to ensure reliable delivery. • Update messages can withdraw one or more unfeasible routes from the routing table and simultaneously can advertise a route while withdrawing others.

21. Notification message • The notification message is sent when an error condition is detected. • Notifications are used to close an active session and to inform any connected routers of why the session is being closed.

22. Keep-alive message • The keep-alive message notifies BGP peers that a device is active • Keep-alives are sent often enough to keep the sessions from expiring (every 30 seconds)

23. BGP packet header • Marker—Contains an authentication value that the message receiver can predict. • Length—Indicates the total length of the message in bytes. • Type—Type — Specifies the message type as one of the following: • — Open (1) • — Update (2) • — Notification (3) • — Keep-alive (4) • • Data—Contains upper-layer information in this optional field.

24. Open message • Version— 4 • • Autonomous System—Provides the autonomous system number of the sender. • •Hold-Time—Indicates the maximum number of seconds that can elapse without receipt of a message before the transmitter is assumed to be nonfunctional. • • BGP Identifier—Provides the BGP identifier of the sender (an IP address) • •Optional Parameters Length—Indicates the length of the optional parameters field (if present). • • Optional Parameters—Contains a list of optional parameters (if any). • Only one optional parameter type is currently defined: authentication information. • Authentication information consists of the following two fields: • — Authentication code: Indicates the type of authentication being used. • — Authentication data: Contains data used by the authentication mechanism (if used).

25. Update message

26. Update Message • Unfeasible Routes Length—Indicates the total length of the withdrawn routes field or that the field is not present. • Withdrawn Routes—Contains a list of IP address prefixes for route being withdrawn from service. • Total Path Attribute Length—Indicates the total length of the path attributes field or that the field is not present.

27. Update Message • Path Attributes—Describes the characteristics of the advertised path. The following are possible attributes for a path: • Origin: Mandatory attribute that defines the origin of the path information • AS Path: Mandatory attribute composed of a sequence of autonomous system path segments • Next Hop: Mandatory attribute that defines the IP address of the border router that should be used as the next hop to destinations listed in the network layer reachability information field • Mult Exit Disc: Optional attribute used to discriminate between multiple exit points to a neighboring autonomous system • Local Pref: Discretionary attribute used to specify the degree of preference for an advertised route • Atomic Aggregate: Discretionary attribute used to disclose information about route selections • Aggregator: Optional attribute that contains information about aggregate route • Network Layer Reachability Information—Contains a list of IP address prefixes for the advertised routes

28. Note: BGP supports classless addressing and CIDR.

29. Keep-alive message Every 30 seconds

30. Notification message • Error Code—Indicates the type of error that occurred. • Error Subcode—Provides more specific information about the nature of the reported error. • • Error Data—Contains data based on the error code and error subcode fields. This field is used to diagnose the reason for the notification message.

31. Error codes

32. BGP Finite State Machine (FSM) • IDLE • State when BGP peer refuses any incoming connections • CONNECT • State in which BGP peer is waiting for its TCP connection to be completed • ACTIVE • State in which BGP peer is trying to acquire a peer by listening and accepting TCP connection • OPENSENT • BGP pee waiting for OPEN message from its peer • OPENCONFIRM • BGP peer is wating for KEEPALIVE or NOTIFICATION messages from its peer • ESTABLISHED • BGP peer connection is established and exchanges UPDATE, NOTIFICATION, and KEEPALIVE messages with its peer.

33. ตัวอย่าง • จงแสดงการ BGP open Massage ของ router A1 • จงแสดงการ BGP update Massage ของ router A1 • จงแสดงการ BGP keepalive Massage ของ router A1 • จงแสดงการ BGP notification Massage ของ router A1

34. BGP open Massage ของ router A1

35. BGP update Massage ของ router A1

36. BGP keepalive Massage ของ router A1

37. BGP notification Massage ของ router A1

38. Summary • PATH Vector Algorithm • BGP

39. คำถามท้ายบทลองทำดู(ช่วยกันทำส่งรายบุคคล)คำถามท้ายบทลองทำดู(ช่วยกันทำส่งรายบุคคล) • ให้ศึกษาอธิบายความแตกต่างและการทำงานของ Routing Algorithms ที่ได้เรียนมาทั้งหมด • Distance Vector algorithm • Link State algorithm • Diffusing Update algorithm (DUAL) • Path Vector algorithm

40. ให้นักศึกษาแบ่งกลุ่มกันตามที่จะสอบ LAB2 คนต่อ 1 กลุ่ม (5 %) • ให้ศึกษาอธิบายความแตกต่างและการทำงานของ Routing Protocols พร้อมทั้งยกตัวอย่างการติดตั้ง (Configuration) • RIPv2 • OSPF • EIGRP • ให้ศึกษานำเสนอในวันที่ 12 สิงหาคม 2549 • ใช้เวลาในการนำเสนอ 15 นาที