Routing unicast

Vicente González Ruiz

December 14, 2014

Contents

1 Historia
2 Evolution
3 ¿Qu’e es?
4 ¿D’onde se aplica?
5 ¿Qu’e informaci’on utiliza?
6 ¿Cu’ando se usa?
7 Classless VS classful routing
8 Routing est’atico
9 Routing din’amico
10 IGP (Interior Gateway Protocols) vs EGP (Exterior Gateway Protocols)
11 Distance-Vector, Link-State and Path-Vector protocols
12 Routing information or topology information?
13 Metrics
14 Administrative distance of the routing protocols
15 Time to convergence
16 Load balancing
17 Multiple routing
18 Distance vector routing protocols
19 Link state routing protocols
20 The split horizon rule (distance-vector alg.)
21 Route poisoning (distance-vector alg.)
22 A problem in distance-vector algorithms: count to infinity
23 Preventing count to infinity and loops: holddown timers
24 RIP (Routing Information Protocol)
25 RIPv2
26 RIPng
27 OSPF
28 IS-IS
29 BGP
30 Algoritmo de routing Link-State
31 Algoritmo de routing Distance-Vector

1 Historia

El primer router se us’o en la red ARPANET (Advanced Research Projects Agency NETwork) el 30 de Agosto de 1969 y fue bautizado como IMP (Interface Message Processor). Estaba basado en una computadora Honeywell 316.

2 Evolution

1982 EGP  
1983  
1984  
1985 IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) - Cisco  
1986  
1987  
1988 RIPv1 (Routing Information Protocol) - Xerox + Berkekey -  
1989  
1990 IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System) -  
1991 OSPFv2 (Open Shortest Path First) - IETF -  
1992 EIGRP (Enhanced IGRP) - Cisco  
1993  
1994 RIPv2 -  
1995 BGP (Border Gateway Protocol) - - RFC 1163  
1996  
1997 RIPng  
1998  
1999 BGPv6 & OSPFv3  
2000 IS-ISv6

3 ¿Qu’e es?

Describe el proceso de usar la informaci’on acerca de la topolog’ia de la red para determinar (presumiblemente de forma ’optima) las reglas (rutas) que conforman las tablas de routing.

4 ¿D’onde se aplica?

En cada sistema aut’onomo (ISPs, universidades, empresas, etc.). Internet es un conjunto de ASs (Autonomous Systems, RFC 1930) de diferentes niveles, que pueden contener a otros ASs de menor nivel, y que suelen administrarse (al menos a nivel de routing) de forma independiente. Ejemplo: RedIris es la red cient’ifica española que integra, entre otros ASs, al CICA, la red cient’ifica de la comunidad andaluza. A su vez, el CICA contiene otros muchos ASs, y uno de ellos es la Universidad de Almer’ia. Esto significa que, por ejemplo, el routing que se realiza en la UAL no tiene nada que ver con el que se realiza en la UMA.

5 ¿Qu’e informaci’on utiliza?

  1. Hop-count: El n’umero de hops (saltos) a realizar a trav’es de la ruta. Cuando menor el Hop-count, mejor ruta.
  2. Total latency: La latencia acumulada de los enlaces que conforman la ruta. A menor latencia, mejor ruta.
  3. Estimated bandwidth: La tasa de transmisi’on (capacidad) promedio que se espera encontrar a trav’es de la ruta. A mayor ancho de banda, mejor ruta.
  4. La congesti’on/carga de los enlaces.
  5. La tasa de errores de los enlaces.
  6. Cuestiones pol’iticas, econ’omicas, etc.

6 ¿Cu’ando se usa?

Cuando entre dos o m’as hosts existan m’ultiples caminos. Es decir, casi siempre.

7 Classless VS classful routing

PIC

PIC

8 Routing est’atico

9 Routing din’amico

10 IGP (Interior Gateway Protocols) vs EGP (Exterior Gateway Protocols)

11 Distance-Vector, Link-State and Path-Vector protocols

12 Routing information or topology information?

13 Metrics

  1. Hop count: the number of routers a packet must traverse.
  2. Bandwidth (capacity): theoretical (not available) bits per second of the path.
  3. Load: traffic utilization.
  4. Delay: the time a packet takes to travel through a path.
  5. Reliability: the probability of failure.
  6. Administrative distance: priority or importance of the rules created by the routing protocol(s).
  7. “Cost”: a combination of the previous metrics.

14 Administrative distance of the routing protocols

Type of rule Default dministrative distance


Directly connected network 0
Static route (even for directly connected networks) 1
EIGRP summary route 5
External BGP route 20
Internal EIGRP route 90
IGRP route 100
OSPF route 110
IS-IS route 115
RIP route 120
External EIGRP route 170
Internal BGP route 200
Ignored route 255
Note: the lower the AD, the more prefereable the route.

15 Time to convergence

16 Load balancing

17 Multiple routing

18 Distance vector routing protocols

19 Link state routing protocols

20 The split horizon rule (distance-vector alg.)

21 Route poisoning (distance-vector alg.)

22 A problem in distance-vector algorithms: count to infinity

23 Preventing count to infinity and loops: holddown timers

24 RIP (Routing Information Protocol)

25 RIPv2

26 RIPng

27 OSPF

28 IS-IS

29 BGP

30 Algoritmo de routing Link-State

Flooding de los estados de los enlaces

Algoritmo de Dijkstra

  1. Sean dos listas (Confirmed y Tentative) de ternas (Destination, Cost, NextHop). Inicializar Confirmed con el nodo que ejecuta el algoritmo y Tentative con los nodos que pueden alcanzarse desde ’el.
  2. Mientras Tentative no est’e vac’ia:
    1. Mover desde Tentative a Confirmed la terna de menor coste.
    2. Recarcular las distancias a los posibles destinos con esta terna.
  3. En cada entrada de Confirmed queda almacenada la distancia m’inima a cada nodo de la red y el primer nodo que se tiene que atravesar para conseguirlo.

Ejemplo

PIC



Confirmed Tentative
Comentarios



(E,0,-) (B,4,B) Inicio
(D,3,D)
(F,2,F)



(E,0,-) (B,4,B) Movemos
(F,2,F) (D,3,D) (F,2,F)



(E,0,-) (B,4,B) Actualizamos
(F,2,F) (D,3,D) desde
(C,2+1,F)(F,2,F)



(E,0,-) (B,4,B) Movemos
(F,2,F) (C,3,F) (D,3,D)
(D,3,D)



(E,0,-) (B,4,B) Actualizamos
(F,2,F) (C,3,F) desde
(D,3,D) (A,3+5,D)(D,3,D)



(E,0,-) (B,4,B) Movemos
(F,2,F) (A,8,D) (C,3,F)
(D,3,D)
(C,3,F)



(E,0,-) (B,4,B) Actualizamos
(F,2,F) (A,3+2,F)desde
(D,3,D) (C,3,F)
(C,3,F)



PIC



ConfirmedTentative
Comentarios



(E,0,-) (A,5,F) Movemos
(F,2,F) (B,4,B)
(D,3,D)
(C,3,F)
(B,4,B)



(E,0,-) (A,5,F) Actualizamos
(F,2,F) desde
(D,3,D) (B,4,B)
(C,3,F)
(B,4,B)



(E,0,-) Movemos
(F,2,F) (A,5,F)
(D,3,D) y
(C,3,F) terminamos
(B,4,B)
(A,5,F)



31 Algoritmo de routing Distance-Vector

Algoritmo de Bellman-Ford

Ejemplo

PIC

Tablas de encaminamiento iniciales.
A B C D E F







A 0 3/B 2/C 5/D







B 3/A 0 1/D 4/E







C 2/A 0 2/D 1/F







D 5/A 1/B 2/C 0 3/E







E 4/B 3/D 0 2/F







F 1/C 2/E 0







PIC
Tablas de encaminamiento iniciales.
A B C D E F







A 0 3/B 2/C 5/D







B 3/A 0 1/D 4/E







C 2/A 0 2/D 1/F







D 5/A 1/B 2/C 0 3/E







E 4/B 3/D 0 2/F







F 1/C 2/E 0







Tablas de encaminamiento
tras el primer intercambio de vectores.
A B C D E F







A 0 3/B2/C4/C7/B3/C







B3/A 0 3/D1/D4/E6/E







C2/A3/D 0 2/D3/F1/F







D4/B1/B2/C 0 3/E3/C







E7/B4/B3/F3/D 0 2/F







F3/C6/E1/C3/C2/E 0







PIC
Tablas de encaminamiento
tras el primer intercambio de vectores.
A B C D E F







A 0 3/B2/C4/C7/B3/C







B3/A 0 3/D1/D4/E6/E







C2/A3/D 0 2/D3/F1/F







D4/B1/B2/C 0 3/E3/C







E7/B4/B3/F3/D 0 2/F







F3/C6/E1/C3/C2/E 0







Tablas de encaminamiento
tras el segundo y definitivo intercambio de vectores.
A B C D E F







A 0 3/B2/C4/C5/C3/C







B3/A 0 3/D1/D4/E4/D







C2/A3/D 0 2/D3/F 1/F







D4/B1/B2/C 0 3/E3/C







E5/F4/B3/F3/D 0 2/F







F3/C4/C1/C3/C2/E 0







References

[1]   James F. Kurose and Keith W. Ross. Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet (3rd Edition). Addison Wesley, 2005. http://www.cp.eng.chula.ac.th/~fyta/663/Curose-Ross%20-%20Computer_Networking_-_A_Top-down_Approach_Featuring_the_Internet__Third_Edition.pdf.

[2]   Larry L. Petterson and Bruce S. Davie. Computer Networks: A System Approach (2nd Edition). Morgan Kaufmann, 2000.