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Veröffentlicht von:Adelheit Gibler Geändert vor über 9 Jahren
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Proseminar Routing Information Protocol Open Shortest Path First Martin Bauer Universität Freiburg
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Gliederung Grundlagen Router Information Protocol (RIP)
Bellman-Gleichung Bellman-Ford-Algorithmus Spezifikation Count-to-Infinity Open Shortest Path First (OSPF) Dijkstra Algorithmus Zusammenfassung Universität Freiburg
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Autonomes System Zusammenschluss zu einem logischen Netzwerk
Verwaltung durch Interior Gateway Protocols (IGP) Verantwortungsbereich einer einzigen Organisation Universität Freiburg
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Routing Tabelle Ermittlung von Ziel-Host/-Router zu IP-Adresse
dynamische vs. statische Einträge Destination Netmask Gateway Interface Metric eth1 12 ... … 1 * eth0 eth2 Universität Freiburg
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Kürzeste Pfade in Graphen
Netzwerke werden als Graphen interpretiert ist ein Graph mit und Kanten sind ungerichtet Kanten besitzten Kostenfunktionen: Kürzester Pfad ? Bellman-Ford-Algorithmus. x y Universität Freiburg
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Bellman-Gleichung v x y
kürzeste Distanz von Startknoten x zu Ziel y über Nachbarknoten v Distanzkosten: Beispiel: v 1 4 x y 5 Universität Freiburg
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Distanzvektoren Distanz-Vector Routing Algorithmen
Knoten kennen nur einen Teil des Netzwerks Knoten lernen stetig hinzu Erweiterung der Bellman-Gleichung um Distanzvektor: Universität Freiburg
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Bellman-Ford-Algorithmus (0)
Initialization: for all destination y in V: /* if y is not neighbour than /* for each neighbour v for all destinations y in V send distance vector to v Loop wait (until I see link cost change to some neighbour v or until I receive a distance vector from some neighbour v) for each y in V: if Dx(v) changed for any destination y send distance vector to all neighbours forever Universität Freiburg 8
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Bellman-Ford-Algorithmus (1)
Beispiel: y 2 1 x z 7 Universität Freiburg 9
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Bellman-Ford-Algorithmus (2)
Beispiel: Initialisierungsphase x in t0 nach x y z von 2 7 ∞ y in t0 nach x y z von ∞ 2 1 z in t0 nach x y z von ∞ 7 1 y 2 1 x z 7 Universität Freiburg 10
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Bellman-Ford-Algorithmus (3)
Beispiel: x in t0 nach x y z von 2 7 ∞ y in t0 nach x y z von ∞ 2 1 z in t0 nach x y z von ∞ 7 1 y 2 1 x z 7 x in t1 nach x y z von 2 3 1 7 y in t1 nach x y z von 2 7 1 z in t1 nach x y z von 2 7 1 3 Universität Freiburg 11
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y x z Beispiel: 2 1 7 x in t0 nach x y z von 2 7 ∞ y in t0 nach x y z
2 7 ∞ y in t0 nach x y z von ∞ 2 1 z in t0 nach x y z von ∞ 7 1 Beispiel: x in t1 nach x y z von 2 3 1 7 y in t1 nach x y z von 2 7 1 z in t1 nach x y z von 2 7 1 3 y 2 1 x z 7 x in t2 nach x y z von 2 3 1 y in t2 nach x y z von 2 3 1 z in t2 nach x y z von 2 3 1 Universität Freiburg 12
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Routing Information Protocol
Definition in RFC1058 Kostenfunktion zu Nachbarn konstant Maximal zulässige Kosten = 15 (16 Infinität) Beschränkung in Netzgröße auf Durchmesser 15 30 sekündliche Austausch der Distanzvektoren 7,5 Minuten für komplette Netzaktualisierung (=Konvergenz) Universität Freiburg
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Count-to-Infinity x y z x y z x y z Problem: Count-to-Infinity
Lösung: Triggered Updates Änderungen sofort mitteilen Lösung: Split-Horizont-Verfahren (SHV) Pfadinformation darf nicht über das gleiche Interface gesendet werden, über dass es erlernt wurde. Lösung: SHV mit Poisoned Reverse Reset der Verbindung auf beiden Knoten und lerne neu x y z 1 1 x ß y z 16 1 x ß y z 16 1 Universität Freiburg
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Anatomie eines RIP-Datagram
UDP/520 Command = {request|response} IP Adresse = Zieladresse Version = {1|2} | command (1) | version (1) | must be zero (2) | | address family identifier (2) | | must be zero (2) | | IP address (4) | | must be zero (4) | | metric (4) | | Data… | | | RFC1058 Universität Freiburg 15
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Eigenschaften von RIP geringer Rechenleistung notwendig interoperabel
ungenügende Skalierbarkeit (max. Hops) mangelhafte Konvergenzeigenschaften unzureichende Authentifikation (optional Klartextpassworte) Universität Freiburg 16
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Open Shortest Path First Protocol
gehört zur Klasse der Link-State Routing Algorithmen jeder Knoten kennt vollständiges Netzwerk jeder Knoten sendet vollständige Routingtabelle an alle anderen Grundlage ist Algorithmus von Dijkstra Prinzip: v 2 1 x y 7 Universität Freiburg 17
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Dijkstra-Algorithmus
Initialization N' = {x} for all nodes v if v is a neighbour of x then D(v) = c(x,v) else D(v) = infinity Loop find v not in N' such that D(v) is a minimum add v to N' update D(v) for each neighbour v of w and not in N': /* new cost to y is ether old cost to y or known least path cost to v plus cost from v to y */ until N' = N Universität Freiburg 18
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Dijkstra-Algorithmus (0)
Beispiel: 5 w v 3 5 z 2 2 1 u 3 y x 2 1 1 Universität Freiburg 19
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Dijkstra-Algorithmus (1)
Beispiel: Initialisierungsphase 5 w v 3 5 z 2 2 1 u 3 y x 2 1 1 Universität Freiburg 20
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Dijkstra-Algorithmus (2)
Beispiel: 5 w v 3 5 z 2 2 1 u 3 y x 2 1 1 Universität Freiburg 21
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Dijkstra-Algorithmus (3)
Beispiel: 5 w v 3 5 z 2 2 1 u 3 y x 2 1 1 Universität Freiburg 22
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Dijkstra-Algorithmus (4)
Beispiel: 5 w v 3 5 z 2 2 1 u 3 y x 2 1 1 Universität Freiburg 23
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Dijkstra-Algorithmus (5)
Beispiel: 5 w v 3 5 z 2 2 1 u 3 y x 2 1 1 Universität Freiburg 24
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Dijkstra-Algorithmus (6)
Beispiel: 5 w v 3 5 z 2 2 1 u 3 y x 2 1 1 Universität Freiburg 25
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Open Shortest Path First
variable Kostenfunktion Überwachung der Kosten zu Nachbarn (Link-State) durch HELLO Pakete Datenaustausch regelmässig durch (LSAdvertisment) Änderungen sofort übertragen (LSAnnounce) Implementierung durch eigenes Level-3 Protokoll (ID 89) Universität Freiburg
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Features OSPF Multicast Sicherheit Designierter Router (DR) Topologie
eine Nachricht an mehrere Empfänger Sicherheit Authentifizierung Designierter Router (DR) ermöglicht zentrale Verteilung Topologie Universität Freiburg
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Topologie Universität Freiburg
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Literaturhinweise Computer Networking, A Top-Down Approach Featuring the Internet, von James F. Kurose, Keith W. Ross Algorithmen und Datenstrukturen, Thomas Ottmann, Peter Widmayer RFC1058 RIP RFC2453 RIPv2 RFC2328 OSPF On a Routing Problem in Quarterly of Applied Mathematics, R. E. Bellman 16(1)/1958. Brown University Network flow theory, L. R. Ford Paper P-923. The Rand Corporation, Santa Monica 1956 Universität Freiburg
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Zusammenfassung & Fragen
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Universität Freiburg
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