Ingegneria di internet e del web - Domande d'esame con risposte

IP.

Descrizione di un router NAT in azione: un host fa una richiesta a un webserver, setta il

numero di porta d’origine e invia il datagramma; il router lo riceve, genera per esso un nuovo

numero di porta d’origine e lo sostituisce a quello iniziale; inoltre sostituisce l’indirizzo IP

sorgente col proprio indirizzo IP; quando genera un nuovo numero di porta d’origine, può

selezionare un qualsiasi numero di porta che non si trova attualmente nella tabella di

traduzione NAT, e aggiunge alla propria tabella di traduzione una nuova riga; in tutto ciò il web

server è ignaro di questa manipolazione e risponde all’indirizzo ip del router NAT con la porta

di destinazione impostata da quest’ultimo; poi il router, ricevuto il datagramma di risposta,

consulta la tabella di traduzione usando numero di porta di destinazione e ip di destinazione

per inoltrarlo al corretto host.

Descrivere il funzionamento di NAT relativo a Skype (3)

Uno dei problemi del NAT è l’interferenza con le applicazioni P2P (comprese quelle VOIP

come skype). Ciò accade poiché tra 2 peer ci dovrebbe essere la possibilità di stabilire una

connessione TCP l’un l’altro; dato che ciò non accade, si usa un terzo peer che non usa NAT

per iniziare una connessione TCP attiva con uno dei due peer: così facendo l’altro peer,

tramite questo peer intermedio, può connettersi in TCP con il peer con cui prima non si

sarebbe potuto connettere.

Descrivere e motivare le differenze principali tra i protocolli di routing intra-AS e inter-

AS (1)

I protocolli di routing intra-AS sono protocolli che vanno ad operare all’interno di sistemi

autonomi composti da router che eseguono lo stesso protocollo di instradamento. I protocolli

intra-AS più famosi sono RIP e OSPF.

Per poter invece conoscere le destinazioni raggiungibili all’esterno del sistema e informare

tutti i router all’interno per poterne configurare la tabella di inoltro per gestire le destinazioni

esterne si usa il protocollo inter-AS. Il protocollo inter-AS più famoso e usato è il BGP.

Per motivi politici si preferisce usare protocolli inter-AS per poter determinare in quale sistema

possano fluire i dati e in quale no, cosa inutile da fare in intra-AS poiché dentro uno stesso

sistema esiste un unico controllo amministrativo; un’altra differenza sono le prestazioni: inter-

AS è importante la questione delle politiche ,quindi se un percorso soddisfa tale vincolo la

velocità diventa di secondaria importanza; viceversa, intra-AS non importano le questioni

politiche e quindi ci si può soffermare maggiormente sulle prestazioni.

Infine, la scalabilità: inter-AS un problema molto critico è la gestione dell’instradamento verso

e tra un gran numero di reti; intra-AS invece ciò ha minore importanza, visto che se un singolo

dominio diventa troppo grande può esser ripartito in più aree.

Protocollo RIP (4)

RIP (routing information protocol) è un protocollo di Internet per l’instradamento all’interno di

un sistema autonomo che viene implementato come un processo a livello di applicazione che

fa uso di UDP. È un protocollo di tipo distance vector che utilizza il conteggio degli hop come

metrica di costo, dove hop rappresenta il numero di sottoreti attraversate lungo il percorso

minimo dal router sorgente alla sottorete destinazione. Il costo massimo che un persorso può

avere è 15, quindi RIP può utilizzare sistemi autonomi con al massimo un diametro inferiore

a 15 hop. In RIP, i router adiacenti si scambiano aggiornamenti di instradamento circa ogni 30

secondi utilizzando un messaggio RIP response. Tale messaggio, inviato da un router a un

host, contiene fino a 25 sottoreti di destinazione all’interno del sistema autonomo e la distanza

del mittente rispetto a tali sottoreti. Se un router non riceve notizie da un router adiacente per

180 secondi, questo non viene più considerato raggiungibile. Quando ciò si verifica, RIP

modifica la tabella di instradamento locale e propaga l’informazione ai router vicini. I messaggi

di risposta sono detti anche RIP advertisement. Ciascun router mantiene una tabella di

instradamento RIP, che include il vettore delle distanze e la tabella di inoltro. La prima colonna

di questa tabella è dedicata alla sottorete di destinazione, la seconda indentifica il router

successivo lungo il percorso più breve verso la destinazione e la terza indica il numero di hop

per giungere alla sottorete di destinazione tramite il percorso più breve. Un router può

richiedere informazioni sui vicini usando messaggi di richiesta RIP.

Descrivere le caratteristiche del protocollo OSPF (3)

OSPF è impiegato negli ISP di livello superiore rispetto a RIP; è un protocollo link-state che

utilizza il flooding (inondazione) di info riguardo lo stato dei collegamenti e Dijkstra per la

determinazione del percorso a costo minimo. In questo algoritmo, un router crea un grafo

dell’intero sistema autonomo e esegue localmente Dijkstra per determinare un albero dei

percorsi minimi verso tutte le sottoreti. OSPF non si occupa della determinazione dei costi dei

collegamenti (ciò è compito dell’amministratore di rete, che può trarre beneficio da tale scelta

nel modo più conveniente a seconda dei casi), bensì si occupa di fornire meccanismi per

determinare l’instradamento con un percorso a costo minimo per un dato insieme di pesi dei

collegamenti.

Quando c’è un cambiamento nello stato di un collegamento (disponibilità o cambiamento di

costi), il router manda info di instradamento broadcast a tutti i router nel sistema autonomo, e

inoltre almeno ogni 30 minuti invia lo stato dei collegamenti anche se esso non cambia. Questi

messaggi sono annunci inviati da IP. Quindi OSPF implementa trasferimento affidabile dei

messaggi e broadcast dello stato dei collegamenti. Inoltre controlla che i collegamenti siano

attivi con il messaggio HELLO inviato ad un vicino connesso e consente ai router di accedere

ai database sullo stato dei collegamenti della rete contenuti nei router confinanti.

Vantaggi di OSPF: sicurezza (gli scambi tra router possono essere autenticati quindi si riduce

la possibilità di attacchi esterni; l’autenticazione è di due tipi, semplice o MD5: semplice si

basa su una password unica per tutti i router condivisa tra loro e inclusa in chiaro nei pacchetti;

MD5 si basa su chiavi segrete condivise configurate in ogni router), uso di percorsi con lo

stesso costo per trasportare dati invece di usarne uno solo, supporto per il multicast e per le

gerarchie nel dominio di instradamento.

Un sistema OSPF può esser configurato in aree con diversi algoritmi di instradamento OSPF;

per ogni area ci sono router di confine che instradano i pacchetti per l’esterno e area di dorsale

che si occupa di smistare il traffico tra le aree del sistema.

Descrivere come viene effettuato il routing inter-AS in Internet (14) [nelle reti IP]

(Descrivere come viene realizzato l’instradamento inter-AS nella rete Internet.) Corrisponde

alla risposta sul bgp

Descrivere gli algoritmi di routing inter-AS. (1) vedi sopra e sotto

Descrivere il protocollo BGP (14)

Il BGP è il protocollo di routing per antonomasia, sul quale è basato il funzionamento di

internet. Esso funziona attraverso la gestione di una tabella di prefissi (reti IP), che forniscono

informazioni sulla raggiungibilità delle diverse reti tra più sistemi autonomi. Si tratta di un

protocollo a indicazione di percorso (path vector) che non usa metriche di carattere tecnico

(ad esempio non considera le ampiezze di banda) ma prende le decisioni di instradamento

basandosi su specifiche politiche.

BGP è un protocollo di instradamento tra sistemi autonomi (inter-AS) in Internet che permette

a ciascun sistema autonomo di: ottenere informazioni sulla raggiungibilità delle sottoreti da

parte dei sistemi confinanti, propagare le informazioni di raggiungibilità a tutti i router interni a

un sistema autonomo, determinare percorsi buoni verso le sottoreti sulla base di informazioni

di raggiungibilità e delle politiche del sistema autonomo. In particolare ciascun BGP consente

a ciascuna sottorete di comunicare la propria esistenza al resto di internet.

BGP utilizza connessioni TCP semipermanenti. I router ai capi di una connessione TCP sono

chiamati BGP peer e la connessione TCP con tutti i messaggi BGP che vi vengono inviati è

detta sessione BGP. In particolare se questa sessione coinvolge due sistemi autonomi viene

detta sessione BGP esterna (eBGP), mentre se coinvolge router dello stesso sistema

autonomo viene detta sessione BGP interna (iBGP). BGP consente di conoscere quali sono

le destinazioni raggiungibili attraverso sistemi autonomi vicini. Queste destinazioni non sono

host ma prefissi CIDR che rappresentano una sottorete o una collezione di sottoreti. Quando

un gataway di un sistema autonomo riceve prefissi tramite eBGP, utilizza le proprie sessioni

iBGP per distribuire prefissi agli altri router del sottosistema autonomo. Quando un router

viene a conoscenza di un nuovo prefisso, lo memorizza in una nuova riga della propria tabella

di inoltro.

In BGP un sistema autonomo viene identificato dal suo numero di sistema autonomo (ASN).

Quando un router annuncia un prefisso per una sessione BGP, questo include anche una

serie di attributi BGP. Prefisso + attributi = rotta.

Gli attributi principali sono:

AS-PATH: elenca i sistemi autonomi attraverso i quali è passato l’annuncio del prefisso,

aggiungendo l’ASN di tali sistemi autonomi. AS_PATH viene utilizzato dai router per rilevare

ed evitare annunci reiterati.

NEXT-HOP: definisce l' IP address che sarà utilizzato al prossimo HOP verso la destinazione

finale.

Viene riportata l’interfaccia del router che inizia l’AS-PATH. Viene utilizzato per configurare

correttamente le tabelle di inoltro.

Se due rotte hanno stesso AS_PATH e NEXT-HOP diverso, tramite NEXT_HOP e l’algoritmo

di instradamento intra-AS il router può determinare il costo del percorso verso i due

collegamenti in peering e applicare poi l’instradamento a patata bollente per determinare

l’interfaccia appropriata.

Quando un router gateway riceve un annuncio di rotta, utilizza la proprie politiche

d’importazione per decidere se accettare o filtrare la rotta.

In caso di rotte uguali verso lo stesso prefisso, avvengono in sequenza le seguenti regole di

eliminazione fino ad arrivare ad un’unica rotta: si assegna alle rotte un attributo detto valore

di preferenza locale (scelta dall’amministratore), e si selezionano le rotte con tale attributo più

alto; poi tra esse si sceglie la rotta con AS-PATH più breve; se sono molteplici, si seleziona

quella il cui router di NEXT-HOP è più vic