Polito v3 (2011 01-19)

Licensed under Creative Commons Attribution 3.0 License http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/

2

http://www.youtube.com/watch?v=a5837LcDHfE

3

Sommario •  Fondamenti

–  Gerarchia ISP –  Autonomous Systems –  Internal Protocols VS External Protocols –  Peering VS Transit

•  Scenario –  Architettura Internet Globale –  Enti regolatori (Ripe, etc….)

•  Neutral Access Points –  Cosa sono –  Tipologie

•  Esempio pratico: TOP-IX –  Architettura di rete –  Operatività

4

Sommario •  Fondamenti

–  Gerarchia ISP –  Autonomous Systems –  Internal Protocols VS External Protocols –  Peering VS Transit

•  Scenario –  Architettura Internet Globale –  Enti regolatori (Ripe, etc….)

•  Neutral Access Points –  Cosa sono –  Tipologie

•  Esempio pratico: TOP-IX –  Architettura di rete –  Operatività

Internet

5

?

Internet: rete di reti •  Architettura gerarchica •  Al centro: “tier-1” ISPs (Internet Service

Providers e.g., Level3, Sprint, AT&T) –  “A network that can reach every other network on

the Internet without purchasing IP transit or paying settlements” (Wikipedia)

6

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

I Tier-1 providers si

interconnettono tra loro

Internet: rete di reti

•  “Tier-2” ISPs: più piccoli, a carattere Regionale –  Si connettono ad uno o più Tier-1: essendo loro Clienti pagano l’IP

transit –  Si connettono ad altri Tier-2

7

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier-2 ISP Tier-2 ISP

Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP

I Tier-2 ISP pagano i tier-1

ISP per la connettività al

resto di Internet (IP TRANSIT)

I Tier-2 ISPs si interconnettono

tra loro

Internet: rete di reti •  “Tier-3” ISPs

–  Si connettono ad uno o più Tier-2: essendo loro Clienti pagano l’IP transit •  ISPs locali

–  Ultimo hop (“Accesso”) della rete

8

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier-2 ISP Tier-2 ISP

Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP

local ISP local

ISP local ISP

local ISP

local ISP Tier 3

ISP

local ISP

local ISP

local ISP

Tier- 3 ISPs sono clienti degli ISP di

livello più alto per poter

essere connessi al

resto di Internet

Internet: rete di reti

9

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier-2 ISP Tier-2 ISP

Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP

local ISP local

ISP local ISP

local ISP

local ISP Tier 3

ISP

local ISP

local ISP

local ISP

Internet Core Today

10

Fonte: Internet Atlas Report http://dpsquare.top-ix.org/group/topixtech

Autonomous System •  La rete di ciascun ISP è associata al cosiddetto Autonomous

System Number (ASN) – alcuni ne hanno più di uno

•  IETF document, RFC 4271 “The classic definition of an Autonomous System is a set of routers under a single technical administration, using an interior gateway protocol (IGP) and common metrics to determine how to route packets within the AS, and using an inter-AS routing protocol to determine how to route packets to other ASs. Since this classic definition was developed, it has become common for a single AS to use several IGPs and sometimes several sets of metrics within an AS. The use of the term Autonomous System here stresses the fact that, even when multiple IGPs and metrics are used, the administration of an AS appears to other ASs to have a single coherent interior routing plan and presents a consistent picture of what destinations are reachable through it.”

•  Fino al 2006 –  16 bit –  65K ASNs –  Da 64.512 a 64.534 per usi privati

•  Dal 2007 –  32 bit –  4,3B ASNs

11

Internet Routing Protocols

•  Protocolli che specificano come i router comunicano tra loro –  Scambio di per selezionare il percorso tra due nodi –  Scelta fatta sulla base di algoritmi specifici

•  Interior Gateway Protocols –  OSPF (Open Shortest Path First) –  RIP (Routing Information Protocol) –  IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) –  EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

•  Interdomain Protocols –  EGP (Exterior Gateway Protocol) –  BGP (Border Gateway Protocol)

12

Algoritmi utilizzati •  Link-state routing protocol

–  Basati sull’algoritmo di Dijkstra –  Ogni nodo ha una copia della “mappa di rete” –  Vengono propagati in tutta la rete i cambiamenti sui collegamenti –  Ogni router calcola indipendentemente la miglior via per ogni

possibile destinazione di rete –  “Each router tells the world about its neighbors”. –  Esempi: OSPF, IS-IS

•  Distance-vector routing protocols –  Basati sull’algoritmo “Bellman-Ford” –  Ogni nodo informa i propri vicini dei cambiamenti di rete

periodicamente (Viene inviata tutta la routing table) –  Ogni nodo aggiorna la tabella di routing –  “routing by rumor” –  Esempi: RIP, BGP, EIGRP

13

CIDR Classless Inter-Domain Routing

•  Nato per sopperire alla carenza di indirizzi

•  Supera il sistema di assegnazione per classi

•  Blocchi A.B.C.D/N –  A.B.C.D –  N da 0 a 32

•  Esempio: –  194.8.2.0/24 –  Corrisponde ad una classe C

14

BGPv4 Con il BGP vengono propagati indirizzi e ASN

L’AS Path è utilizzato come metrica di scelta del percorso

15

ASN ufficiale?

•  Unico upstream provider: politiche di routing esatamente analoghe NO ASN

•  Più upstream providers –  Routing indipendente SI ASN

–  Nessuna preferenza NO AS 16

Internet Transit

17 http://drpeering.net/

Transit Prices

18

Internet Peering

19 http://drpeering.net/

20

Sommario •  Fondamenti

–  Gerarchia ISP –  Autonomous Systems –  Internal Protocols VS External Protocols –  Peering VS Transit

•  Scenario –  Architettura Internet Globale –  Enti regolatori (Ripe, etc….)

•  Neutral Access Points –  Cosa sono –  Tipologie

•  Esempio pratico: TOP-IX –  Architettura di rete –  Operatività

Global Internet

21

Europa

22

Direttrici di traffico

23

Traffico per paese

24

•  Organismo che sovraintende –  allocazione degli indirizzi IP –  Gestione delle “root zones” per il Domain Name System

•  Delega localmente l’allocazione degli indirizzi IP ai Regional Internet Registries (RIRs)

•  Amministra i contenuti dei root servers in accordo con i gestori dei Top Level Domains (TLDs)

•  Gestita dall’Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) –  Dipende dall’US Department of Commerce (DoC)!!!! –  Proposte di scorporo

25

RIRs

I membri dei RIRs sono i Local Internet Registry (LIR)… ….ovvero gli ISP

26

•  Internet Engineering Task Force •  Organizzazione aperta che sviluppa e promuove standard

Internet in collaborazione con altri enti (es W3C) –  TCP/IP –  Internet Protocol suite. It is an open standards organization

•  Da chi dipende: –  Fino agli anni ‘90…..US Government…… –  Dopo…..indipedente, legata a Internet Society

•  Request for Comments (RFC)

27

28

Sommario •  Fondamenti

–  Gerarchia ISP –  Autonomous Systems –  Internal Protocols VS External Protocols –  Peering VS Transit

•  Scenario –  Architettura Internet Globale –  Enti regolatori (Ripe, etc….)

•  Neutral Access Points –  Cosa sono –  Tipologie

•  Esempio pratico: TOP-IX –  Architettura di rete –  Operatività

Internet Exchange Point Infrastruttura fisica (di livello 2 OSI) che permette agli ISPs di scambiare traffico tra le loro reti tipicamente attraverso accordi di peering

29

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

Tier 1 ISP

IXP

Tier-2 ISP Tier-2 ISP

Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP

local ISP local

ISP local ISP

local ISP

local ISP Tier 3

ISP

local ISP

local ISP

local ISP

Perché l’IX

30

TIER-2 ISP 1

ISP B ISP C

TIER-1 ISP

ISP A ISP D

ISP customers ISP customers

$

Internet exchange

TIER-2 ISP 2

$

TIER-2 ISP 1

ISP B ISP C

TIER-1 ISP

ISP A ISP D $

$ $

ISP customers ISP customers

$

TIER-2 ISP 2 VS

Riduzione costi di transito Scalabilità della Banda

Migliori prestazioni (bassa latenza)

Latenza traceroute to www.top-ix.it (194.116.122.2), 30 hops max, 40 byte packets 1 vlan25.har-ley.mur.teaser.net (213.162.50.49) [AS16073] 1.546 ms 1.505 ms 1.451 ms 2 vrrp1.core1-core2.accelance.net (213.162.48.254) [AS16073] 1.912 ms 2.480 ms 3.005 ms 3 ven-1a34-border2-vlan1.rt.accelance.net (213.162.48.248) [AS16073] 1.580 ms 1.566 ms 1.529 ms 4 ven-1a34-border1-vlan1.rt.accelance.net (213.162.48.250) [AS16073] 1.586 ms 1.569 ms 1.686 ms 5 itgate-pub.topix.it (194.116.96.4) [AS25309] 16.392 ms 16.378 ms 16.588 ms 6 if-0-1.jive.edge.TRN.itgate.net (213.254.0.29) [AS12779] 16.561 ms 16.878 ms 16.829 ms 7 topix-itgate.topix.it (194.116.98.10) [AS25309] 16.852 ms 16.847 ms 16.823 ms 8  dns1.topix.it (194.116.122.2) [AS25309] 17.080 ms 17.062 ms 17.024 ms

traceroute to www.top-ix.it (194.116.122.2), 30 hops max, 40 byte packets 1 HSIB.home (192.168.1.1) [AS64520/AS28513] 0.897 ms 1.132 ms 2.585 ms 2 193.253.172.8 (193.253.172.8) [AS3215] 43.082 ms * * 3 10.224.48.50 (10.224.48.50) [AS65534] 45.355 ms * * 4 193.252.160.190 (193.252.160.190) [*] 88.950 ms 89.330 ms 89.706 ms 5 193.252.161.186 (193.252.161.186) [*] 62.101 ms 67.613 ms 67.971 ms 6 193.251.129.126 (193.251.129.126) [AS5511] 66.983 ms 193.251.129.114 (193.251.129.114) [AS5511] 47.353 ms

193.251.128.233 (193.251.128.233) [AS5511] 47.221 ms 7 213.206.131.41 (213.206.131.41) [*] 48.277 ms 49.108 ms 50.563 ms 8 217.118.224.34 (217.118.224.34) [*] 51.941 ms 54.048 ms 54.642 ms 9 213.206.129.123 (213.206.129.123) [*] 74.055 ms 74.731 ms 75.622 ms 10 217.147.128.37 (217.147.128.37) [*] 76.973 ms 65.218 ms 66.345 ms 11 217.147.129.54 (217.147.129.54) [*] 68.005 ms 68.705 ms 69.750 ms 12 213.254.0.29 (213.254.0.29) [AS12779] 182.134 ms 182.599 ms 184.828 ms 13 194.116.98.10 (194.116.98.10) [AS25309] 74.959 ms 76.141 ms 77.162 ms 14 194.116.122.2 (194.116.122.2) [AS25309] 79.285 ms 79.970 ms 80.677 ms

31

Tipologie •  Commerciali VS Non Profit •  Tra i non profit

–  Associazioni –  Consorzi –  Università

•  Centralizzato VS Distribuito •  Solo ISPs VS Qualunque AS •  Solo Peering pubblico VS Anche peering

privato per TRANSITO •  Tipologie di accesso

–  Solo Ethernet –  Anche MPLS, SDH…. 32

33

IX regionale centralizzato: Tutti i membri connessi ad un’unica location

ISP 1

ISP 2

ISP 3

Company A

Company B

$ $

$ $ $

IX

34

ISP 1

ISP 2

ISP 3

Company A

Company B

IX geograficamente distribuito: riduce i costi di interconnessione

IX

$

$

$ $ $

Cosa deve avere

•  Infrastruttura L2 OSI (Switch) •  Proprio AS •  Set indirizzi IP •  Propria connettività Internet

–  Peering con i soggetti afferenti – Almeno un transito

35

Peering pubblico

1 - VLAN di peering pubblico (IEEE 802.1Q) 36

ISP 1

ISP 3

ISP 2

ISP 4

IX 194.116.96.60

194.116.96.50

2 – Assegnazione Indirizzi IP

3 – Assegnazione DNS

telecom-pub1.topix.it

wind.pub.topix.it

4 – Sessioni BGP

Transito

1 - VLAN privata (IEEE 802.1Q) 37

ISP 1

ISP 3

ISP 2

ISP 4

IX 194.116.98.90

194.116.96.60 telecom-pub1.topix.it

194.116.96.50 wind.pub.topix.it

194.116.98.89

2 – Assegnazione indirizzi IP

3- Assegnazione DNS

4 – Sessione BGP

telecom-csi.topix.it

csi-telecom.topix.it

Altri servizi dell’IX

•  Housing per apparati •  Sito web

–  Informazioni – Statistiche

•  Root server •  Route server •  Mailing lists •  Working groups •  …………

38

Route server

39

ISP 1

ISP 3

ISP 2

ISP 4

IX Route Server

Situazione globale

https://prefix.pch.net/applications/ixpdir/

Maggiore presenza in EU –  Contenuti locali –  Unione Europea –  Contenere i costi

40

Situazione europea

41

•  124 IXPs in Europa (109 nel 2009) –  11 DE – 11 nel 2009 –  10 FR (9 in Paris) – 8 FR (7 in Paris) nel 2009 –  8 UK (5 in London) -

•  34 affiliati in Euro-IX •  Italia

–  Mix –  NaMeX –  TOP-IX –  TIX –  Minap –  FVG-IX dal 2010 –  VSIX dal 2010

Andamento traffico

42

43

Sommario •  Fondamenti

–  Gerarchia ISP –  Autonomous Systems –  Internal Protocols VS External Protocols –  Peering VS Transit

•  Scenario –  Architettura Internet Globale –  Enti regolatori (Ripe, etc….)

•  Neutral Access Points –  Cosa sono –  Tipologie

•  Esempio pratico: TOP-IX –  Architettura di rete –  Operatività

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TOP-IX: TOrino Piemonte Internet eXchange Integrated with Regional Government WI-PIE Program Geographically Distributed Internet Exchange for North

West Italy No-profit consortium founded in 2002

12 People 70+ affiliated members

Open to anyone who has an AS (not only ISPs)

Internet Exchange (IX)

Develop and manage the network infrastructure to provide Internet

Exchange services to ISPs, Carriers, Content Providers etc.

Development Program (DP)

Make available an open innovation environment to foster

new business creation by providing infrastructural support to internet

ventures

TOP-IX

IX - Che cosa offre •  Servizi di Interconnessione

– Unicast & Multicast –  IPv4 & IPv6

•  Accesso da 10 Mbps a 10 Gbps – Peering pubblico – Peering privato/transito

•  Accesso solo Ethernet •  F-root & J-Root servers •  Route Server (Quagga) •  Sito Web & mailing list

45

Modalità di interconnessione Housing Location

Locale tecnico Nodo TOP-IX

Locale tecnico Servizio di Housing

Router Peering Consorziato

Nodo TOP-IX

Raccordo interno Housing Location

Sito del consorziato

Housing Location

Locale tecnico Nodo TOP-IX

Locale tecnico Servizio di Housing

Router Peering Consorziato

Nodo TOP-IX

Raccordo interno Housing Location

Sito del consorziato

Collegamento del consorziato (diretto verso il nodo TOP-IX)

Collegamento del consorziato (diretto verso il nodo TOP-IX)

TORINO (Colt) Via Livorno 60

TORINO (Fastweb) Corso Re Umberto 32

TORINO (CSI Piemonte) Corso Unione Sovietica 216

TORINO (Eutelia) Corso Svizzera 185

CUNEO (Provincia di Cuneo) Corso Soleri 2

TORINO (ITGate) Corso Svizzera 185

ASTI (Comune di Asti) Viale Pilone 111

ALESSANDRIA (Provincia di Alessandria) Lungo Tanaro Magenta 7/a

PONT SAINT MARTIN (Atos Origin) Viale Carlo Viola 76

AOSTA (Regione Valle d’Aosta) Via Lavoratori Vittime col Du Mont 24

IVREA (Provincia di Torino) Strada Torino 50

BIELLA (Provincia di Biella) Via Quintino Sella, 12

VERCELLI (Provincia di Vercelli) Via San Cristoforo, 3 MILANO (Netscalibur)

Via Caldera 21

NOVARA (Comune di Novara) Viale Manzoni, 26

VERBANIA (Tecnoparco) Via dell’Industria 29/1 (retro)

FOSSANO (Granda Wireless) Via Andrea Paglieri 25

TORINO (TELECOM) Via Issiglio 90

TORINO (CSP Villa Gualino) Viale Settimio Severo 63

1 Gbps

TORINO (Colt) Via Livorno 60

TORINO (CSI Piemonte) Corso Unione Sovietica 216

CUNEO (Provincia di Cuneo) Corso Soleri 2

ASTI (Comune di Asti) Viale Pilone 111

ALESSANDRIA (Provincia di Alessandria) Lungo Tanaro Magenta 7/a

IVREA (Provincia di Torino) Strada Torino 50

BIELLA (Provincia di Biella) Via Quintino Sella, 12

VERCELLI (Provincia di Vercelli) Via San Cristoforo, 3

MILANO (Netscalibur) Via Caldera 21

NOVARA (Comune di Novara) Viale Manzoni, 26

VERBANIA (Tecnoparco) Via dell’Industria 29/1 (retro)

TORINO (ITGate) Corso Svizzera 185 10 Gbps

10 Gbps

10 Gbps

DWDM SDH

1 Gbps 1 Gbps

λ 10 Gbps DWDM

λ 10 Gbps DWDM (SDH) 1 Gbps

1 Gbps

DWDM SDH

1 Gbps

DWDM SDH

DWDM SDH

1 Gbps

DWDM SDH

DWDM SDH

DWDM SDH

1 Gbps

1 Gbps TORINO (Fastweb) Corso Re Umberto 32

DWDM SDH

10 Gbps

1 Gbps

1 Gbps

TORINO (Eutelia) Corso Svizzera 185

1 Gbps

DWDM SDH

PONT SAINT MARTIN (Atos Origin) Viale Carlo Viola 76

1 Gbps

AOSTA (Regione Valle d’Aosta) Via Lavoratori Vittime col Du Mont 24

1 Gbps

Cisco Catalyst

4506 VdA

Cisco Catalyst 4507R VdA

1 Gbps

1 Gbps

1 Gbps

1 Gbps

λ 10 Gbps DWDM

λ 10 Gbps DWDM (SDH)

λ 2,5 Gbps DWDM (SDH)

λ 10

Gbp

s DW

DM

λ 2,

5 G

bps D

WD

M (S

DH

)

λ 2,

5 G

bps D

WD

M (S

DH

)

λ 2,

5 G

bps D

WD

M (S

DH

)

λ 10

Gbp

s DW

DM

λ 10

Gbp

s DW

DM

(SD

H)

λ 10

Gbp

s DW

DM

λ 10

Gbp

s DW

DM

(SD

H)

Catalyst 3750G

Catalyst 3750G

Catalyst 3750G

Catalyst 3750G

Catalyst 3750G

Catalyst 3750G

Catalyst 3750G

Catalyst 3750G

Catalyst 3750G

Cisco Catalyst

4506 VdA

Cisco Catalyst 4507R VdA

Catalyst 3750E

Catalyst 3750E

Catalyst 3750E

Catalyst 3750E

Catalyst 3750E

Catalyst 3750E (24)

Catalyst 3750E

Catalyst 3750E

Catalyst 3750E

1 Gbps

FOSSANO (Granda Wireless) Via Andrea Paglieri 25

Catalyst 3750G

NETSCREEN Firewall Catalyst

3750

Catalyst 2960

Catalyst 3750E

7206

Catalyst 2960 Catalyst

2960 Catalyst 2960

10 Gbps

1 Gbps

Cisco Catalyst

6509

TOPITGATE2

FORCE10

TOPTELECOM

10 Gbps

TORINO (Telecom Italia) Via Issiglio 90

DWDM SDH

Cisco Catalyst

6509

TOPCSI2

DWDM SDH

Cisco Catalyst

6509

TOPENVI2

7204

Catalyst 3750E

TORINO (CSP Villa Gualino) Viale Settimio Severo 63

Catalyst 3750G

λ 10 Gbps DWDM (TO-MI / Sud)

λ 10 Gbps DWDM (TO-MI / Nord)

1 Gbps

1 G

bps

TORINO (ITGate) Corso Svizzera 185

TO3

TO4

VC

BI

TO3

FOS

AT

AL

MI

NO

VB

TO6

TO5

TO1

TO2

IV

AO

PSM

BI

NO

VC

VB

AT

AL

TO4

CN

IV

CN

TORINO (Colt) Via Livorno 60

TORINO (Fastweb) Corso Re Umberto 32

TORINO (CSI Piemonte) Corso Unione Sovietica 216

TORINO (Eutelia) Corso Svizzera 185

TORINO (TELECOM) Via Issiglio 90

CUNEO (Provincia di Cuneo) Corso Soleri 2

ASTI (Comune di Asti) Viale Pilone 111

ALESSANDRIA (Provincia di Alessandria) Lungo Tanaro Magenta 7/a

MILANO (Netscalibur) Via Caldera 21

FOSSANO (Granda Wireless) Via Andrea Paglieri 25

IVREA (Provincia di Torino) Strada Torino 50

BIELLA (Provincia di Biella) Via Quintino Sella, 12

VERCELLI (Provincia di Vercelli) Via San Cristoforo, 3

NOVARA (Comune di Novara) Viale Manzoni, 26

VERBANIA (Tecnoparco) Via dell’Industria 29/1 (retro)

PONT SAINT MARTIN (Atos Origin) Viale Carlo Viola 76

AOSTA (Centro Sviluppo) Via Lavoratori Vittime col Du Mont 24

TO7

TORINO (CSP – Villa Gualino) Viale Settimio Severo 63

TOP-IX & Lyonix

50

•  Q-in-Q layer2 connection •  Starting at 100 Mbps •  Expandable to 1 Gbps

50

L2 Ethernet

Consorziato 1 Membre 1

Membre N ConsorziatoN

Nodo periferico

51

SERVER

DWDM Backbone

NODO DWDM / SDH

Est Ovest

DWDM Backbone

SWITCH LAYER 2,3

10GBASE-LR 10GBASE-LR

10/100/1000baseT 10/100/1000baseT

UTP

SERVER

Link TELCO

Housing location IDC distribuito

λ 10 Gbps DWDM λ 10 Gbps DWDM

WI-PIE Sito di transito (PoP)

λ 10 Gbps DWDM (SDH) λ 10 Gbps DWDM (SDH)

WS-C3750G-16TD-E WS-C3750G-16TD-E

Internet Exchange Apparati P.A.

SWITCH LAYER 2 WS-C3750G-24TS-E1U

1000BASE-SX

Link TELCO

Traffico

52

GRAZIE per l’attenzione

[email protected]

www.top-ix.org

53