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Routers IP. Bexen Campos Christian Schlageter Pablo Gonzalez. Introducción. Hasta hace algún tiempo atrás el rendimiento en Internet estaba limitado a la velocidad de los links, es decir, a los cables.

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Presentation Transcript
Routers ip

Routers IP

Bexen Campos

Christian Schlageter

Pablo Gonzalez


Introducci n
Introducción

  • Hasta hace algún tiempo atrás el rendimiento en Internet estaba limitado a la velocidad de los links, es decir, a los cables.

  • Con la masificación de la fibra óptica esto ha cambiado y son ahora los routers quienes no pueden manejar los enormes flujos de información.

  • Se han propuesto mejoras orientadas a:

    • Acelerar la búsqueda en las tablas de diversas maneras

    • Distribuir la operación de búsqueda

    • Aumentar la capacidad de transferencia interna (space division switching)

  • Este tipo de router se conoce como switched routers o layer 3 switches


Un router tradicional

Routing processor

Main

forwarding

engine

Packet

switching

fabric

Line card

Line card

Line card

Un router tradicional

  • Cuenta con varias interfaces de red (line cards) a donde llegan los paquetes.

  • Los paquetes son dirigidos al procesador central quien calcula la ruta y los devuelve a las LC

  • Esta forma de operar es altamente centralizada y la causa de que un router tradicional no pueda ser más eficiente


Un router tradicional1
Un router tradicional

  • Más específicamente:

    • El procesador de ruteo realiza la mayoría de las operaciones de ruteo ayudado por una tabla de ruteo maestra mantenida por el procesador de red, quien además implementa los protocolos de ruteo.

    • Cada LC incluye un procesador y una memoria caché con las últimas rutas.

  • Aquellos paquetes cuyas rutas se desconozcan son enviados al procesador de ruteo.

  • Entre una LC y el procesador se ruteo sólo se envían headers, paquetes enteros son enviados solamente entre LC’s.


Arquitectura distribuida

Network processor

Main

forwarding

engine

Packet

switching

fabric

Line card

Line card

LFE

LFE

Line card

LFE

Arquitectura distribuida

  • LFE: Local forwarding engine

  • El MFE contiene la tabla de ruteo maestra y el procesador de ruteo

  • El procesador de ruteo baja tablas de ruteo y las distribuye a cada LFE

  • Un paquete es enviado al MFE sólo cuando una ruta no puede ser calculada.


Arquitectura paralela

Forwarding engines

Routing

processor

Packet

switching

fabric

Line card

Line card

IPS

IPS

Line card

IPS

Arquitectura paralela

  • IPS: IP Switching controller

  • Las unidades de cálculo de rutas están separadas de las LC’s y son compartidas entre ellas.

  • Todas estas unidades mantienen las mismas tablas de ruteo

  • Se emplea un modelo cliente-servidor: cada vez que llega un paquete a una LC esta hace una solicitud al grupo de MFE y aguarda por la respuesta.


Futuras mejoras
Futuras mejoras

  • Una forma de disminuir aún más el número de operaciones de búsqueda en las tablas de ruteo consiste en aplicar IP switching en las LC, ya sea en la arquitectura distribuida o en la paralela.

  • El IP switching consiste en una especie de memoria caché de la información de ruteo de manera de que sucesivos paquetes provenientes de la misma fuente puedan ser enviados directamente a la LC de destino sin necesidad de implementar una nueva búsqueda.


El costo de las mejoras
El costo de las mejoras

  • La pregunta central es: ¿Existe una buena relación precio v/s rendimiento?

  • Se puede observar que el costo de las mejoras recae casi exclusivamente en los “forwarding engines” ya que en estas unidades recae la velocidad de procesamiento, siendo el número y la forma en que se ocupan, la diferencia entre distintas arquitecturas.

  • El proceso de minimizar el costo del router se resuelve mediante técnicas numéricas y analíticas que escapan al alcance este curso.


Conlusiones
Conlusiones

  • Considerando que el costo es una función de la capacidad de procesamiento de las MFE y LFE, se puede concluir lo siguiente:

  • Para arq. Distribuida:

    • Si el costo de una MFE  LFE conviene usar una arq. Centralizada

    • En caso contrario conviene que todas las solicitudes sean primero procesadas por la LFE antes de ser enviadas a la MFE

  • Para arq. Paralela:

    • Se comprueba que el costo depende linealmente de la capacidad de procesamiento del router (mayor #MFE, mayor costo, mayor capacidad de procesamiento)

    • Los costos se reducen al usar IP switching


Conlusiones1

108

4

2

1

Costo óptimo

Distribuida

Paralela

0 2 4 107p/s

Tasa de arribo

Conlusiones

  • Hasta 20*106 p/s conviene usar arq. distribuida

  • Mas allá de esta tasa de arribo la única solución viable es la arq. paralela



3ComLANplex2500

  • Clasificación

    • LAN/Workgroup

  • Técnica de Conmutación de IP

    • Fast IP

  • Arquitectura

    • Ethernet 16 (TX, FL), Fast Ethernet 2 (TX, FX), FDDI 2 (UTP, fiber), ATM OC-3 2 (fiber)


3ComLANplex2500

  • Arquitectura

    • ASIC- RISC

    • Filtro de paquetes

    • Sopota IP, IP multicast, IPX y Apple Talk


CiscoSerie7500

  • Clasificación

    • LAN/Workgroup

  • Técnica de Conmutación de IP

    • Tag Swiching de Cisco

  • Arquitectura

    • Modelos con 5, 7 y 13 slots

    • Pueden ser utilizados con interfaces ethernet, fast-ethernet, token ring, FDDI y ATM


CiscoSerie7500

  • Arquitectura

    • Desarrollado para funcionar como un Tag Edge Router

    • Soporta ATM Forum UNI 3.0/3.1

    • Soporta todos los tipos de tráficos (CBR, VBR, ABR, UBR)

    • No bloqueante (de acuerdo con el fabricante)

    • Procesador RISC R4000 a 100MHz


CiscoSerie7500

  • Capacidad

    • Capacidad de conmutación de 1,066Gbps (7505) y 2132Gbps (7507 y 7513)

  • Tolerancia a fallas

    • Redundancia de fuentes de alimentación con balance de cargas

    • Redundancia de procesador

    • Hot-Swappability de dos módulos de sistema y fuente de alimentación


CiscoSerie7500

  • Direccionamiento

    • SNMP vía IP. Funciones adicionales a través de software



CiscoSerie12000

  • Clasificación

    • WAN/Enterprise

  • Técnica de Conmutación de IP

    • Tag Swiching de Cisco

  • Arquitectura

    • Modelos con 4 y 12 slots


CiscoSerie12000

  • Arquitectura

    • Los slots pueden ser ocupados por diversas placas: 4 puertas Packet-Over-SONET OC3/STM-1 155Mbps; 1 puerta Packet-Over-SONET OC12/STM-4 622Mbps; 1 puerta Packet-Over-SONET OC12/STM-4 622Mbps

    • No bloqueante

    • Procesador RISC R5000 a 200MHz


CiscoSerie12000

  • Capacidad

    • Capacidad de conmutación de 5Gbps (12004) y 60Gbps (12012)

  • Tolerancia a fallas

    • Redundancia de fuentes de alimentación con balance de cargas y módulos, del subsistema de ventilación y de la matriz de conmutación

    • Hot-Swappability de dos módulos de sistema y fuente de alimentación


CiscoSerie12000

  • Direccionamiento

    • SNMP vía IP. Funciones adicionales a través de software




SNMPSimple Network Managment Protocol

  • En los inicios de ARPANET, si el retardo a un servidor se hacia inesperadamente grande simplemente se ejecutaba ping.

  • ARPANET se transformo en el WWW por lo que se necesitaba de mejores elementos para la administración de la red.

  • Así en mayo de 1990 aparece la primera versión de SMTP, actualmente la más popular es la versión dos (SMTPv2).


SNMPSimple Network Managment Protocol

  • SNMP provee una manera sistematica de monitoriar la red.

  • Aunque SNMP fue diseñado con la idea de ser simple por lo menos un autor (Stallings) logro un libro de 600 páginas.


Manegment

Station

Maneged node

Printer

Host

Router

Protocolo SNMP

LAN

Bridge

SNMPSimple Network Managment Protocol

  • El modelo SNMP

    • - Manged nodes

    • - Management stations

    • - Managment information

    • - A managment protocol

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Fast IP

  • Es una tecnología desarrollada por 3Com, para mejorar la capacidad de comunicación en redes IP.

  • La idea es eliminar el ruteamiento permitiendo que el trafico fluya por caminos conmutados.

  • Esta basado en Next Hop Resolution Protocol (NHRP).


Fast IP

  • NHRP no es un protocolo de ruteamiento, es un protocolo de resolución de direcciones entre subredes lógicas IP

  • El beneficio mas claro es la eliminación de pasadas de paquetes por ruteadores extra.


Estación A

Estación B

Router

Conmutador X

Conmutador Y

Fast IP

  • Funcionamiento de Fast-IP.

Solicitud NHRP

Respuesta NHRP

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Tag Switching

  • Tecnología desarrollada por Cisco, que combina el tráfico de la capa 2 y el ruteamiento de la capa 3.

  • La idea es agregar rótulos a los paquetes para el transporte en redes basadas en células.

  • Estos rótulos dicen como deben procesar los conmutadores a los paquetes.


Conmutadores

de

Ruteo

Routeadores

de

borde

Protocolo de Tag Switching

Tag Switching

  • Se compone básicamente de los siguientes elementos:

    • Ruteadores de Borde (Tag Edge Routers): Capa3

    • Conmutadores de Rótulo (Tag Switches):

    • Capa2 y 3

    • Tag Distribution Protocol (TDP).

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