Esercizi di Routing Statico IP e...

Politecnico di Torino

Esercizi di Routing Statico IP e Aggregazione

Fulvio Risso

15 dicembre 2010

Indice

I. Metodologia 4

1. Routing statico e aggregazione di route 51.1. Concetti principali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.1.1. Routing table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.1.2. Reti IP direttamente connesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.1.3. Reti IP remote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.1.4. Costi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1.5. Route aggregate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.1.6. Route maggiormente specifiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.1.7. Route di default . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.1.8. Route a costi diversi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.2. Procedura per la definizione della routing table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.2.1. Lista e tipologia delle reti IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.2.2. Definizione dell’albero di instradamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.2.3. Determinazione della routing table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.2.4. Determinazione di possibili aggregazioni di route . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

II. Esercizi 18

2. Esercizi 192.1. Esercizio n. 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.2. Esercizio n. 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.3. Esercizio n. 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.4. Esercizio n. 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.5. Esercizio n. 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.6. Esercizio n. 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.7. Esercizio n. 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.8. Esercizio n. 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.9. Esercizio n. 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.10. Esercizio n. 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.11. Esercizio n. 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.12. Esercizio n. 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.13. Esercizio n. 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.14. Esercizio n. 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

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III. Soluzioni 31

3. Soluzioni 323.1. Soluzione per l’esercizio n. 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.2. Soluzione per l’esercizio n. 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.3. Soluzione per l’esercizio n. 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.3.1. Route con spazio di indirizzamento equivalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.3.2. Route con massimizzazione dell’aggregazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

3.4. Soluzione per l’esercizio n. 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.4.1. Route con spazio di indirizzamento equivalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.4.2. Route con massimizzazione dell’aggregazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.5. Soluzione per l’esercizio n. 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.5.1. Route con spazio di indirizzamento equivalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.5.2. Route con massimizzazione dell’aggregazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.6. Soluzione per l’esercizio n. 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.7. Soluzione per l’esercizio n. 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.7.1. Indirizzamento volto a massimizzare l’aggregazione delle route su R1 . . . . . . 403.7.2. Indirizzamento volto a minimizzare gli indirizzi allocati . . . . . . . . . . . . . 41

3.8. Soluzione per l’esercizio n. 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.9. Soluzione per l’esercizio n. 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.10. Soluzione per l’esercizio n. 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.11. Soluzione per l’esercizio n. 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.12. Soluzione per l’esercizio n. 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.13. Soluzione per l’esercizio n. 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563.14. Soluzione per l’esercizio n. 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

3.14.1. Caso 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.14.2. Caso 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.14.3. Caso 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.14.4. LAN 1 realizzata in tecnologia switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

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Parte I.

Metodologia

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1. Routing statico e aggregazione di route

La difficolta maggiore di questa raccolta di esercizi consiste nella definizione del routing all’internodi una rete IP. Si assume che la rete sia stata precedentemente configurata a livello IP, ossia che ilpiano di indirizzamento sia stato definito e che le varie entita presenti sulla rete (hosts, routers) sianocorrettamente configurate a livello di indirizzo/netmask.

Si ricorda che i concetti evidenziati in questi esercizi non dipendono dalla tipologia di routingimplementato nella rete (statico o dinamico) in quanto, a parita di topologia e di costi, tutti quanti glialgoritmi convergeranno sullo stesso risultato. La differenza risiede nel fatto che il routing statico deveessere configurato completamente a mano su ogni router e non e in grado di adattarsi autonomamentea variazioni della topologia, mentre il routing dinamico agisce in autonomia e si adatta ad eventualivariazioni topologiche della rete. Pertanto i concetti presentati hanno validita assolutamente generale,indipendentemente da come il routing sia stato calcolato.

Per aiutare a risolvere gli esercizi presentati in questa raccolta, si riassumono prima i concettifondamentali per la definizione delle tabelle di routing, quindi si propone una metodologia per lasoluzione di questi esercizi.

1.1. Concetti principali

1.1.1. Routing table

La routing table e una tabella locale ad un router che in linea di principio elenca tutte le destinazionipresenti in una rete. Nel mondo IP le destinazioni sono tutte le reti IP esistenti nella topologiain esame. Ad esempio, nella topologia presentata nella figura seguente sono presenti 5 reti IP, checorrispondono alle 5 righe presenti nella routing table.

Si noti che siccome il numero di righe presenti nella routing table dipende dal numero di destinazioniIP presenti nella topologia in esame, e pertanto uguale per tutti i router appartenenti a quella topologia.Ovviamente, essendo le destinazioni coincidenti con le reti IP presenti, tutti i router avranno lastessa lista di destinazioni raggiungibili, mentre cambieranno i percorsi fatti per raggiungere quelledestinazioni.

Per ogni destinazione presente nella routing table, vi sono tipicamente le seguenti informazioni:

• Tipologia di rete: indica la modalita con il quale il router ha “imparato” quella rete. Adot-tando la convenzione utilizzata dai routers Cisco, reti direttamente connesse sono indicate dallalettera “C”, reti conosciute attraverso il routing statico sono indicate con la lettera “S”, e cosıvia.

• Rete/Netmask: indica l’indirizzo di rete e la netmask associata, ossia l’address range (la“destinazione”) oggetto di quella route.

• Next Hop: indirizzo dell’interfaccia che viene utilizzata per inoltrare il pacchetto verso ladestinazione. Il significato di questo campo cambia a seconda che la rete IP sia direttamenteconnessa o meno e verra pertanto dettagliato in seguito.

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• Costo: esprime, attraverso un valore numerico, la distanza di quella rete rispetto al router inesame. Ad esempio, una rete raggiungibile a costo 4 e piu distante di una rete raggiungibile acosto 2. Maggiori dettagli sul costo verranno forniti nella sezione 1.1.4.

Un esempio di routing table puo essere visto in figura.

Network10.0.2.0/25

R1 R3R2

.130.129.1

Routing table

Type Network NextHop Cost

C 10.0.2.0/25 10.0.2.1 0

C 10.0.2.128/30 10.0.2.129 0

S 10.0.2.132/30 10.0.2.130 1

S 10.0.0.0/24 10.0.2.130 2

S 10.0.1.0/24 10.0.2.130 2

Network10.0.0.0/24

Network10.0.1.0/24

Network10.0.2.128/30

Network10.0.2.132/30

Mentre, a livello di numero di destinazioni presenti nella routing table non esistono differenze trauna rete IP direttamente connessa al router e le reti IP remote (raggiungibili attraverso altri routers),esistono alcune differenze relative a come sono ricavate le reti e come queste sono indicate nella routingtable.

1.1.2. Reti IP direttamente connesse

Le reti IP direttamente connesse sono quelle raggiungibili con l’instradamento diretto di IP. Ad es-empio, le reti 10.0.2.0/25 e 10.0.2.128/30 per il router R1 della figura precedente sono direttamenteconnesse (ed evidenziate in giallo in figura). Si noti che le reti direttamente connesse non sono quellefisicamente collegare al router in esame (ad es., tutte le reti Ethernet collegate al router), ma le retiIP raggiungibili in instradamento diretto. Si noti anche come su una LAN fisicamente connessa alrouter potrebbero esistere reti IP non direttamente raggiungibili.

La conoscenza delle reti direttamente connesse da parte di un router e automatica ed e determinatadal fatto che il router ha una interfaccia appartenente a quella rete IP. Ad esempio, il router R1 dellafigura precedente inserira automaticamente le reti 10.0.2.0/25 e 10.0.2.128/30 nella sua routing table,senza nessun intervento dell’amministratore dell’apparato e anche in assenza di routing dinamico.

Nel caso delle reti IP direttamente connesse, il valore di next hop presente nella routing table identi-fica l’indirizzo dell’interfaccia del router locale che verra utilizzata per raggiungere quella destinazione.Ad esempio, nella rete in figura il router R1 raggiungera tutte le destinazioni 10.0.2.0/25 attraversola sua interfaccia con indirizzo 10.0.2.1/25: il valore del campo next hop di quella route sara pertanto10.0.2.1.

1.1.3. Reti IP remote

Le reti IP remote (ossia non direttamente connesse) sono quelle raggiungibili con l’instradamentoindiretto di IP, ossia i pacchetti diretti a quelle destinazioni devono essere inviati ad un router che lifara proseguire verso quella destinazione. Ad esempio, le reti 10.0.0.0/24, 10.0.1.0/24 e 10.0.2.132/30per il router R1 della figura precedente sono reti remote (ed evidenziate in verde in figura).

Le reti IP remote non sono conosciute automaticamente dal router. Pertanto e necessaria unaoperazione esplicita di configurazione del router che puo avvenire o attraverso l’amministratore di

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rete (che configura una route statica per quella destinazione) oppure attraverso la configurazione diun protocollo di routing dinamico (che si incarica di comunicare automaticamente al router correntel’elenco delle destinazioni remote). Solo a fronte di una di queste due azioni si vedranno le destinazioniremote comparire nella routing table. Ad esempio, le reti remote sono evidenziate in figura dalla lettera“S” nella corrispondente entry della routing table in quanto sono state impostate attraverso il routingstatico.

Per queste reti, il valore di next hop presente nella routing table identifica l’indirizzo dell’interfacciadel prossimo router che verra utilizzata per raggiungere quella destinazione. Ad esempio, nella rete infigura il router R1 raggiungera tutte le destinazioni 10.0.0.0/24 attraverso l’interfaccia di sinistra delrouter R2, che ha indirizzo 10.0.2.130/30: il valore del campo next hop di quella route sara pertanto10.0.2.130.

La scelta di identificare come next hop l’interfaccia del prossimo router anziche quella di uscita dalrouter corrente e determinato dal fatto che le due cose sarebbero equivalenti solamente nel caso direte punto-punto. Infatti, dal disegno e evidente come un pacchetto che esca dall’interfaccia .129

di R1 non possa che essere ricevuto dall’interfaccia .130 di R2. Questo pero non e vero nel casodi reti con capacita broadcast: ad esempio, un router R1 potrebbe generare due pacchetti in uscitada una sua interfaccia Ethernet, il primo destinato ad un router R2, il secondo destinato ad unrouter R3, ambedue collegati alla stessa rete Ethernet (e con indirizzi IP appartenenti alla stessarete). Pertanto l’indicazione dell’interfacca di uscita non e sempre una indicazione sufficiente perdeterminare il prossimo passo verso la destinazione, mentre l’indicazione della prossima interfaccia diingresso rende questa informazione non ambigua.

Si noti infine che l’indirizzo del next hop deve sempre essere raggiungibile attraverso instradamentodiretto dalla macchina IP in esame. Qualora questo non fosse verificato, lo studente ha sicuramentefatto un errore.

1.1.4. Costi

Il costo di una rotta e necessario per privilegiare un percorso (a costo minore) rispetto ad un altro (acosto maggiore). In realta, questa informazione e presente nella tabella di routing prevalentemente perdebugging, ma non viene utilizzata dal router in quanto non saranno mai presenti route per la stessadestinazione a costo diverso (il processo di creazione della routing table seleziona un solo percorsoverso ogni destinazione, che e il percorso migliore, e quindi le route alternative a costo superiore nonverranno visualizzate).

Il valore del costo di una route e, purtroppo, fortemente dipendente dal sistema operativo in uso. Adesempio, alcuni sistemi operativi (ad es. Windows) assegnano costi > 0 sia alle route connesse che aquelle statiche; altri (ad es. Cisco IOS) assumono che sia le route connesse che quelle statiche abbianocosto 0. In aggiunta, alcuni (ad es. Windows) permettono una sola metrica di costo (un numero puro),mentre altri (ad es. Cisco IOS) gestiscono il costo come una coppia distanza amministrativa/metrica,dove il primo numero esprime la bonta del protocollo usato per imparare quella route (ad es. unaroute statica potrebbe essere considerata migliore di una route dinamica) mentre il secondo numeroesprime il vero costo, fatto salvo che la distanza amministrativa ha la precedenza nella scelta dellaroute migliore (ossia una route di costo 110/1 e sempre peggiore di una route a costo 1/12, ma unaroute 1/10 ha la precedenza su una route 1/12).

Nei sistemi reali sia il costo delle route connesse che quello delle route statiche e fisso e stabilito apriori. Il primo non puo nemmeno essere variato dall’amministratore, mentre sul secondo e possibileintervenire manualmente differenziando il costo di varie route1. La ragione di questo costo preimposta-

1In realta ad esempio nel sistema Cisco IOS e possibile variare solamente la distanza amministrativa, ma non il costovero e proprio. In questo caso e possibile definire una route statica con costo tale che viene prescelta solamente nelcaso in cui un protocollo dinamico non apprenda una route per quella destinazione, lasciando cosı la preferenza al

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to nel caso delle route statiche sta nell’impossibilita, da parte dell’apparato, di conoscere l’effettivadistanza della rete da se stesso e quindi il costo viene preimpostato ad un valore di default.

In questa dispensa ci si astrarra da ogni particolare dispositivo reale e si adottera la seguenteconvenzione:

• il costo e un numero singolo (non una coppia distanza amministrativa/costo)

• ove non diveramente specificato, le route connesse hanno costo 0 (non modificabile), mentrequelle statiche hanno un costo che dipende dalla effettiva distanza rispetto al router in esame,ricavato sommando il costo di attraversamento dei link (e posto convenzionalmente pari a 1)verso la destinazione (ad esempio, la figura precedente mostra alcune route statiche a costo 1 ealtre a costo 2). In ogni caso, il costo puo essere variato nel momento in cui l’amministratore direte abbia qualche necessita particolare.

Si rammenta pertanto allo studente di controllare la convenzione in uso sul dispositivo reale perquanto riguarda i costi e procedere ai necessari adattamenti rispetto alla teoria presentata in questadispensa.

1.1.5. Route aggregate

Il modello di routing IP prevede che due o piu route possano essere sostituite con una route aggregataequivalente. L’idea di base e che se una destinazione D1 si raggiunge attraverso un certo next hopNH1 e una destinazione D2 si raggiunge attraverso lo stesso next hop NH1, le destinazioni D1 e D2possono essere “fuse” insieme in una destinazione equivalente D1-D2.

Il vantaggio dell’aggregazione e che il numero di route nella routing table diminuisce, favorendo illavoro dei router nelle operazioni di inoltro dei pacchetti IP verso le destinazioni.

Esistono due condizioni per poter fondere insieme due (o piu) route e sostituirle con una routeaggregata equivalente:

• (obbligatorio) le route in esame devono condividere lo stesso next hop;

• (parzialmente obbligatorio) le route in esame devono essere aggregabili, ossia deve esistere unaddress range che inglobi esattamente gli address range originali.

Le figura seguente presenta un esempio di aggregazione: le sei reti evidenziate in verde condividonolo stesso next hop per quanto riguarda il router R1 e pertanto possono essere potenzialmente aggregate.

Tuttavia e necessario che sia rispettato anche il secondo requisito2: gli spazi di indirizzamentosostitutivi devono essere equivalenti a quelli originali. A questo punto sara possibile sostituire le duereti punto-punto con una route equivalente verso la rete 10.0.4.0/29, mentre le quattro reti /24 possonoessere aggregate insieme da una rete 10.0.0.0/22.

protocollo dinamico ove possibile.2Si vedra in seguito che questo requisito puo essere parzialmente rilassato.

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R1 R3R2

.10.9

Routing table


C 10.0.4.8/30 10.0.4.9 0

S 10.0.4.0/30 10.0.4.10 2

S 10.0.4.4/30 10.0.4.10 1

S 10.0.0.0/24 10.0.4.10 2

S 10.0.1.0/24 10.0.4.10 2

S 10.0.2.0/24 10.0.4.10 3

S 10.0.3.0/24 10.0.4.10 3

Network10.0.0.0/24

Network10.0.1.0/24

S 10.0.0.0/22 10.0.4.10 2

10.0.4.8/30 10.0.4.4/30

Network10.0.2.0/24

10.0.4.0/30

Network10.0.3.0/24

R4

S 10.0.4.0/29 10.0.4.10 2

Reti con lo stesso next hop (reti potenzialmente aggregabili)

Si noti come nell’aggregazione non e importante che le route abbiano lo stesso costo: il costonon viene in effetti utilizzato dal router durante l’instradamento e pertanto e possibile aggregareinsieme route con costi diversi, assegnando alla route aggregata un costo “convenzionale” (decisodall’operatore).

Si noti infine come l’aggregazione della rete 10.0.4.0/29 sia stata resa possibile dalla particolaredisposizione di quelle reti IP nella topologia in esame: se le reti fossero state assegnate in ordinecrescente da sinistra a destra (10.0.4.0/30 tra R1 ed R2, 10.0.4.4/30 tra R3 ed R3, 10.0.4.8/30 traR3 ed R4) non sarebbero state aggregabili. Infatti le reti remote 4.4/30 e 4.8/30 non possono essereaggregate in un singolo addressing range /29 (i range validi sono 4.0/29, che non comprende la rete4.8/30, e 4.8/29, che non comprende la rete 4.4/30). Ne consegue che il modo con cui sono assegnati gliindirizzi all’interno della rete riveste un’importanza fondamentale nel permettere o meno l’aggregazionedelle route.

E interessante notare che il concetto di aggregazione cambia la semantica delle informazioni presentiin ogni route. Mentre la definizione originaria di route prevedeva che ogni route fosse associata aduna rete, a questo punto ogni route e associata ad un address range. In altre parole, l’indicazionenetwork/netmask presente in ogni route non identifica piu una rete IP, ma puo identificare un insiemedi reti IP aggregate, ossia un address range.

Infine, si ricorda che l’aggregazione e inefficace per le reti direttamente connesse. In linea di principiosono route come le altre e potrebbero essere aggregate; in pratica, pero, sono configurate in automaticodal router in quanto originate da reti IP direttamente connesse e non sono cancellabili dalla routingtable. Pertanto, a differenza delle route di altro tipo (ad esempio quelle statiche), queste route nonpossono essere sostituite da altre route a causa dell’impossibilita di cancellarle dalla routing table.

1.1.6. Route maggiormente specifiche

Il routing IP supporta anche il concetto di route maggiormente specifica. In pratica e possibile definiredue route i cui spazi di indirizzamento si sovrappongono parzialmente e in caso di match su ambeduele route ha la meglio quella maggiormente specifica, ossia quella che ha un prefix length maggiore (unaroute verso uno spazio di indirizzamento /30 e maggiormente specifica rispetto ad una route verso unospazio /24).

La figura seguente puo aiutare a chiarire meglio il concetto.

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Network10.0.3.0/24

R1 R3R2

.2.1

Network10.0.0.0/24

Network10.0.1.0/24

Network10.0.2.0/24


S 10.0.0.0/22 10.0.4.6 1

.6.5


S 10.0.3.0/24 10.0.4.1 1

10.0.4.0/30 10.0.4.4/30

Il router R2 in figura ha due route: una per l’address range 10.0.0.0/22 verso R3, e una per l’addressrange 10.0.3.0/24 verso R1. Si supponga che il router R2 abbia un pacchetto IP da inoltrare versol’host 10.0.2.2: questo indirizzo di destinazione e compreso nell’address range 10.0.0.0/22 e pertantoverra inviato verso destra. Si supponga ora che R2 debba inoltrare un pacchetto all’host 10.0.3.3:questo host appartiene sia all’address range della prima route (10.0.3.0/24) che a quello della seconda(10.0.0.0/22). Dal momento che le route possono riferirsi a percorsi diversi (infatti, la prima punta asinistra, la seconda a destra) e necessario un criterio univoco per determinare la route vincente. Nelmondo IP, il criterio e che la route maggiormente specifica vince. In questo caso, pertanto, ilpacchetto verra inoltrato verso R1.

Questo concetto apre la possibilita di effettuare aggregazioni di route in maniera molto piu efficacerispetto a quanto enunciato in precedenza, in quanto l’aggregazione di route IP puo in realta coinvolgereun address range maggiore rispetto a quello risultante dalla pura unione delle route coinvolte.

Anche in questo caso ci sia aiuta con una figura per chiarire meglio il concetto.

R1 R3R2

.10.9

Routing table (R1)


C 10.0.4.8/30 10.0.4.9 0

S 10.0.4.0/30 10.0.4.10 2

S 10.0.4.4/30 10.0.4.10 1

S 10.0.0.0/24 10.0.4.10 2

S 10.0.1.0/24 10.0.4.10 2

S 10.0.2.0/24 10.0.4.10 3

S 10.0.3.0/24 10.0.4.10 3

Network10.0.0.0/24

Network10.0.1.0/24

10.0.4.8/30 10.0.4.4/30

Network10.0.2.0/24

10.0.4.0/30

Network10.0.3.0/24

R4

Reti con lo stesso next hop (reti potenzialmente aggregabili)

Routing table (R1)


C 10.0.4.8/30 10.0.4.9 0

S 10.0.0.0/21 10.0.4.10 1

In questo esempio e possibile aggregare sotto una stessa route addirittura tutte le destinazioni chehanno lo stesso next hop router (ed evidenziate in figura), ad esempio sostituendole con una singolaroute per l’address range 10.0.0.0/21. Questo spazio di indirizzamento comprende gli indirizzi da

10

10.0.0.0 a 10.0.7.255 e quindi raggruppa tutte le destinazioni che erano precedentemente conosciuteattraverso le singole route. Questo address range comprendera anche le destinazioni 10.0.4.8/30 cheinvece non fanno capo al next hop 10.0.4.10: questo non rappresenta un problema in quanto per questedestinazioni e comunque presente un route maggiormente specifica.

E interessante notare come il nuovo address range 10.0.0.0/21 include in realta altre destinazioniche non sarebbero comprese dalla semplice unione degli spazi di indirizzamento delle singole route,ossia il range di indirizzi che va da 10.0.4.12 a 10.0.7.255. Questo normalmente non rappresenta unproblema perche quelle destinazioni non sono comunque raggiungibili sulla rete e pertanto quello chesolitamente succede e che un router inoltri pacchetti per quelle destinazioni in una certa direzione, maprima o poi un router su quel percorso rilevera che quella destinazione non e raggiungibile e pertantoscartera il pacchetto.

Facendo riferimento all’esempio della figura precedente, si evidenziano i comportamenti della rete afronte di tre ipotetici pacchetti:

• Pacchetto destinato all’host 10.0.1.1: l’indirizzo di destinazione e compreso nella route 10.0.0.0/21e pertanto viene correttamente inoltrato verso R2.

• Pacchetto destinato all’host 10.0.4.10: l’indirizzo di destinazione e compreso sia nello spaziodi indirizzamento della route 10.0.0.0/21, che in quello della route 10.0.4.8/30. In questo casovince la route maggiormente specifica e pertanto il pacchetto viene correttamente inoltrato ininstradamento diretto verso la destinazione 10.0.4.10.

• Pacchetto destinato all’host 10.0.7.7: l’indirizzo di destinazione e compreso nella route 10.0.0.0/21e pertanto viene inoltrato verso R2. Ovviamente quella destinazione non esiste nella rete, mapoco importa: il router R2 si accorgera che quella rete non esiste e pertanto cancellera il pac-chetto dalla memoria senza inoltrarlo da nessuna altra parte. Ovviamente, il router R2 potrebbenon accorgersene (anche lui potrebbe avere una route che comprende anche l’indirizzo 10.0.7.7)ma probabilmente prima o poi qualche router se ne accorgera e droppera il pacchetto.

Uno dei problemi di che puo sorgere utilizzando la tecnica di aggregazione con route piu estese(spesso indicate come supernet routes) rispetto allo spazio di indirizzamento delle route originali ela creazione di loop nell’inoltro dei pacchetti. Si supponga ad esempio che R1 in figura abbia unaroute di default verso destra, mentre R2 abbia una route di default verso sinistra. In questo casoun pacchetto destinato all’host 20.2.2.2 non e compreso in nessuna route specifica e deve pertantoseguire la strada indicata nella default route. A questo punto, pero, R1 inviera il pacchetto ad R2,che lo inoltrera nuovamente ad R1 e cosı via fino a quando il pacchetto verra tolto dalla rete a causadell’esaurimento del suo tempo di vita.

In generale il problema dei loop puo comparire quando si fa uso di supernets: e compito dell’am-ministatore di rete progettare il routing in modo che questo non accada.

Si ricorda infine che la tabella di routing e diversa su ogni router. Pertanto le modalita con cui sipossono gestire le aggregazioni varia di router in router a seconda di come possono essere aggregatitra di loro gli spazi di indirizzamento delle varie reti.

1.1.7. Route di default

Estendendo ulteriormente il concetto di aggregazione, e possibile vedere come il router R1 potrebbeanche scegliere altri address range per aggregare le sue rotte: invece di specificare l’address range10.0.0.0/21, potrebbe specificare una default route che servirebbe tutte le destinazioni che si raggiun-gono attraverso un certo next hop. In questo caso, la routing table di R1 diventerebbe:

11


C 10.0.4.8/30 10.0.4.9 0

S 0.0.0.0/0 10.0.4.10 1

La scelta di un’opzione piuttosto dell’altra e determinata dal contesto e dalla sensibilita dell’oper-atore. In generale, con una default route e possibile aggregare tutte le route in una certa direzione,sostituendo N route che convergono sullo stesso next hop con una sola. Tuttavia puo essere utilizzatauna sola volta (ovviamente non possono esserci due default route).

In pratica, la route di default e comunemente usata nel momento in cui una rete utente e collegata adInternet, in quanto permette di raggiungere tutte le destinazione su internet senza doverle esplicitareuna per una.

1.1.8. Route a costi diversi

E possibile indicare in una routing table due route alternative a costi diversi, come in questo esempio3:


S 20.2.2.0/24 30.3.3.3 2

S 20.2.2.0/24 40.4.4.4 3

In questo caso, il router scegliera la prima route verso la rete 20.2.2.0 in quanto ha costo inferioreed ignorera la seconda route. Tuttavia, nel caso in cui la prima route divenisse irraggiungibile (adesempio l’interfacca verso il next hop 30.3.3.3 subisse un guasto), la prima route diventerebbe inutile everrebbe utilizzata la seconda route che presenta un percorso alternativo verso la stessa destinazione.Questa configurazione viene comununemente indicata come “route di backup”.

L’utilita di questa configurazione e comunque molto limitata. Come si e visto dalla teoria, le routestatiche di backup tendono a non funzionare in quanto il router non e in grado di rilevare guastisu reti non direttamente connese a se stesso (anzi, in certi casi non vengono rilevati perfino alcunidi questi guasti; ad esempio il router in esame potrebbe non accorgersi quando l’interfaccia 30.3.3.3viene spenta) e questo puo provocare dei loops nei pacchetti. Infatti la prassi e di usare con moltaparsimonia questa funzione nel caso di routing statico; con routing dinamico invece essa non e piunecessaria in quanto il protocollo di routing provvede a ricalcolare gli instradamenti senza la necessitadella “route di backup”.

In secondo luogo, con questa tipologia di configurazione si inserisce un ulteriore livello di ambiguitanelle route dopo quello introdotto dalle route sovrapposte, in quanto un pacchetto puo fare matchinganche su regole con costi diversi. In caso di ambiguita l’algoritmo di scelta della route privilegieranell’ordine (1) la route maggiormente specifica, quindi (2) quella a costo inferiore. Questo equivalea dire che le route a costo superiore devono avere lo stesso prefix length di quelle a costo inferiore,altrimenti o non verranno mai scelte (se si riferiscono a supernets) oppure verranno scelte sempre (sesono maggiormente specifiche).

Ad esempio, con la seguente routing table:


S 20.2.2.0/24 30.3.3.3 2

S 20.2.2.0/23 40.4.4.4 3

3Si noti che questo esempio non ha nulla a che fare con la topologia utilizzata sin qui. Infatti, route alternative a costodiverso hanno senso solamente nel caso ci siano percorsi alternativi verso una certa destinazione, cosa qui impossibiledal momento che la topologia non presenta magliature.

12

la seconda route non verra mai scelta per le destinazioni 20.2.2.0/24 in quanto la prima route emaggiormente specifica.

Viceversa, con questa configurazione:


S 20.2.2.0/24 30.3.3.3 2

S 20.2.2.0/25 40.4.4.4 3

la seconda route verra sempre scelta per le destinazioni 20.2.2.0/25 in quanto maggiormente specificaper queste destinazioni, indipendentemente dal costo. L’unico caso in cui il costo entra in gioco nellascelta della route e pertanto quando le due reti destinazioni sono identiche, ma la route differisce peril valore del costo.

1.2. Procedura per la definizione della routing table

Avendo evidenziato i concetti alla base del routing e dell’aggregazione delle route, si propone a questopunto una metodologia per la definizione della routing table. Anche se questa metodologia mirasemplicemente a ricavare la routing table di ogni router, puo essere sfruttata anche per definire unpiano di indirizzamento che abbia maggiori capacita di aggregazione. Infatti, come visto in precedenza,l’aggregazione di route dipende fortemente da come sono state assegnate le reti IP sulla topologiain esame e pertanto l’amministratore di rete dovra assegnare gli indirizzi in modo, se possibile, dafavorirne l’aggregabilita nel routing.

La metodologia proposta comprende i seguenti passi:

• Determinazione della lista delle reti IP presenti nella topologia in esame e tipologia delle retistesse (reti direttamente connesse / reti remote)

• Definizione dell’albero di instradamento verso ogni rete IP individuata al punto precedente

• Determinazione della routing table, con una route per ogni rete

• Determinazione di possibili aggregazioni di route

La spiegazione fara uso della rete di esempio illustrata nella figura seguente.

R1 R3

Network: 10.0.2.0/25

10.0.0.128/30

.134.1

Network: 10.0.0.0/24

R210.0.0.132/30

.133.130.129.1

Netw

ork

: 10.0

.1.0

/24

.1

E importante notare che la procedura di calcolo della routing table deve essere ripetuta perogni router; ad esempio nella rete precedente dovra essere ripetuta 3 volte (in quanto sono presenti 3router). Infatti, anche se il percorso scelto da un router verso una destinazione D non e completamentesvincolato dal percorso che faranno altri router per raggiungere la stessa destinazione (in altre parole, seR1 raggiunge la rete 10.0.0.0/24 mandando i pacchetti verso R2, R2 non puo raggiungere la stessa rete

13

mandando i pacchetti verso R1), l’albero di instradamento definisce i percorsi migliori da un puntoverso tutte le possibili destinazioni. Ne consegue che, cambiando il punto iniziale da cui vengonocalcolati i percorsi (ossia il router di cui si sta calcolando la routing table) cambiera la routing tablee pertanto ogni router dovra calcolare “autonomamente” la sua tabella di instradamento.

1.2.1. Lista e tipologia delle reti IP

In questo passo e necessario semplicemente evidenziare quali sono le reti IP presenti nella topologiain esame, distinguendo tra reti IP direttamente connesse (ossia raggiungibili attraverso instradamentodiretto dal router in esame) e remote (ossia raggiungibili attraverso instradamento indiretto, ossia ilpacchetto viene recapitato al prossimo router verso la destinazione).

Il risultato sulla rete di esempio e evidenziato in figura.

R1 R3

Network: 10.0.2.0/25

10.0.0.128/30

.134.1

Network: 10.0.0.0/24

R210.0.0.132/30

.133.130.129.1

Netw

ork

: 10.0

.1.0

/24

.1

1. Lista e tipologia delle reti IP

1.2.2. Definizione dell’albero di instradamento

Dato l’elenco delle destinazioni raggiungibili e necessario calcolare l’albero di instradamento, ossia ipercorsi seguiti dai pacchetti da un dato router verso tutte le destinazioni.

Nel caso di una topologia semplice (come quella in figura) e possibile utilizzare l’innata capacitaumana di determinare i percorsi piu brevi. Con topologie piu complesse e possibile utilizzare algoritmiper il calcolo dello shortest path, ad esempio l’algoritmo di Dijkstra.

Il risultato di questo passo sara la modellizzazione della topologia in termini di grafo aciclico (oalbero), rappresentante i percorsi per giungere a tutte le destinazioni presenti nella rete.

Il risultato sulla rete di esempio e evidenziato in figura; in questo caso il risultato e particolarmentebanale grazie alla mancanza di cicli nella rete originale, che impedisce il formarsi di percorsi multipliverso una stessa destinazione.

14

R1 R3R2

2. Definizione dell’albero di instradamento

Net1 Net3

Net5

Net4

Net2

Net2

Net1 Net3

Net5

Ne4

1

1 1

1

Albero di instradamento

R1 1

Costi di attraversamentodei link

Si noti come in questo risultato siano importanti i costi di raggiungimento delle varie reti, che sonodeterminati dai costi di attraversamento dei routers (supposti unitari nella rete d’esempio ed eviden-ziati con il loro valore “1” nell’albero di instradamento). Ad esempio, la rete Net5 sara raggiungibilea costo 3 a partire dal router R1. I costi sono necessari per poter privilegiare un percorso rispettoad un altro (e scegliere quello a costo migliore) nel momento in cui percorsi multipli esistono per unastessa destinazione.

Si noti anche come i routers non siano presenti nel grafo della topologia: l’obiettivo e quellodi determinare il percroso migliore verso ogni destinazione e i router intermedi non offrono nessunainformazione utile nell’albero di instradamento. Pertanto possono essere tranquillamente omessi inquesto passo.

1.2.3. Determinazione della routing table

Una volta ricavato l’albero di instradamento, la scrittura della routing table e una operazione pu-ramente meccanica. Ogni destinazione (ossia ogni rete IP) deve essere scritta all’interno della rout-ing table con le informazioni richieste (tipologia di route, rete/netmask, next hop, costo). L’unicaavvertenza e relativa alla differenza tra le reti connesse/remote a causa principalmente del diversovalore del next hop nei due casi. Cosı, ad esempio, per la rete Net2 (direttamente connessa) la entrynella routing table sara:


C 10.0.2.0/25 10.0.2.1 0

dove la tipologia della route e “C” (“connected”) e il next hop e l’interfaccia del router stesso cheviene utilizzata per raggiungere quelle destinazioni in instradamento diretto.

Invece, per la rete Net5 (remota) la entry nella routing table sara:


S 10.0.0.0/24 10.0.2.130 2

15

dove la tipologia della route e “S” (“static”) e il next hop e l’interfaccia del prossimo router che vieneutilizzata per raggiungere quelle destinazioni in instradamento indiretto.

Il risultato sulla rete di esempio e evidenziato nella figura seguente, che riporta la routing table ditutti i routers presenti nella topologia in esame.

R1 R3

Network: 10.0.2.0/25

10.0.2.128/30

.134.1

Network: 10.0.0.0/24

R210.0.2.132/30

.133.130.129.1

Netw

ork

: 10.0

.1.0

/24

.1

Routing table (R1)


C 10.0.2.0/25 10.0.2.1 0

C 10.0.2.128/30 10.0.2.129 0

S 10.0.2.132/30 10.0.2.130 1

S 10.0.0.0/24 10.0.2.130 2

S 10.0.1.0/24 10.0.2.130 2

Routing table (R3)


C 10.0.2.132/30 10.0.2.134 0

C 10.0.0.0/24 10.0.0.1 0

C 10.0.1.0/24 10.0.1.1 0

S 10.0.2.0/25 10.0.2.133 2

S 10.0.2.128/30 10.0.2.133 1

Routing table (R2)


C 10.0.2.132/30 10.0.2.133 0

C 10.0.2.128/30 10.0.2.130 0

S 10.0.0.0/24 10.0.0.134 1

S 10.0.1.0/24 10.0.1.134 1

S 10.0.2.0/25 10.0.2.129 1

3. Determinazione della routing table

Anche se, come detto in precedenza, il costo non e particolarmente significativo in una routing table,e fondamentale per calcolare il percorso migliore per raggiungere quella destinazione. Si noti pertantocome il costo di attraversamento per giungere alla rete Net1 sia pari a zero, quello per giungere allarete Net3 sia pari a 1 e quello per giungere alla rete Net4 sia pari a 2. Il costo “S” vicino alla rete Net4e pertanto ininfluente alla soluzione dell’esercizio ed entrerebbe in gioco solamente qualora ci fosseroaltre destinazioni raggiungibili oltre Net4.

1.2.4. Determinazione di possibili aggregazioni di route

L’ultimo passo si riferisce alla determinazione delle aggregazioni di route ed e, in un certo senso,soggettivo. Il criterio che deve essere sicuramente soddisfatto e quello per cui le route aggregabili sonoquelle che condividono lo stesso valore di next hop, e queste route devono essere relative a reti nondirettamente connesse (in quanto le route direttamente connesse non possono essere cancellate dallarouting table).

La non oggettivita dell’operazione sta nel numero di route da aggregare in un certo address range enell’address range da utilizzare. L’operatore piu fare scelte differenti a seconda che privilegi le capacitadi l’aggregazione e quindi utilizzi supernet anche molto ampie (fino alla route di default), oppure checerchi di minimizzarne i possibili effetti collaterali limitandosi a sostituire un certo numero di route conun nuovo address range che sia esattamente equivalente (ossia l’unione degli address range originalideve essere uguale al nuovo address range).

La figura seguente propone ambedue le soluzioni: nel caso dei routers R1 ed R2 vengono aggregatedue reti /24 con l’equivalente /23, mentre nel caso del router R3 due reti remote (appartenenti a dueaddress range non aggregabili esattamente con un nuovo address range) vengono sostituite da unaroute di default.

16

Le routing table risultanti sono riportate nella figura seguente.

R1 R3

Network: 10.0.2.0/25

10.0.2.128/30

.134.1

Network: 10.0.0.0/24

R210.0.2.132/30

.133.130.129.1

Netw

ork

: 10.0

.1.0

/24

.1

Routing table (R1)


C 10.0.2.0/25 10.0.2.1 0

C 10.0.2.128/30 10.0.2.129 0

S 10.0.2.132/30 10.0.2.130 1

S 10.0.0.0/24 10.0.2.130 2

S 10.0.1.0/24 10.0.2.130 2

Routing table (R3)


C 10.0.2.132/30 10.0.2.134 0

C 10.0.0.0/24 10.0.0.1 0

C 10.0.1.0/24 10.0.1.1 0

S 10.0.2.0/25 10.0.2.133 2

S 10.0.2.128/30 10.0.2.133 1

Routing table (R2)


C 10.0.2.132/30 10.0.2.133 1

C 10.0.2.128/30 10.0.2.130 1

S 10.0.0.0/24 10.0.0.134 1

S 10.0.1.0/24 10.0.1.134 1

S 10.0.2.0/25 10.0.2.129 1

S 10.0.0.0/23 10.0.2.130 2

4. Determinazione di possibili aggregazioni di route

S 10.0.0.0/23 10.0.2.134 1

S 0.0.0.0/0 10.0.2.133 2

17

Parte II.

Esercizi

18

2. Esercizi

2.1. Esercizio n. 1

Definire l’albero di instradamento di tutti i nodi della rete in figura. Scrivere inoltre la tabella dirouting di ogni router, in forma (router di destinazione - next hop router).

A

C

B

D

E

3

2

2

1

45

2.2. Esercizio n. 2

Definire l’albero di instradamento di tutti i nodi della rete in figura. Scrivere inoltre la tabella dirouting di ogni router, in forma (router di destinazione - next hop router).

A

B

E C

D

G

HF

2 32

21

1

4

1 1 4

19

2.3. Esercizio n. 3

Data la rete in figura, ricavare la routing table di R1 aggregando le route in modo da:

• comprendere spazi di indirizzamento esattamente equivalenti a quelli originali

• (oppure) ottenere il minor numero possibile di entry nella routing table.

I numeri in corsivo sulla rete rappresentano i costi di attraversamento dei link; si suppongano unitarii costi non esplicitamente indicati in figura.

.0.254/24+

.1.126/25

.2.1/27

.2.37/30

.1.254/25

.2.33/30

.2.41/30

R1

R2 R3

1

1 5

Address range130.192.0.0/22

2.4. Esercizio n. 4





.0.254/24+

.1.126/25

.2.1/27

.2.37/30

.1.254/25

.2.33/30

.2.41/30

R1

R2 R3

3

1 2


20

2.5. Esercizio n. 5





R1 R3

R2

3.182/293.174/28

1.254/23

3.158/27

1

3

1

4


3.188/30 3.197/30

3.186/30

2.254/24R4

3.126/25

3.194/30

Internet

213.205.24.25/30

21

2.6. Esercizio n. 6

Data la rete stessa rete dell’esercizio precedente (e indicata in figura), ricavare la routing table di R4ottenuta cercando di ottenere il minor numero possibile di entry nella routing table. Si evidenzi se ilnumero di route e maggiore o minore rispetto a quelle presenti nel router R1 e ne si spieghi il motivo.

R1 R3

R2

3.182/293.174/28

1.254/23

3.158/27

1

3

1

4


3.188/30 3.197/30

3.186/30

2.254/24R4

3.126/25

3.194/30

Internet

213.205.24.25/30

22

2.7. Esercizio n. 7

Data la rete in figura, definire un piano di indirizzamento che:

• massimizzi l’aggregazione delle route su R1

• (oppure) minimizzi il numero di indirizzi allocati per la gestione della rete.


R2

1

R3

R1

2

120 hosts

27

ho

sts

10

ho

sts

60 hosts


23

2.8. Esercizio n. 8

Data la rete in figura, definire un piano di indirizzamento che:

• massimizzi l’aggregazione delle route su R1 (sia nel caso in cui lo spazio di indirizzamentoaggregato sia esattemente equivalente a quello originale, sia nel caso in cui vengano gestite routeattraverso supernets)

• (oppure) minimizzi il numero di indirizzi allocati per la gestione della rete.


R2

1

R3

R1

2

80 hosts

25

ho

sts

14

ho

sts

70 hosts


1

24

2.9. Esercizio n. 9

Basandosi sull’esercizio precedente e data la rete in figura (identica al caso precedente tranne per icosti assegnati ai links), si definisca un piano di indirizzamento che massimizzi l’aggregazione delleroute su R1, sia nel caso in cui lo spazio di indirizzamento aggregato sia esattamente equivalente aquello originale, sia nel caso in cui vengano gestite route attraverso supernets.


R2

1

R3

R1

1

80 hosts

25

ho

sts

14

ho

sts

70 hosts


1

25

2.10. Esercizio n. 10

Realizzare un piano di indirizzamento per la rete in figura che massimizzi l’aggregazione di route sulrouter R2. Scrivere inoltre la routing table di tutti i routers, supponendo che si voglia massimizzarel’aggregazione delle route (sono ammesse supernets, ma non la route di default).

Si noti che per le reti indicate con l’asterisco in figura e prevista l’esigenza di aggiungere un certonumero di hosts in futuro.

R3

1

R4

R2

2

248 hosts 27 hosts

3

R1

120 hosts*

16

0 h

ost

s*

120 hosts

Address range:130.192.0.0/22

26


Realizzare un piano di indirizzamento per la rete in figura che massimizzi l’aggregazione di route sulrouter R1. Scrivere inoltre la routing table di tutti i routers, supponendo che si voglia massimizzarel’aggregazione delle route (sono ammesse supernets).


R3

1

R4

R2

4

5 hosts 120 hosts

1

R1

50 hosts*

33

ho

sts

500 hosts


1

210 hosts 10 hosts

500 hosts

10

0 h

ost

s*

Internet

27


Data la stessa topologia dell’esercizio precedente (ma con diversi costi dei link), realizzare un pianodi indirizzamento per la rete in figura che massimizzi l’aggregazione di route sul router R1. Scrivereinoltre la routing table di tutti i routers, supponendo che si voglia massimizzare l’aggregazione delleroute (sono ammesse supernets).


R3

1

R4

R2

1

5 hosts 120 hosts

1

R1

50 hosts*

33

ho

sts

500 hosts


1

210 hosts 10 hosts

500 hosts

10

0 h

ost

s*

Internet

28


Data la topologia dell’esercizio precedente e le relative routing table degli apparati, il gestore della reteha deciso di configurare alcune rotte statiche aggiuntive di backup, per poter reagire automaticamentead alcuni guasti che potrebbero verificarsi nella rete.

In particolare, il gestore vuole garantire al router R1 la raggiungibilita delle LAN collegate ad R4(raggiungibili di preferenza attraverso R3) anche a fronte del collegamento R3-R4 (in questo caso sivuole che il percorso sia attraverso R2). Il gestore ha pertanto modificato le routing table di R1 edR3 come si vede dalla figura seguente (le route direttamente connesse vengono omesse per chiarezza):

R3

1

R4

R2

1

5 hosts 120 hosts

1

R1

33

ho

sts

500 hosts

1

210 hosts 10 hosts

500 hosts

10

0 h

ost

s*

Internet 130.192.2.0/23130.192.0.0/23

13

0.1

92

.4.0

/24

130.192.6.0/24 130.192.7.0/25

13

0.1

92

.7.1

28

/26

130.192.7.192/28

130.192.7.232/30

130.192.7.228/30 130.192.7.220/30

130.192.7.216/30

130.192.7.224/30

50 hosts*

130.192.5.0/24

7.230/30

7.217/30

7.221/30

7.233/30

7.209/29

130.192.7.208/29

6.1/24

7.129/267.1/25 7.193/28

4.1/24

2.1/230.1/235.1/24

7.225/30

R1 (only static routes)

==================================

130.192.0.0/21 130.192.7.218 2

130.192.6.0/23 130.192.7.230 2

130.192.7.220/30 130.192.7.218 2

0.0.0.0/0 130.192.7.224 10

130.192.7.0/25 130.192.7.218 3

130.192.7.192/28 130.192.7.218 3


================================

130.192.7.0/25 130.192.7.234 2

130.192.7.192/28 130.192.7.234 2

130.192.7.220/30 130.192.7.234 2

0.0.0.0/0 130.192.7.229 2

Determinare se la modifica introdotta dal gestore e efficace; in caso negativo evidenziarne i problemie proporre eventuali soluzioni migliorative.

29


Data la rete in figura, l’host H2 genera un pacchetto IP per l’host H1. Il pacchetto viene recapitatocorrettamente ad R2, il quale deve provvedere ad instradarlo verso la destinazione. Date le dueconfigurazioni del router R2 a livello di routing table ed ARP cache indicate in figura, determinare ilpercorso del pacchetto nei tre casi.

Indicare infine se la soluzione cambierebbe nel caso in cui la rete LAN 1 fosse realizzata con degliswitch di livello 2 anziche con una infrastruttura Ethernet condivisa.

R2

R1

IP: 1392.168.1.254/24 IP: 192.168.2.254/24MAC:00:00:00:CC:CC:CC

H1IP: 192.168.1.1/24MAC: 00:00:00:11:11:11DG: 192.168.1.254

H2IP: 192.168.2.2/24MAC: 00:00:00:22:22:22DG: 192.168.2.254

IP: 192.168.0.1/24MAC:00:00:00:AA:AA:AA

IP: 192.168.0.2/24MAC:00:00:00:BB:BB:BB

IP: 192.168.3.254/24MAC:00:00:00:DD:DD:DD

IP: 192.168.4.254/24MAC:00:00:00:EE:EE:EE

R2 config (case 1)

Routing table (R2)

=================================

Type Network Next Hop Cost

S 0.0.0.0/0 192.168.0.1 2

D [... directly connected ...]

ARP cache (R2)

==================================

Type Address MAC

S 192.168.0.1 00:00:00:DD:DD:DD

Routing table (R2)

=================================


S 0.0.0.0/0 192.168.1.1 2


ARP cache (R2)

==================================

Type Address MAC

S 192.168.1.1 00:00:00:AA:AA:AA

R2 config (case 2) R2 config (case 3)

Routing table (R2)

=================================


S 0.0.0.0/0 192.168.4.1 2


ARP cache (R2)

==================================

Type Address MAC

S 192.168.4.1 00:00:00:DD:DD:DD

LAN 1

30

Parte III.

Soluzioni

31

3. Soluzioni

3.1. Soluzione per l’esercizio n. 1

L’albero di instradamento dei vari nodi e riportato in figura.

A

C

B

D

E

3

2

2

1

45

A

C

B

D

E

3

2

2

1

45

A

C

B

D

E

3

2

2

1

45

A

C

B

D

E

3

2

2

1

45

A

C

B

D

E

3

2

2

1

45

L’unica ambiguita e riferita alle destinazioni che hanno strade multiple allo stesso costo (ad esempioil router A ha due strade equivalenti verso la destinazione D). Il disegno riporta una sola di questesoluzioni per questioni di chiarezza, mentre vengono riportate ambedue nelle routing table seguenti. Siprecisa che nel caso di percorsi equivalenti, la scelta di uno o dell’altro (dal punto di vista puramentedel routing) e completamente arbitraria.

Le tabelle dei vari routers saranno le seguenti:

Nodo A

Destinazione Next-hop

B B

C C

D B/C

E C

Nodo B


A A

C D

D D

E D

32

Nodo C


A A

B D

D D

E E

Nodo D


A B/C

B B

C C

E E

Nodo E


A C

B D

C C

D D

33


La soluzione di questo esercizio e analoga a quello precedente. Si riportano gli alberi di instradamentoper un sottoinsieme dei router presenti, e tutte le routing table.

A

B

E C

D

G

HF

2 32

21

1

4

1 1 4

A

B

E C

D

G

HF

2 32

21

1

4

1 1 4

A

B

E C

D

G

HF

2 32

21

1

4

1 1 4

A

B

E C

D

G

HF

2 32

21

1

4

1 1 4

Si noti come alcuni router abbiano percorsi equivalenti per una stessa destinazione (ad esempio Cha due percorsi equivalenti a costo 6 verso A), ma questo non traspare dalla routing table in quantoambedue fanno capo allo stesso next hop router (D).

Nodo A


B B

C B/E

D B/E

E E

F E

G E

H E

Nodo B


A A

C D

D D

E A

F A

G D

H D

34

Nodo C


A D

B D

D D

E D

F D

G D

H D

Nodo D


A B/G

B B

C C

E G

F G

G G

H G

Nodo E


A A

B A

C G

D G

F F

G G

H G

Nodo F


A E

B E

C E

D E

E E

G E

H E/H

Nodo G


A E

B D

C D

D D

E E

F E

H H

Nodo H


A G

B G

C G

D G

E G

F G/F

G G


La routing table del router R1 e indicata nelle tabelle seguenti, differenziata a seconda del criterioscelto per effettuare le aggregazioni.

3.3.1. Route con spazio di indirizzamento equivalente

Tipo Rete destinazione Next hop Costo

D 130.192.2.0/27 130.192.2.1 0

D 130.192.2.36/30 130.192.2.37 0

D 130.192.2.40/30 130.192.2.41 0

35

S 130.192.0.0/23 130.192.2.38 2

S 130.192.2.32/30 130.192.2.38 2

3.3.2. Route con massimizzazione dell’aggregazione


D 130.192.2.0/27 130.192.2.1 0

D 130.192.2.36/30 130.192.2.37 0

D 130.192.2.40/30 130.192.2.41 0

S 0.0.0.0/0 130.192.2.38 2

36





D 130.192.2.0/27 130.192.2.1 0

D 130.192.2.36/30 130.192.2.37 0

D 130.192.2.40/30 130.192.2.41 0

S 130.192.0.0/23 130.192.2.38 1

S 130.192.2.32/30 130.192.2.38 1

S 130.192.1.128/25 130.192.2.42 2

In questo caso non e possibile aggregare molto in quanto i percorsi per giungere alle varie reti sonodiversi (parte attraverso R2 e parte attraverso R3) e a causa del vincolo di utilizzare uno spazio diindirizzamento equivalente.



D 130.192.2.0/27 130.192.2.1 0

D 130.192.2.36/30 130.192.2.37 0

D 130.192.2.40/30 130.192.2.41 0

S 0.0.0.0/0 130.192.2.38 2

S 130.192.1.128/25 130.192.2.42 2

In questo caso di e fatto uso della default route in una direzione (quella che aveva il maggior numerodi route singole) per minimizzare il numero di route.

37





D 213.205.24.24/30 213.205.24.25 0

D 130.192.3.188/30 130.192.3.189 0

D 130.192.3.184/30 130.192.3.185 0

S 0.0.0.0/0 213.205.24.26 2

S 130.192.2.0/23 130.192.3.190 2

S 130.192.3.0/23 130.192.3.190 2

S 130.192.3.160/27 130.192.3.190 2

S 130.192.3.192/29 130.192.3.190 2

S 130.192.0.0/23 130.192.3.186 2

S 130.192.3.128/27 130.192.3.186 2

Si noti che in questo caso la topologia in esame e collegata ad Internet e pertanto e ammesso utilizzarela default route anche nel caso di aggregazione con spazio di indirizzamento equivalente. Infatti, siassume che tutte le destinazioni non presenti nella topologia in esame saranno presenti su Internet; ladefault route sara pertanto una route verso tutte queste destinazioni.



D 213.205.24.24/30 213.205.24.25 0

D 130.192.3.188/30 130.192.3.189 0

D 130.192.3.184/30 130.192.3.185 0

S 0.0.0.0/0 213.205.24.26 2

S 130.192.2.0/23 130.192.3.190 2

S 130.192.0.0/23 130.192.3.186 2

S 130.192.3.128/27 130.192.3.186 2

Si noti che, essendo la topologia in esame collegata ad Internet, la default route viene tendenzialmenteutilizzata per raggiungere quelle destinazioni e non puo puu essere utilizzata per aggregare le retiinterne.

38


Questo esercizio non e molto diverso dai precedenti. Si nota pero una maggiore utilita della defaultroute per il router R4 rispetto al router R1, in quanto questo router raggiunge parecchie destinazioniinterne alla topologia in esame con lo stesso next hop utilizzato per raggiungere Internet. In questocaso queste reti interne verranno raggruppate direttamente all’interno della default route senza lanecessita di una route esplicita.

La routing table di R4, creata in modo da massimizzare l’efficacia dell’aggregazione, risultera piupiccola di quella presente su R1 e diventera pertanto la seguente:


D 130.192.3.196/30 130.192.3.197 0

D 130.192.3.160/28 130.192.3.174 0

D 130.192.3.192/30 130.192.3.194 0

D 130.192.3.0/25 130.192.3.126 0

S 0.0.0.0/0 130.192.3.193 2

S 130.192.0.0/23 130.192.3.198 2

S 130.192.3.128/27 130.192.3.198 2

Si noti che in questo caso il numero di route statiche diminusce di due unita (grazie alla maggioreaggregazione) mentre cresce di una unita il numero di route relative a reti direttamente connesse(a causa del maggior numero di reti direttamente connese al router), route che non possono essereaggregate. La somma totale e comunque inferiore: il numero totale di route nella routing table di R4diminuisce di una unita rispetto a quelle presenti nel router R1.

39


3.7.1. Indirizzamento volto a massimizzare l’aggregazione delle route su R1

Il primo passo per risolvere l’esercizio consiste nel calcolare gli indirizzi necessari per fare il piano diindirizzamento. Dal momento che le reti direttamente connesse ad R1 non influenzano l’aggregabilitasu tale router, vengono per ora trascurate nel computo totale di indirizzi necessari per le due areedefinite.

Nel calcolo degli indirizzi necessari si distinguono le reti remote raggiungibili da R1 verso R2 (de-nominate Area 1 ) e quelle invece raggiungibili attraverso R3 (denominate Area 2 ) in quando, essendoraggiungibili in direzioni diverse, non sono evidentemente aggregabili. Si ottiene quindi:

• Area 1: 27 (+3) + 120 (+3) indirizzi necessari= 32 + 128 indirizzi allocati= 160 indirizzi

• Area 2: 60 (+3) + 10 (+3) indirizzi necessari= 64 + 16 indirizzi allocati= 80 indirizzi

Per massimizzare l’aggregazione e necessario che lo spazio di indirizzamento complessivamente al-locato alle reti in Area 1 sia disgunto dallo spazio di indirizzamento complessivamente allocato inArea 2. In altre parole, per massimizzare l’aggregabilita delle route e opportuno definire degli spazidi indirizzamento alle aree, e all’interno di questi ricavare poi gli indirizzi per le singole reti. Gli spazidi indirizzamento delle aree saranno poi gli address range “equivalenti” che verranno utilizzati perdefinire le destinazioni nelle route aggregate.

Si scelgono quindi i seguenti address range:

• Area 1: 130.192.0.0/24

• Area 2: 130.192.1.0/25

Per quanto riguarda lo spazio di indirizzamento per le reti direttamente connesse ad R1, puo esserericavato sia all’interno dell’address range dell’Area 1, sia all’interno di quello dell’Area 2 (ambedue learee non utilizzano tutto l’address range allocato ad esse). In questo esercizio si sceglie di utilizzareper queste reti parte dello spazio inutilizzato dell’Area 1.

Il piano di indirizzamento risultante sara il seguente:

R2

0.1/251.65/28

1

0.161/300.129/27R3

1.1/26

0.165/30

R1

2

120 hosts

27

ho

sts

10

ho

sts

60 hosts

Area 1 Area 2

130.192.0.160/30 130.192.0.164/30

130.192.0.0/25

13

0.1

92

.0.1

28

/27

13

0.1

92

.1.6

4/2

8

130.192.1.0/26

0.162/30 0.166/30

Ne deriva la seguente routing table di R1 (realizzata senza utilizzare la route di default):

40


D 130.192.0.160/30 130.192.0.162 0

D 130.192.0.165/30 130.192.0.166 0

S 130.192.0.0/24 130.192.0.161 2

S 130.192.1.0/25 130.192.0.165 2

3.7.2. Indirizzamento volto a minimizzare gli indirizzi allocati

Se l’obiettivo e invece la minimizzazione degli indirizzi allocati, il piano di indirizzamento si definiscein maniera tradizionale e potrebbe essere il seguente:

R2

0.1/250.225/28

1

0.241/300.193/27R3

0.129/26

0.245/30

R1

2

120 hosts

27

ho

sts

10

ho

sts

60 hosts

Area 1 Area 2

130.192.0.240/30 130.192.0.244/30

130.192.0.0/25

13

0.1

92

.0.1

92

/27

13

0.1

92

.0.2

24

/28

130.192.0.128/26

0.242/30 0.246/30

Si noti che in questo caso e sufficiente uno spazio di indirizzamento /24 per gestire l’intera topologia,mentre nel caso precedente si era resa necessario uno spazio /23.

Ne deriva la seguente routing table di R1 (realizzata senza utilizzare la route di default):


D 130.192.0.240/30 130.192.0.242 0

D 130.192.0.244/30 130.192.0.246 0

S 130.192.0.0/24 130.192.0.241 2

S 130.192.0.128/26 130.192.0.245 2

S 130.192.0.224/28 130.192.0.245 2

41


In questo caso ambedue le soluzioni coincidono, sia che si persegua la massimizzazione dell’aggregazioneoppure che si cerchino di minimizzare gli indirizzi allocati. Infatti, lo spazio di indirizzamento assegnatoe cosı ridotto (130.192.0.0./24) che e necessario comunque minimizzare gli indirizzi allocati per potergestire la topologia in esame. Anzi, alcune reti fisiche (LAN) devono essere partizionate in piu reti IPper poter essere gestite.

L’indirizzamento risultante e indicato in figura:

R2 0.1/26+0.129/27

0.193/27

1

0.241/30

0.161/27

R30.65/26+0.225/28

0.249/30

R1

2

80 hosts

25

ho

sts

14

ho

sts

70 hosts

130.192.0.240/30 130.192.0.248/30

130.192.0.0/26+130.192.0.128/27

13

0.1

92

.0.1

60

/27

13

0.1

92

.0.1

92

/27

130.192.0.64/26+130.192.0.224/28

0.242/30 0.250/30

1

130.192.0.244/300.245/30 0.246/30

Per scrivere la routing table e possibile sfruttare il fatto che le destinazioni connesse ad R3 si possonoraggiungere allo stesso costo sia attraverso il link diretto R1-R3, sia attraverso il percorso R1-R2-R3.Si sceglie pertanto questa seconda via che, a parita di costo, diminuisce il numero di route statichepresenti nella routing table.

Nel caso in cui lo spazio di indirizzamento aggregato sia esattamente equivalente a quello originale, enecessario tenere in conto che la rete 130.192.0.252/30 non e allocata da nessuna parte e pertanto nonpuo essere parte dell’aggregazione. Pertanto, e necessario scrivere un insieme di righe nella routingtable in modo da non comprendere questo spazio.

La routing table risultante sara pertanto la seguente:


D 130.192.0.240/30 130.192.0.242 0

D 130.192.0.248/30 130.192.0.250 0

S 130.192.0.0/25 130.192.0.241 2

S 130.192.0.128/26 130.192.0.241 2

S 130.192.0.192/27 130.192.0.241 2

S 130.192.0.224/28 130.192.0.241 2

S 130.192.0.244/30 130.192.0.241 2

Nel caso invece in cui lo spazio di indirizzamento aggregato possa comprendere anche destinazioninon originariamente presenti nella topologia in esame, e possibile aggregare tutte le destinazioni remotecon la route 130.192.0.0/24, ottenendo una aggregazione decisamente piu efficace del caso precedente.

In questo caso la tabella di routing risultante sara la seguente:

42


D 130.192.0.240/30 130.192.0.242 0

D 130.192.0.248/30 130.192.0.250 0

S 130.192.0.0/24 130.192.0.241 2

Si noti che in pratica si tendera ad adottare la seconda tabella di routing, a maggior ragione dovutoal fatto che la rete 130.192.252.0/30 non e fisicamente utilizzata sulla topologia in esame, ma e stataassegnata al gestore della rete (lo spazio di indirizzamento assegnato al gestore e 130.192.0.0/24) eragionevolmente quindi questa rete non e presente altrove.

43


Dal momento che la rete e identica al caso precedente, non ci sono apparentemente differenze a livellodi indirizzamento.

Tuttavia, il fatto che le reti connesse ad R2 e ad R3 si raggiungano attraverso next hop diversi apartire da R1 rende la situazione maggiormente complessa in quanto le reti sono meno aggregabili.Pertanto riveste una importanza fondamentale per l’aggregabilita la possibilita di posizionare spazi diindirizzamento IP contigui nella stessa area. Ad esempio, utilizzando il piano di indirizzamento pro-posto nella soluzione precedente le reti 130.192.0.0/26 e 130.192.0.64/26 non sarebbero piu aggregabiliin una route 130.192.0.0/25 in quanto avrebbero due next hop diversi (uno verso l’Area 1 e l’altroverso l’Area 2).

Un possibile nuovo piano di indirizzamento e indicato in figura:

Area 1 Area 2

R2 0.1/26+0.65/27

0.193/27

1

0.241/30

0.97/27

R30.129/26+0.225/28

0.249/30

R1

1

80 hosts

25

ho

sts

14

ho

sts

70 hosts

130.192.0.240/30 130.192.0.248/30

130.192.0.0/26+130.192.0.64/27

13

0.1

92

.0.9

6/2

7

13

0.1

92

.0.1

92

/27

130.192.0.128/26+130.192.0.224/28

0.242/30 0.250/30

1

130.192.0.244/300.245/30 0.246/30

In questo caso, le tabelle di routing table risultanti saranno rispettivamente le seguenti.Spazio di indirizzamento equivalente a quello presente nella topologia:


D 130.192.0.240/30 130.192.0.242 0

D 130.192.0.248/30 130.192.0.250 0

S 130.192.0.0/25 130.192.0.241 2

S 130.192.0.128/26 130.192.0.249 2

S 130.192.0.192/27 130.192.0.249 2

S 130.192.0.224/28 130.192.0.249 2

S 130.192.0.244/30 130.192.0.249 2

Massimizzazione dell’aggregazione:


D 130.192.0.240/30 130.192.0.242 0

D 130.192.0.248/30 130.192.0.250 0

44

S 130.192.0.0/25 130.192.0.241 2

S 130.192.0.128/25 130.192.0.249 2

45


Per determinare il piano di indirizzamento, si calcolano innanzitutto gli indirizzi necessari a gestireogni rete considerando che il router R2 vedra tutte le destinazioni remote attraverso due next hop:

• Destinazioni remote verso R1 (Area 1):

– Rete 120 hosts*: si riservano 256 indirizzi (per espansioni future)



– Rete 248 hosts: si riservano 256 indirizzi


– Rete punto-punto (R3-R4): si riservano 4 indirizzi

• Reti direttamente connesse a R2:




Cercando di assegnare gli indirizzi in modo da privilegiare l’aggregabilita su R2, si potra procederecome segue:

• Reti in Area 1: spazio di indirizzamento /23, utilizzato completamente

• Reti in Area 2: spazio di indirizzamento /23, ma non utilizzato completamente (rimangono liberi512 - 256 - 32 - 4 = 220 indirizzi)

• Reti direttamente connesse: sono necessari 128+4+4= 136 indirizzi, che possono essere ricavatidallo spazio di indirizzamento /23 lasciato libero dalle reti in Area 2

La figura seguente visualizza l’allocazione degli indirizzi nello spazio di indirizzamento assegnato130.192.0.0/22, con riferimento all’area (vista da R2) di appartenenza:

46

130.192.0.0-

130.192.0.255

130.192.2.0-

130.192.2.255

130.192.1.0 -130.192.1.31

130.192.1.32 - 130.192.1.35130.192.1.36 - 130.192.1.39130.192.1.40 - 130.192.1.43

130.192.1.128-

130.192.1.255

130.192.3.0 -130.192.3.255

130.192.1.44 -130.192.1.127

Address range Area 2

Address range Area 1

Il piano di indirizzamento risultante potra pertanto essere il seguente:

Area 1

Area 2

R3

1

R4

R2

2

248 hosts 27 hosts


3

R1

120 hosts*

16

0 h

ost

s*

120 hosts

130.192.2.0/24

13

0.1

92

.3.1

/24

1.37/30

2.1/25

3.1/24 130.192.1.36/30

130.192.0.0/24 130.192.1.0/27

0.1/24 1.1/27

1.42/301.33/30 1.34/30130.192.1.32/30

130.192.1.128/25

1.38/30

130.192.1.40/30

1.41/30

Reti connesse

1.129/25

Ne conseguono le seguenti routing table, ricavate in modo da massimizzare l’aggregazione delleroute.

R1


D 130.192.1.36/30 130.192.1.37 0

47

D 130.192.2.0/24 130.192.2.1 0

D 130.192.3.0/24 130.192.3.1 0

S 130.192.0.0/23 130.192.1.38 2

R2


D 130.192.1.36/30 130.192.1.38 0

D 130.192.1.40/30 130.192.1.41 0

D 130.192.1.128/25 130.192.1.129 0

S 130.192.0.0/23 130.192.1.42 2

S 130.192.2.0/23 130.192.1.37 2

R3


D 130.192.1.32/30 130.192.1.33 0

D 130.192.0.0/24 130.192.0.1 0

S 130.192.0.0/22 130.192.1.34 2

R4


D 130.192.1.32/30 130.192.1.34 0

D 130.192.1.40/30 130.192.1.42 0

D 130.192.1.0/27 130.192.1.1 0

S 130.192.0.0/24 130.192.1.33 2

S 130.192.0.0/22 130.192.1.41 2

48


Per determinare il piano di indirizzamento, si calcolano innanzitutto gli indirizzi necessari a gestireogni rete considerando che il router R1 vedra tutte le destinazioni remote attraverso due next hop:













• Reti direttamente connesse a R1:

– Rete 50 hosts: si riservano 128 indirizzi (per espansioni future)



– Rete punto-punto (R1-Internet): si riservano 4 indirizzi

Da questa analisi e evidente come il numero di indirizzi necessari sia sufficiente dato lo spaziodi indirizzamento assegnato (1284 indirizzi in Area 1, 476 in Area 2 e 140 per le reti direttamenteconnesse). Tuttavia, a differenza dell’esercizio precedente, lo spazio di indirizzamento non e facilmentepartizionabile in due address range distinti per le due aree1.

La figura seguente visualizza la distribuzione degli spazi di indirizzamento allocati all’interno del-l’address range assegnato 130.192.0.0/21, con riferimento all’area (vista da R1) di appartenenza:

1Si ricordi che gli indirizzi relativi a reti direttamente connesse non sono mai aggregabili e pertanto compariranno semprecome reti “esplicite” all’interno della tabella di routing. Questo tuttavia fa sı che se le supernets sono ammesse (comee di solito) questi indirizzi possano essere ricavati all’interno di spazi di indirizzamento inusati da altre aree, in quantoessi saranno raggiungibili attraverso una route maggiormente specifica.

49

R3

1

R4

R2

4

5 hosts 120 hosts

1

R1

50 hosts*

33

ho

sts

500 hosts


1

210 hosts 10 hosts

500 hosts

10

0 h

ost

s*

Internet

Area 1(5 blocchi /24)

Area 2(2 blocchi /24)

Reti connesse(spazi di indirizzamentonon usati in altre aree)

Una possibile soluzione per questo esercizio consiste nel gestire l’aggregazione mediante supernets:in questo caso si puo immaginare di indirizzare tutte le reti in Area 1 con l’indirizzo 130.192.0.0/21,sfruttando la route maggiormente specifica 130.192.6.0/23 per tutte le destinazioni in Area 2. Ovvia-mente questo e possibile se gli indirizzi assegnati in Area 2 sono aggregabili (ossia se si assegnano gliindirizzi 130.192.6.0/24 e 130.192.7.0/24 e non, ad esempio, 130.192.5.0/24 e 130.192.6.0/24 che nonsono aggregabili tra di loro).

Il piano di indirizzamento risultante potra pertanto essere il seguente:

R3

1

R4

R2

4

5 hosts 120 hosts

1

R1

33

ho

sts

500 hosts


1

210 hosts 10 hosts

500 hosts

10

0 h

ost

s*

Internet 130.192.2.0/23130.192.0.0/231

30

.19

2.4

.0/2

4

130.192.6.0/24 130.192.7.0/25

13

0.1

92

.7.1

28

/26

130.192.7.192/28

130.192.7.232/30

130.192.7.228/30 130.192.7.220/30

130.192.7.216/30

130.192.7.224/30

50 hosts*

130.192.5.0/24

7.230/30

7.229/30

7.217/30 7.218/30

7.221/30

7.222/307.233/30 7.234/30

7.209/29

130.192.7.208/29

6.1/24

7.129/267.1/25 7.193/28

4.1/24

2.1/230.1/235.1/24

7.225/30

Ne conseguono le seguenti routing table, ricavate in modo da massimizzare l’aggregazione delle route(si ricorda la defaut route per raggiugnere tutte le destinazioni su Internet).

R1


50

D 130.192.7.216/30 130.192.7.217 0

D 130.192.7.224/30 130.192.7.225 0

D 130.192.7.228/30 130.192.7.229 0

D 130.192.5.0/24 130.192.5.1 0

S 130.192.0.0/21 130.192.7.218 2

S 130.192.6.0/23 130.192.7.230 2

S 130.192.7.220/30 130.192.7.218 2

S 0.0.0.0/0 130.192.7.224 2

Si presti attenzione alla rete punto-punto tra R2 ed R4: il percorso migliore e attraverso il router R2,ma purtroppo ricade nello spazio di indirizzamento della route maggiormente specifica 130.192.6.0/23che punta nella direzione sbagliata. Pertanto in questo caso e necessario indirizzarla a sua volta conuna route maggiormente specifica.

R2


D 130.192.7.216/30 130.192.7.218 0

D 130.192.7.220/30 130.192.7.221 0

D 130.192.0.0/23 130.192.0.1 0

D 130.192.2.0/23 130.192.2.1 0

D 130.192.4.0/24 130.192.4.1 0

S 0.0.0.0/0 130.192.7.217 2

La tabella di routing di R2 e molto compressa in quanto, a causa dei costi dei links sulla topologiain esame, tutte le destinazioni non direttamente connesse si raggiungono attraverso il router R1.

R3


D 130.192.7.228/30 130.192.7.229 0

D 130.192.7.232/30 130.192.7.233 0

D 130.192.7.208/29 130.192.7.209 0

D 130.192.7.128/26 130.192.7.129 0

D 130.192.6.0/24 130.192.6.1 0

S 130.192.7.0/25 130.192.7.234 2

S 130.192.7.192/28 130.192.7.234 2

S 130.192.7.220/30 130.192.7.234 2

S 0.0.0.0/0 130.192.7.229 2

R4


D 130.192.7.220/30 130.192.7.222 0

51

D 130.192.7.232/30 130.192.7.234 0

D 130.192.7.0/25 130.192.7.1 0

D 130.192.7.192/28 130.192.7.193 0

S 0.0.0.0/0 130.192.7.233 2

52


L’esercizio e decisamente simile a quello precedente. La differenza sta nel fatto che, cambiando i pesiai links, i percorsi migliori per raggiungere le varie destinazioni possono essere diversi rispetto al casoprecedente.

In particolare, per quanto riguarda le LAN connesse ad R4 esistono due strade equivalenti chepossono essere utilizzate per migliorare le aggregazioni a partire da R1, come si vede dalla figuraseguente:

R3

1

R4

R2

1

5 hosts 120 hosts

1

R1

50 hosts*

33

ho

sts

500 hosts


1

210 hosts 10 hosts

500 hosts

10

0 h

ost

s*

Internet

Area 1

Area 2

Reti connesse

Purtroppo, la particolare dislocazione delle reti IP non permette una aggregazione migliore rispettoa quella gia evidenziata nell’esercizio precedente e pertanto il piano di indirizzamento risultante saraidentico a quello precedente:

R3

1

R4

R2

1

5 hosts 120 hosts

1

R1

33

ho

sts

500 hosts


1

210 hosts 10 hosts

500 hosts

10

0 h

ost

s*

Internet 130.192.2.0/23130.192.0.0/23

13

0.1

92

.4.0

/24

130.192.6.0/24 130.192.7.0/25

13

0.1

92

.7.1

28

/26

130.192.7.192/28

130.192.7.232/30

130.192.7.228/30 130.192.7.220/30

130.192.7.216/30

130.192.7.224/30

50 hosts*

130.192.5.0/24

7.230/30

7.229/30

7.217/30 7.218/30

7.221/30

7.222/307.233/30 7.234/30

7.209/29

130.192.7.208/29

6.1/24

7.129/267.1/25 7.193/28

4.1/24

2.1/230.1/235.1/24

7.225/30

53

Ne conseguono le seguenti routing table ricavate in modo da massimizzare l’aggregazione delle route.Si noti come mediamente siano piu grandi dell’esercizio precedente in quanto non esiste piu il link R2-R4 a costo molto alto che, di fatto, impediva ai pacchetti di seguire quella direzione, il che consentivadi aggregare un maggior numero di destinazioni nelle route che seguivano le altre direzioni.

R1


D 130.192.7.216/30 130.192.7.217 0

D 130.192.7.224/30 130.192.7.225 0

D 130.192.7.228/30 130.192.7.229 0

D 130.192.5.0/24 130.192.5.1 0

S 130.192.0.0/21 130.192.7.218 2

S 130.192.6.0/23 130.192.7.230 2

S 130.192.7.220/30 130.192.7.218 2

S 0.0.0.0/0 130.192.7.224 2

R2


D 130.192.7.216/30 130.192.7.218 0

D 130.192.7.220/30 130.192.7.221 0

D 130.192.0.0/23 130.192.0.1 0

D 130.192.2.0/23 130.192.2.1 0

D 130.192.4.0/24 130.192.4.1 0

S 130.192.7.232/30 130.192.7.222 2

S 130.192.7.192/28 130.192.7.222 2

S 130.192.7.0/25 130.192.7.222 2

S 0.0.0.0/0 130.192.7.217 2

R3


D 130.192.7.228/30 130.192.7.229 0

D 130.192.7.232/30 130.192.7.233 0

D 130.192.7.208/29 130.192.7.209 0

D 130.192.7.128/26 130.192.7.129 0

D 130.192.6.0/24 130.192.6.1 0

S 130.192.7.0/25 130.192.7.234 2

S 130.192.7.192/28 130.192.7.234 2

S 130.192.7.220/30 130.192.7.234 2

S 0.0.0.0/0 130.192.7.229 2

54

R4


D 130.192.7.220/30 130.192.7.222 0

D 130.192.7.232/30 130.192.7.234 0

D 130.192.7.0/25 130.192.7.1 0

D 130.192.7.192/28 130.192.7.193 0

S 130.192.7.216/30 130.192.7.221 2

S 130.192.0.0/22 130.192.7.221 2

S 130.192.4.0/24 130.192.7.221 2

S 0.0.0.0/0 130.192.7.233 2

55


La soluzione proposta dal gestore di rete presenta numerose criticita.

Route di default a costo 10 sul router R1Presumibilmente il gestore ha alzato il costo della route di default per farla scegliere come “ultima

spiagga” quando le altre route non sono adatte. Tuttavia, questa configurazione e assolutamenteinutile in quanto il costo di una route diventa un parametro di scelta solamente in presenza di dueroute che puntano alla stessa destinazione. In caso le route puntino a destinazioni diverse (ad esempioperche si riferiscono a spazi di indirizzamento diversi), la route maggiormente specifica vince.

Route a costo superiore per le reti 7.0/25 e 7.192/28Per lo stesso motivo precedente, queste route verranno sempre scelte come strada da seguire per le

destinazioni in esame. Pertanto, se proprio si volesse impostare queste route come strada di backup, laconfigurazione del router R1 dovrebbe essere almeno modificata in modo definire delle route espliciteper le reti 130.192.7.0/25 e 130.192.7.192/28, in modo che queste destinazioni non vengano instradateattraverso la route aggregata 130.192.6.0/23.

La routing table di R1 diventerebbe la seguente (omettendo le route dirette):


S 130.192.0.0/21 130.192.7.218 2

S 130.192.6.0/23 130.192.7.230 2

S 130.192.7.220/30 130.192.7.218 2

S 130.192.7.0/25 130.192.7.230 2

S 130.192.7.192/28 130.192.7.230 2

S 130.192.7.0/25 130.192.7.218 3

S 130.192.7.192/28 130.192.7.218 3

S 0.0.0.0/0 130.192.7.224 2

Robustezza al guasto R3-R4Il problema maggiore della soluzione e pero il fatto che non e assolutamente in grado di reagire

correttamente al guasto sul link R3-R4. Infatti, anche immaginando che il router R3 si accorga delguasto e che la sua routing table risulti essere quella indicata nella figura seguente (tutte le route che siappoggiavano sul next hop 130.192.7.234 vengono invalidate, e pertanto tutto il traffico destinato a retinon direttamente connesse seguira la route di defalt che e l’unica rimasta valida), nessuno comunicaad R1 l’esistenza di questo guasto e pertanto il router non puo sapere che e necessario utilizzare leroute a costo superiore per raggiungere quelle destinazioni.

Il risultato, evidenziato in figura, sara che alla ricezione di un pacchetto destinato ad un host in unadi queste due reti il router R1 continuera ad utilizzare le route a costo 2 verso R3, ma R3 utilizzerala default route e spedira quel pacchetto indietro ad R1. Il pacchetto entrera in loop e ci rimarra,rimbalzando tra R1 ed R3, fino a che il suo tempo di vita scade (il valore del campo TTL nell’headerIP diventa zero).

56

R3

1

R4

R2

1

5 hosts 120 hosts

1

R13

3 h

ost

s

500 hosts

1

210 hosts 10 hosts

500 hosts

10

0 h

ost

s*

Internet 130.192.2.0/23130.192.0.0/23

13

0.1

92

.4.0

/24

130.192.6.0/24 130.192.7.0/25

13

0.1

92

.7.1

28

/26

130.192.7.192/28

130.192.7.232/30

130.192.7.228/30 130.192.7.220/30

130.192.7.216/30

130.192.7.224/30

50 hosts*

130.192.5.0/24

7.230/30

7.217/30

7.221/30

7.233/30

7.209/29

130.192.7.208/29

6.1/24

7.129/267.1/25 7.193/28

4.1/24

2.1/230.1/235.1/24

7.225/30


=================================

130.192.0.0/21 130.192.7.218 2

130.192.6.0/23 130.192.7.230 2

130.192.7.220/30 130.192.7.218 2

130.192.7.0/25 130.192.7.230 2

130.192.7.192/28 130.192.7.230 2

130.192.7.0/25 130.192.7.218 3

130.192.7.192/28 130.192.7.218 3

0.0.0.0/0 130.192.7.224 2


================================

130.192.7.0/25 130.192.7.234 2

130.192.7.192/28 130.192.7.234 2

130.192.7.220/30 130.192.7.234 2

0.0.0.0/0 130.192.7.229 2

Purtroppo non c’e soluzione a questo problema in quanto e intrinseco all’utilizzo delle route dibackup con il routing statico. Non e pertanto possibile proporre soluzioni migliorative al gestore senon quella di adottare un protocollo di routing dinamico all’interno della sua rete.

57


3.14.1. Caso 1

Il router R2 rileva che il pacchetto deve seguire la default route e pertanto deve essere consegnato alnext hop 192.168.0.1. Questo indirizzo e direttamente raggiungibile attraverso la sua interfaccia didestra; inoltre il suo indirizzo MAC associato (indirizzo a cui consegnare la trama a livello data-link)e giaa conosciuto in quanto presente nella ARP cache.

Pertanto, il router R2 inoltrera il pacchetto verso il router R2, inserendo pero l’indirizzo 00:00:00:DD:DD:DDcome indirizzo Ethernet di destinazione. Tale trama non verra pertanto ricevuta dal router R1in quanto l’indirizzo MAC presente come destinazione non coincide con quello presente sulla suainterfaccia.

Di conseguenza, il pacchetto generato da H2 non arrivera mai a destinazione e verra droppato daR2.

3.14.2. Caso 2

Il router R2 rileva che il pacchetto deve seguire la default route e pertanto deve essere consegnatoal next hop 192.168.1.1. Tuttavia, questo indirizzo non fa parte delle reti IP direttamente connessead R2 e pertanto R2 non ha idea di come inoltrare il pacchetto al next hop indicato nella tabella dirouting.

Il fatto che il MAC address relativo a questo indirizzo IP sia presente nella ARP cache non e di nessunaiuto, in quanto il router R2 abortira l’invio del pacchetto prima di consultare l’ARP cache. Questatabella viene infatti consultata quando si vuole scoprire l’indirizzo MAC di un host direttamenteraggiungibile, condizione che non vale per l’indirizzo 192.168.1.1.

Di conseguenza, anche in questo caso il pacchetto generato da H2 non arrivera mai a destinazionee verra droppato da R2.

3.14.3. Caso 3

Il router R2 rileva che il pacchetto deve seguire la default route e pertanto deve essere consegnatoal next hop 192.168.4.1. Questo indirizzo e direttamente raggiungibile attraverso la sua interfacciadi 192.168.4.254; inoltre il suo indirizzo MAC associato (indirizzo a cui consegnare la trama a livellodata-link) e giaa conosciuto in quanto presente nella ARP cache.

Pertanto, il router R2 inoltrera il pacchetto verso la LAN 1, inserendo l’indirizzo 00:00:00:DD:DD:DDcome indirizzo Ethernet di destinazione. Tale trama verra pertanto ricevuta dal router R2 stesso masull’interfaccia 192.168.3.254, in quanto l’indirizzo MAC presente come destinazione coincide con quellopresente su quella interfaccia2.

A questo punto il pacchetto verra nuovamente esaminato da R2 che ri-prendera le stesse decisionigia applicate in precedenza. Di conseguenza, anche in questo caso il pacchetto generato da H2 nonarrivera mai a destinazione ma ciclera sulla LAN 1 fino a quando esaurira il suo tempo di vista (IPTTL) e verra finalmente droppato da R2.

3.14.4. LAN 1 realizzata in tecnologia switching

La tecnologia utilizzata per realizzare la LAN1 (“shared” oppure “switched”) non ha nessuna influenzanella soluzione dell’esercizio.

2Si noti come l’indirizzo del next hop contenuto nella routing table (ossia 192.168.4.1) e assolutamente svincolatodall’indirizzo effettivo dell’interfaccia che riceve questo pacchetto sulla LAN (ossia 192.168.3.254).

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