Lezione 17Protocolli di instradamento e ICMP

Data: mercoledì 2 aprile 2025 · Fonte: slide del corso Internet, UniPD (protocolli di instradamento e ICMP)

Argomenti trattati

1. Instradamento gerarchico: sistemi autonomi (AS), numeri di AS, protocolli intra-AS (IGP) e inter-AS (EGP).
2. RIP: distance vector, metrica in salti, infinito a 16, UDP porta 520, tabella a tre colonne, RIP versione 2, timer (periodico 25-35 s, scadenza 180 s, garbage collection 120 s).
3. OSPF: link state, aree e area 0, ABR e ASBR, i cinque tipi di LSA.
4. BGP: path vector, eBGP e iBGP, TCP porta 179, scelta del percorso con le politiche, i quattro messaggi; confronto delle prestazioni di RIP, OSPF e BGP.
5. ICMP: messaggi di errore (destination unreachable, time exceeded, redirect, parameter problem) e di interrogazione (echo, timestamp); ping per RTT e MTU; traceroute; attacchi smurf e redirect.

Teoria

• Protocolli di instradamento - RIP, OSPF e BGPIn Internet l'instradamento non si può fare con un solo protocollo, per scalabilità (tabelle troppo grandi) e per autonomia amministrativa: ogni ISP è un sistema autonomo (AS) con il proprio algoritmo. All'interno di un AS si usano i protocolli IGP: RIP (distance vector, numero di salti, massimo 15, aggiornamenti ogni circa 30 s, su UDP porta 520) e OSPF (link state con Dijkstra, aree collegate all'area 0, cinque tipi di LSA, messaggi direttamente in IP). Tra AS si usa BGP4 (path vector, su TCP porta 179, eBGP tra AS e iBGP dentro l'AS, scelta del percorso per politica: preferenza locale, AS-PATH più corto, origine; i cicli si evitano scartando i cammini che contengono già il proprio AS; quattro messaggi: Open, Keepalive, Notification, Update).Protocolli di instradamento - RIP, OSPF e BGP →
• Protocollo ICMPIPv4 non ha meccanismi per segnalare o correggere gli errori né per interrogare host e router: li fornisce l'ICMP (Internet Control Message Protocol), un protocollo di rete i cui messaggi viaggiano dentro datagrammi IP con campo Protocol $=1$. I messaggi sono di errore (destination unreachable, tipo 3; time exceeded, tipo 11; redirect, tipo 5; parameter problem, tipo 12), sempre inviati alla sorgente originale e con l'intestazione IP più i primi 8 byte del datagramma che ha causato l'errore, oppure di interrogazione (echo request 8 e reply 0, timestamp 13-14). ICMP segnala ma non corregge. Con l'echo si fanno ping (RTT) e scoperta dell'MTU (bit D, codice 4, payload massimo $1500-20-8=1472$ byte); con time exceeded e port unreachable si fa traceroute ($n+1$ messaggi con TTL crescente). Attacchi: smurf e redirect.Protocollo ICMP →

Collegamenti

• Gli algoritmi alla base dei protocolli: Algoritmi di instradamento - link state e distance vectorL'instradamento (routing) trova il percorso di costo minimo in un grafo pesato in cui i router sono nodi e le reti tra due router sono archi. Link state: ogni router diffonde con un flooding i pacchetti LSP sui propri collegamenti, ricostruisce tutto il grafo e applica Dijkstra (nodi con stato (distanza, permanente o temporaneo)). Distance vector: ogni router conosce solo i vicini e scambia con loro il proprio vettore delle distanze, aggiornato con Bellman-Ford $D_{A,w}=\min{D_{A,w},,D_{A,Y}+d_{Y,w}}$; converge in al più $n-1$ giri ma può soffrire del conteggio all'infinito (limite a 16, hold down, aggiornamenti immediati, split horizon con poison reverse). Path vector: ogni annuncio porta l'intero cammino, si sceglie per politica e non per costo, e i cicli si scoprono trovando sé stessi nel cammino. Dijkstra è corretto se i costi sono non negativi (invariante: un nodo permanente ha già la distanza vera); Bellman-Ford è corretto perché dopo $k$ giri conosce i cammini minimi con al più $k+1$ archi.Algoritmi di instradamento - link state e distance vector →

Lezione precedente: Lezione 15 · Path vector, inoltro e correttezza di Dijkstra e Bellman-Ford · Lezione successiva: Lezione 18 · TCP, algoritmi parte 1