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Dateianhang 'routing_20140618.md'

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   3 author: Lars Kruse
   4 title: Netzwerk-Routing - ein fortgeschrittener Einstieg
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   8 Überblick
   9 =========
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  11 Was ist Routing?
  12 ----------------
  13 
  14 * heutiges Thema ist IP-basiertes Routing
  15 * Ziel: wie findet ein Paket den Weg vom Start zum Ziel
  16  * Zusatzbonus: wie findet das Antwort-Paket seinen Rückweg
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  18 ---
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  20 Visualisierung des Alltäglichen
  21 -------------------------------
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  23 lokale IP-Adressen:
  24 
  25     root@erker:~# ifconfig
  26     lo      Link encap:Local Loopback  
  27             inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
  28             inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
  29             ...
  30 	
  31     wlan0   Link encap:Ethernet HWaddr 00:1c:bf:af:05:da
  32             inet addr:172.16.19.202 Bcast:172.16.19.255 Mask:255.255.255.0
  33             inet6 addr: fe80::21c:bfff:feaf:5da/64 Scope:Link
  34             ...
  35 
  36 Routing:
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  38     root@erker:~# route -n
  39     Kernel IP routing table
  40     Destination Gateway     Genmask       Flags Metric Ref Use Iface
  41     0.0.0.0     172.16.19.1 0.0.0.0       UG    0      0   0   wlan0
  42     172.16.19.0 0.0.0.0     255.255.255.0 U     9      0   0   wlan0
  43 
  44 ---
  45 
  46 Neue Werkzeuge: iproute2 (seit ca. 1996)
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  48 
  49     root@erker:~# ip addr
  50     1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default 
  51         link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
  52         inet 127.0.0.1/8 scope host lo
  53            valid_lft forever preferred_lft forever
  54         inet6 ::1/128 scope host 
  55            valid_lft forever preferred_lft forever
  56     3: wlan0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
  57         link/ether 00:1c:bf:af:05:da brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  58         inet 172.16.19.202/24 brd 172.16.19.255 scope global wlan0
  59            valid_lft forever preferred_lft forever
  60         inet6 fe80::21c:bfff:feaf:5da/64 scope link 
  61            valid_lft forever preferred_lft forever
  62 
  63     root@erker:~# ip route
  64     default via 172.16.19.1 dev wlan0 proto static 
  65     172.16.19.0/24 dev wlan0 proto kernel scope link src 172.16.19.202 metric 9 
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  67 ---
  68 
  69 Ins Uhrwerk geschaut ...
  70 ------------------------
  71 
  72 lokale Ziele:
  73 
  74     root@erker:~# ip route get 172.16.19.23
  75     172.16.19.23 dev wlan0 src 172.16.19.202 
  76 
  77 entfernte Ziele:
  78 
  79     root@erker:~# ip route get 1.1.1.1
  80     1.1.1.1 via 172.16.19.1 dev wlan0 src 172.16.19.202 
  81 
  82 ---
  83 
  84 Wegführung
  85 ----------
  86 
  87 * traditionell: traceroute
  88 * modern und schick: mtr
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  90 traceroute-Ausgabe:
  91 
  92     root@erker:~# traceroute -n 8.8.8.8
  93     traceroute to 8.8.8.8 (8.8.8.8), 30 hops max, 60 byte packets
  94      1  172.16.19.1  1.085 ms  1.101 ms  1.316 ms
  95      2  172.16.23.9  2.083 ms  1.071 ms  1.124 ms
  96      3  10.1.0.1  9.267 ms  9.255 ms  11.647 ms
  97      4  139.30.241.4  14.816 ms  14.941 ms  24.938 ms
  98      5  139.30.0.17  20.589 ms  22.277 ms  24.662 ms
  99     ...
 100     13  64.233.174.53  70.621 ms 216.239.48.53  23.692 ms  21.371 ms
 101     14  * * *
 102     15  8.8.8.8  23.502 ms  23.508 ms  29.182 ms
 103 
 104 Die Erkennung der Zwischen-Hops erfolgt anhand von Anfragen mit steigendem TTL-Wert.
 105 
 106 ---
 107 
 108 Mehr Interna + Policy Routing
 109 =============================
 110 
 111 * komplexe Paket-Lenkung mit mehr Freiheitsgraden:
 112  * basierend auf der Ziel-Adresse (gab es schon immer)
 113  * basierend auf der Quell-Adresse (**neu**)
 114  * basierend auf Markierungen durch die Firewall (**neu**)
 115 
 116 ---
 117 
 118 Policy: ohne Extras
 119 -------------------
 120 
 121 Grober Überblick:
 122 
 123     lars@datenschleuder:~$ ip rule
 124     0:      from all lookup local 
 125     32766:  from all lookup main 
 126     32767:  from all lookup default 
 127 
 128 Details:
 129 
 130     lars@datenschleuder:~$ ip route show table main
 131     default via 172.16.42.1 dev eth0 
 132     172.16.42.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 172.16.42.3 
 133 
 134 Fazit: dieselben Informationen, wie zuvor (via *route -n*)
 135 
 136 ---
 137 
 138 Policy: lokale Adressen
 139 -----------------------
 140 
 141 lokale IP-Adressen werden in der *local* Tabelle als solche erkannt:
 142 
 143     root@erker:# ip route show table local
 144     local 127.0.0.0/8 dev lo  proto kernel  scope host  src 127.0.0.1 
 145     local 127.0.0.1 dev lo  proto kernel  scope host  src 127.0.0.1 
 146     broadcast 127.255.255.255 dev lo  proto kernel  scope link  src 127.0.0.1 
 147     broadcast 172.16.19.0 dev wlan0  proto kernel  scope link  src 172.16.19.202 
 148     local 172.16.19.202 dev wlan0  proto kernel  scope host  src 172.16.19.202 
 149     broadcast 172.16.19.255 dev wlan0  proto kernel  scope link  src 172.16.19.202 
 150 
 151 ---
 152 
 153 Policy: nach Opennet-Geschmack
 154 ------------------------------
 155 
 156     root@AP-2-68:~# ip rule
 157     0:      from all lookup local 
 158     32766:  from 172.16.42.0/24 lookup main 
 159     32766:  from all iif lo lookup main 
 160     32767:  from all lookup default 
 161     32776:  from 172.16.42.0/24 lookup tun 
 162     32776:  from all iif lo lookup tun 
 163     65535:  from all lookup olsrd 
 164     65545:  from all lookup olsrd-default 
 165     65555:  from all lookup main 
 166 
 167 ---
 168 
 169 Policy: mehrere Uplinks
 170 -----------------------
 171 
 172     root@cerebrum:~# ip rule
 173     0:      from all lookup local 
 174     502:    from 92.198.62.56/29 lookup uplink_qsc 
 175     502:    from 80.153.252.42 lookup uplink_tkom 
 176     502:    from 83.169.20.153 lookup uplink_exo 
 177     502:    from 10.0.1.30 lookup uplink_tkom 
 178     32766:  from all lookup main 
 179     32767:  from all lookup default 
 180 
 181     root@cerebrum:~# ip route show table uplink_qsc
 182     default via 172.16.23.13 dev backbone 
 183     throw 10.0.0.0/8 
 184     throw 172.16.0.0/12 
 185     throw 192.168.0.0/16 
 186 
 187 ---
 188 
 189 Routing + Firewall
 190 ==================
 191 
 192 * wechselseitige Abarbeitung von Routing und Firewall-Regeln
 193 
 194 
 195 ---
 196 
 197 Einfach
 198 -------
 199 
 200 ![einfache Darstellung](http://www.sysresccd.org/images/dport-routing-02.png)
 201 
 202 ---
 203 
 204 Ausführlich
 205 -----------
 206 
 207 ![vollständige Darstellung](https://www.frozentux.net/iptables-tutorial/chunkyhtml/images/tables_traverse.jpg)
 208 
 209 ---
 210 
 211 OLSR
 212 ====
 213 
 214 * einfaches Routing-Protokoll
 215 * Funktionen:
 216   * Wegfindung
 217   * sachgerechte Routen-Bewertung
 218   * Informationsverteilung (Routen announcieren, DNS-Informationen)
 219 
 220 ---
 221 
 222 Qualitätsbewertung
 223 ------------------
 224 
 225 * jeder Host empfängt von Nachbarn im 3-Sekunden-Takt ein Hello-Signal
 226 * die Anzahl der empfangenen im Vergleich zu den erwarteten Paketen bestimmt die Link-Qualität (LQ)
 227 * dasselbe vom Nachbarn aus betrachtet: Neighbour Link Quality (NLQ)
 228 
 229 ---
 230 
 231 Rechnen, Rechnen
 232 ----------------
 233 
 234 * Erwartungswert der zu sendenden Pakete (Estimated Transmission Count): ETX = 1 / (LQ * NLQ)
 235 * *Kosten* eines Pfades: Summe der ETX-Werte
 236 * Fazit: nicht für alle Situationen optimal
 237   * OLSR bietet alternative Bewertungsverfahren
 238   * es gibt viele weitere Routing-Protokolle
 239 
 240 ---
 241 
 242 Verteilte Information
 243 ---------------------
 244 
 245 * kein Knoten im Netz hat die vollständige Übersicht der Routen
 246 * Nachbarn tauschen regelmäßig untereinander ihre Routen aus
 247 * örtliche Ausfälle verbreiten sich langsam im Netz
 248 
 249 ---
 250 
 251 Komplexe Systeme: das Internet
 252 ==============================
 253 
 254 Überblick (fragmentarisch)
 255 --------------------------
 256 
 257 * Teilnehmer am Routing heißen Autonome System (AS)
 258 * AS tauschen untereinander Routing-Tabellen aus
 259 * System basiert auf Vertrauen
 260 
 261 ---
 262 
 263 Testfeld
 264 --------
 265 
 266 * http://dn42.net/
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