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Laboratoire PRiSMÉquipe Évaluation de Performances desRéseaux InformatiquesSimulation des Instabilités deBGPYahiaoui Houssame


●IntroductionPlanProblématique des instabilités de BGPUtilisation de la simulation●Présentation de BGPDéfinition du protocoleÉ léments de conception et d'implémentation●Problèmes du routage inter-domaineInstabilité du routage inter-domaine●Architecture du Simulateur de BGP●Conclusion


Introduction● Hierarchisation du routage sur InternetRoutage intra-domaineRoutage inter-domaine● Protocole de routage inter-domaine officiel del'Internet : BGP● Émergence de problèmes sur le routage inter-domaine● Conséquences:Dégradation des performences de bout-en-boutConsommation excessive de ressources surl'infrastructure du routage inter-domaine


Introduction● Causes probables:Éléments de Conception du protocoleDétails d'Implémentation du protocoleErreurs de configuration● Besoins de connaissances sur le comportementdu protocole en environnement « réel »● Utilisation de la Simulation


BGP• Border Gateway Protocol• Protocole de routage Inter-domaine• Définition de domaines de routage sur l'Internet:les Systèmes Autonomes (AS)• Communication de données de routage entreASes voisins: échange de routes• Algorithme d'évitement de boucles dans lesroutes: Algorithme à vecteur de chemin


BGP


Fonctionnement de BGP• Fonctionnement par échange de messages• Les messages UPDATE contiennent desannonces de route ou des rejets de route• Contenu des annonces de routes:La destination annoncée (préfixe)La route pour l’atteindre à travers l’AS de l’annonceur(ASes à traverser pour atteindre la destination)Des Attributs de chemins• Contenu des rejets de routes:La destination rejetée


• Attributs de chemin (route) : mécanisme detransport des informations liées aux routes• Processus de choix de routes:Par comparaison des attributs de routesOrdre des comparaisons donné par la spécificationCertaines implémentations ajoutent des étapes auprocessus de décission (CISCO)• Utilisation de Politiques de RoutageFonctionnement de BGPLors de l'accesition de routesLors de l'annonce de routesLors du processus de décision


Schéma interne d'un speaker BGP


Spécificités de BGP• Un speaker conserve toutes les routes apprisesde ses peers• Envoi de messages, à la détection d’unchangement des tables de routage• Envoi des messages d’annonces restreint partimer (Minimum Route Advertisment Interval,MRAI).• Implantation de BGP à 2 niveaux: Entre les ASs, EBGP A l’intérieur des ASs, IBGP


Exemple de fonctionnement deBGP


●IntroductionPlanProblématique des instabilités de BGPUtilisation de la simulation●Présentation de BGPDéfinition du protocoleÉ léments de conception et d'implémentation●Problèmes du routage inter-domaineInstabilité du routage inter-domaine●Architecture du Simulateur de BGP●Conclusion


Problèmes du routage Inter-domaine• Problèmes spécifiques au routage inter-domaine:Instabilité du routage inter-domaineLenteur de la convergence de BGPOscillations persistentes de routesLenteur de convergence induite par le RouteFlap Damping• Causes diverses:Imputables au protocole BGPSpéculations sur certains phénomènes


Instabilité du routage interdomaine• Définition de l'Instabilité: Changements rapides del’accessibilité des réseaux et des informations detopologie• Comportement pathologique de BGP: Alternancerapide d'annonces de chemins vers unesdestination et d'annonces de pertes de ceschemins• Propagation de l’Instabilité vers de larges portionsde l’Internet• Effets visibles:Augmentation des taux de pertes et des délaisConsommation de ressources sur l'infrastructure


Problème de Lenteur de laconvergence de BGP• Phénomène inhérent à la conception de BGP


Oscillations persistantes de routes• Cause du problème: Adoption du choix deroutes par politiques• Indépendance du choix des politiques deroutage par les Ases• Possibilité de présence de politiquesIncompatibles• Conséquence: Un groupe d'ASes peut faireosciller leurs choix entre différentes routes• Impact important sur la convergence


Ralentissement de la convergence parle Route Flap Damping• Route Flap Damping:Méthode de suppressiondes routes instables• Associer une pénalité àchaque route• Dans certaines situation, si une route oscille puisredevient stable, le RFD empêche de propagerl’information de stabilité•Exemple:


●IntroductionPlanProblématique des instabilités de BGPUtilisation de la simulation●Présentation de BGPDéfinition du protocoleÉ léments de conception et d'implémentation●Problèmes du routage inter-domaineInstabilité du routage inter-domaine●Architecture du Simulateur de BGP●Conclusion


Modèle de Speaker BGP• Noeud élémentaire des topologies desimulation• Modèle de simulation: Abstraction duprotocole réel• Éléments du modèle:Filtres d'Importation et d'Exportation de routesProcessus de choix de routes par éliminationsuccéssive de routes candidatesGestion simplifiée des sessions BGP


Modèle de Speaker BGP


Topologies de Simulation• Topologies de simulation« classiques »• Extraction à partir de logsBGP• Comportementsdifférents des vrais Ases• Utilisationd'ASeslogiques• Limitation descomportements observés


Topologies de Simulation• Topologies plus« réalistes »• Topologies de sessionsBGP• Multiples liens entresASes• Transformation del'intérieur des ASes• Génération à partir detopologies d'ASs etd'informations de niveaurouteur


Interconnexions IBGP• Évolution des ASes des simulations d'ASes logiques (unseul routeur par AS) en Ases élaborés• Nécessité des inter-connexions dans les ASes – sessionsIBGP• Deux types d'inter-connexions internes:


Politiques de Routage• Politiques de routage: Implémentation desstratégies de routage des ASes• Mise en oeuvre: règles de décision• Types de politiques appliquablesPolitiques de transitPolitiques de sélection local de routesPolitiques d'AS prepending• Application des politiques selon relation entreAses:Relation Provider-CustomerPRelation Peer-to-Peer


Délais de Transit et Délais deTraitement• Chaque message est retardé du fait:De la traversée du lienDe l'occupation du CPU du routeur par différentestâches• Dans le modèle, à chaque message estassocié:Un délai de traversée de lien: obtention grâce au débitdu lien (fonction du taux de pertes et du RTT du lien)Un délai induit par la charge du routeur: comprend letraitement BGP et le retard dû aux autres traitements durouteur


Conclusion• BGP: LE Protocole de Routage inter-domainede l’Internet• Problèmes d’Instabilité toujours irrésolu demanière satisfaisante• Les solutions passent l’utilisation de lasimulation• Proposition d’un modèle de simulation réaliste• Prochaine étape:Variation des paramètres pour approcher le comporteréel des instabilitésTester des solutions de réduction de ces instabilités

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