ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3

ΜΙΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΝΕΩΝ
ΔΙΚΤΥΑΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ.
ΤΟ Α.Τ.Μ. , ΤΟ ΙPv6 ΚΑΙ Η ΔΙΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ
ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ.

 

Oρισμός Προβλήματος

Εισαγωγή

Κεφάλαια

Κεφάλαιo 1
Κεφάλαιo 2
Κεφάλαιo 3
Κεφάλαιo 4
Κεφάλαιo 5

Πηγές

Παραρτήματα

Βασικές Έννοιες

Παρατηρήσεις

Συγγραφέας

Καθοδήγηση

Nησίδα ΑΤΜ

3.1 Εισαγωγή Εκτός από τη θεωρητική προσέγγιση του ΑΤΜ θέματος που αναφέρθηκε στο πρώτο μέρος υπήρξε ουσιαστική πρακτική επαφή με το ΑΤΜ μέσω της συμμετοχής στα ευρωπαϊκά προγράμματα NICE και XIMM. Μέρος της γνώσης που αποκομήθηκε θα παρουσιαστεί παρακάτω διαμέσου του ATM εξοπλισμού του εργαστηρίου Ycorlab. O ΑΤΜ εξοπλισμός αποτελείται από ένα μεταγωγέα ΑΤΜ και δύο Sun Sparc 20 με δύο ΑΤΜ κάρτες αντίστοιχα. Οι φυσικές συνδέσεις είναι F.O σε τοπικό επίπεδο αλλά και σε επίπεδο campus. Οι συσκευές δένονται με IP over ΑΤΜ. Σε επίπεδο IP έγιναν πειράματα με τη χρήση εργαλείων όπως CSCW, στα διάφορα πειραματικά ευρωπαϊκά προγράμματα που υπήρξε συμμετοχή. Παρακάτω θα γίνει περιγραφή του των βασικών χαρακτηριστικών του εξοπλισμού δηλαδή των ΑΤΜ συσκευών που αποτελούν το κόμβο ΑΤΜ και τα τερματικά ΑΤΜ. Τέλος θα περιγραφούν οι δύο τρόποι διασύνδεσης (SVC-PVC) των ΑΤΜ συσκευών μέσω του ΑΤΜ δικτύου. Ο πρώτος αποτελεί μια αυτοματοποιημένη διαδικασία ρυθμίσεων (autoconfiguration) της Fore ο οποίος όμως δεν αποτελεί διεθνές πρότυπο. Ο δεύτερος τρόπος απαιτεί με το χέρι τις ρυθμίσεις (manual) και συνήθως χρησιμοποιείται σε δίκτυα ετερογενή εξοπλισμό. 3.2 Περιγραφή ΑΤΜ Εξοπλισμού Ο ΑΤΜ εξοπλισμός που θα χρησιμοποιηθεί στο πρακτικό μέρος ουσιαστικά των αποτελούν δύο SUNSparc20 μηχανές με ενσωματωμένες ΑΤΜ κάρτες (ATM SBus Adapter) SBA-200 και λειτουργικό Solaris 2.5 (παλιότερα είχαν SunOs 4.1.3)και ένας ΑΤΜ μεταγωγέας ASX-200. 3.2.1 Sun SPARCstation 20-Κάρτα ΑΤΜ SBA-200 Με την κάρτα SBA-200 μπορεί μία μηχανή όπως ένα Sun SPARCstation να διασυνδεθεί με ένα ΑΤΜ δίκτυο. Λειτουργικά η SBA-200 υποστηρίζει TCP/IP, SNMP και πραγματοποιεί PVC συνδέσεις και SVC συνδέσεις διαμέσου του πρωτοκόλλου σηματοδοσίας SPANS και περιέχει ΑΤΜ API (Application Programmer Interface). 3.2.1.1 SBA Αρχιτεκτονική Η SBA περιέχει ενσωματωμένο ένα επεξεργαστή Intel i960 και παρέχει hardware SAR (Segmentation And Reassembly) σε AAL5 και AAL3/4. Είναι SBus master συσκευή και υποστηρίζει 32 bit μετάδοση δεδομένων και SBus DVMA (Direct Virtual Memory Access) 64 Bytes. Στους χρήστες ενός SPARCstation με SBA κάρτα παρέχονται ΑΤΜ δυνατότητες στις εφαρμογές τους αφήνοντας όλες τις διαδικασίες των χαμηλών επιπέδων όπως την επεξεργασία των cells, το τεμαχισμό και την επανασύσταση των cells και τη σηματοδοσία στο hardware και στους driver της κάρτας . 3.2.1.2 Καθορισμός IP διεύθυνσης του fa0 Για τον καθορισμό της IP διεύθυνσης του fa0 interface που αποτελεί το ATM interface, χρησιμοποιείται η εντολή: ifconfig fa0 <internet address> netmask + broadcast + up <enter> Η εντολή αυτή καθορίζει και το αν θα είναι σε λειτουργία ή σε παύση το interface. Για μόνιμη καταγραφή της IP διεύθυνσης πρέπει να γίνουν ρυθμίσεις στα κατάλληλα configuration files έτσι ώστε σε κάθε επανεκκίνηση των SUN μηχανών να παραμένει στο ΑΤΜ interface η ίδια διεύθυνση. 3.2.1.3 Περιπτώσεις δικτυακών συνδυασμών Οι SUN μηχανές μπορούν να ρυθμιστούν έτσι ώστε να βρίσκονται συγχρόνως και σε ένα ethernet LAN μέσω των ethernet interface αλλά και να έχουν ΑΤΜ διασύνδεση μέσω των ΑΤΜ interface αντίστοιχα. Μπορεί όμως οι SUN μηχανές να χρησιμοποιούν αποκλειστικά μόνο το ΑΤΜ interface οπότε απαραίτητη για την διασύνδεση του με ένα ethernet γίνεται η χρήση ενός ΑΤΜ μεταγωγέα όπως ο ASX-200. Στις παραπάνω περιπτώσεις απαραίτητη προσοχή χρειάζεται για το εάν θα γίνει στατική δρομολόγηση ή δυναμική (static or dynamic routing). 3.2.1.4 Εντολές δημιουργίας PVC-SVC Όπως γνωρίζουμε από το θεωρητικό μέρος στο ΑΤΜ οι συνδέσεις ανήκουν σε δύο βασικές κατηγορίες τις SVC και PVC. Οι SVC συνδέσεις γίνονται μέσω του πρωτοκόλλου SPANS. Οι συνδέσεις PVC γίνονται “δια χειρός” και χρειάζεται η ακόλουθη διαδικασία. Πρώτα από όλα πρέπει να απενεργοποιηθεί το πρωτόκολλο SPANS από το drive της ΑΤΜ κάρτας το οποίο και πραγματοποιείται με την εντολή atmconfig -s off fa0. Για την δημιουργία ενός PVC χρειάζονται δύο συνδέσεις , μια για τα δεδομένα που εξέρχονται και μία για τα εισερχόμενα δεδομένα. Η εντολή που χρησιμοποιείται στη πρώτη περίπτωση είναι η εξής: atmarp -s destination_ip_hostname unit vpi vci aal_type peak_rate Δηλαδή με τις παραμέτρους πρέπει να καθοριστεί ο προορισμός με τη IP διεύθυνση του ή με το όνομα του, τη μονάδα (interface) που στέλνει τα δεδομένα (συνήθως ονομάζεται fa0), το VCI/VPI ,ο τύπος του AAL (3/4 ή 5) και το peak rate της σύνδεσης. Το παρακάτω παράδειγμα είναι ο καθορισμός μιας σύνδεσης για εξερχόμενα δεδομένα από τη μηχανή earth-atm στη μηχανή mercury-atm μέσω του fa0 με VCI 0 και VPI 100, AAL 5 και peak rate 0 (όταν είναι 0 δεν προσδιορίζεις το peak rate οπότε δεν υπάρχει έλεγχος για το rate). atmarp -s mercury-atm fa0 0 100 5 0 Για τα εισερχόμενα δεδομένα πάλι χρησιμοποιείται η atmarp εντολή αλλά ως εξής: atmarp -l unit vpi vci aal_type Για παράδειγμα ακολουθεί ο καθορισμός μιας σύνδεσης για εισερχόμενα δεδομένα στη μηχανή earth-atm από τη μηχανή mercury-atm μέσω του fa0 με VCI 0 και VPI 100. atmarp -l fa0 0 100 5 3.2.2 ATM ΜΕΤΑΓΩΓΕΑΣ ASX-200 O ATM μεταγωγέας ForeRunner ASX-200 παρέχει σύνδεση σε 16 υπολογιστικούς σταθμούς (computer stations), hubs ή δρομολογητές σε ρυθμούς μετάδοσης έως και 155Mbps (ή σε 24 με 100Mbps) χρησιμοποιώντας σα φυσικό μέσο μετάδοσης τις πολυτροπικές οπτικές ίνες. Τώρα μέσω των υπηρεσιών των πρωτοκόλλων SONET, DS-3, DS-1, E-3 και J-2 μπορεί ο ASX-200 να διασυνδέσει μεταξύ τους WAN με LAN δίκτυα. 3.2.2.1 Περιγραφή των μερών του μεταγωγέα Η καρδιά του ΑSX-200 είναι ένας επεξεργαστής SPARC RISC, αλλά ουσιαστικά αποτελείται από: ASX-200 Switch Board To ASX-200 Switch Board περιέχει το πίνακα με τις αντιστοιχίες VCI/VPI με τις πόρτες και αναλαμβάνει τη μεταγωγή των cells. Μπορεί να δεχτεί έως και τέσσερα δικτυακά modules τα οποία περιέχουν έως και έξι πόρτες. Δεν υπάρχει περιορισμός για το είδος των δικτυακών modules και για οποιονδήποτε συνδυασμό μεταξύ τους. Switch Controller Controller μαζί με το σχετικό software ελέγχουν τη συμπεριφορά του Switch Board χωρίς να παρεμβαίνουν στη μεταγωγή των cells. Παρέχει μηχανισμούς διευθέτησης της διασύνδεσης μεταξύ των ΑΤΜ μεταγωγέων ενός δικτύου και είναι υπεύθυνο για την υποστήριξη του SNMP. Ακόμα έχει ένα ethernet interface από το οποίo υπάρχει πρόσβαση στο ASX-200 για διαχειριστικούς λόγους, αλλά μπορούν να δρομολογηθούν IP δεδομένα από το ένα IP (ethernet) δίκτυο στο άλλο IP δίκτυο (IP over ATM). ASX-200 Network Modules Τα δικτυακά modules αποτελούν τις φυσικές πόρτες εισόδου/εξόδου του ASX-200 μεταγωγέα. Ένα δικτυακό module μπορεί να περιέχει μέχρι έξι πόρτες και ένας ASX-200 υποστηρίζει οποιονδήποτε συνδυασμό modules απαιτείται από τις εκάστοτε δικτυακές ανάγκες.   Τεχνικές Προδιαγραφές ASX-200 Χαρακτηριστικά ASX-200 Switching Fabric 2.5 non-blocked Traffic policing UNI3.0 Dual Leaky Bucket Αριθμός πορτών 2 έως 24 switch transit delay λιγότερο από 10 microseconds Χρόνος διευθέτησης της σύνδεσης λιγότερο από 10 microseconds Μέγιστη ταχύτητα πόρτας 622 Mbps (OC-12/STM-4) Τροφοδοσία 240VAC @ 50HZ 1.3amps maximum Διαστάσεις H:15cm W:48cm D:59cm Βάρος 18kg μέγιστο Θερμοκρασία Λειτουργίας 0-40 C @ 5000ft Υγρασία 0-95% 3.2.2.2 Εντολές δημιουργίας PVC-SVC Τη δημιουργία SVC συνδέσεων την αναλαμβάνει το πρωτόκολλο SPANS .Η πραγματοποίηση PVC συνδέσεων περιλαμβάνει τη δημιουργία VP ή τη δημιουργία VC. Α) Για τη δημιουργία VP κάνουμε login στο ASX-200 και εκτελούμε την παρακάτω εντολή: configuration vpc new <port> <vpi> (<oport><ovpi> |term |orig) (-peak <peak>) (-maxvci <maxvci>) Τι δηλώνουν οι παράμετροι: port δηλώνει τον αριθμό της πόρτας από την οποία εισέρχεται στο μεταγωγέα το νέο VP vpi δηλώνει τον αριθμό του νέου VP το οποίο εισέρχεται στο μεταγωγέα oport δηλώνει τον αριθμό της πόρτας από την οποία εξέρχεται το νέο VP ovpi δηλώνει τον αριθμό του νέου VP το οποίο εξέρχεται από το μεταγωγέα term |orig δηλώνει εάν το VP που θα δημιουργηθεί τερματίζει ή αρχίζει από το μεταγωγέα -peak<peak> δηλώνει το μέγιστο ρυθμό μετάδοσης που μπορεί να μεταδώσει το κανάλι -maxvci<maxvci> Δηλώνει τον αριθμό των καναλιών που μπορεί να δημιουργηθούν εντός του VP. Β) Για τη δημιουργία VC κάνουμε login στο ASX-200 και εκτελούμε την παρακάτω εντολή: configuration vcc new <iport><ivpi><ivci><oport><ovpi><ovci>(-peak <peak>) (-cdvt<cdvt>)(<tag|drop>) Τι δηλώνουν οι παράμετροι: iport δηλώνει τον αριθμό της πόρτας υποδοχής ivpi δηλώνει τον αριθμό του εισερχόμενου VPI. ivci δηλώνει τον αριθμό του εισερχόμενου VCI oport δηλώνει τον αριθμό της πόρτας εξόδου ovpi δηλώνει τον αριθμό του εξερχόμενου VPI ovci δηλώνει τον αριθμό του εξερχόμενου VCI peak<peak> δηλώνει το μέγιστο ρυθμό μετάδοσης που μπορεί να μεταδώσει το κανάλι cdvt<cdvt> δηλώνει νέα τιμή για την ανοχή στη καθυστέρηση των cells. tag|drop Εάν επιλεγεί το tag ο μεταγωγέας σημειώνει τα cells που δεν έχουν το CLP=1. Εάν επιλεγεί το drop ο μεταγωγέας πετάει τα cells που δεν έχουν το CLP=1. 3.3 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ SVC-ATM SPANS ΣΥΝΔΕΣΗ Το SPANS πρωτόκολλο είναι η προσπάθεια της FORE για δημιουργία SVC με αυτόματες διαδικασίες διευθέτησης μεταξύ των συσκευών ΑΤΜ. Όλες οι συσκευές FORE υποστηρίζουν το πρωτόκολλο SPANS και γι αυτό το λόγο η σύνδεση μεταξύ τους είναι αυτοματοποιημένη. Δεν χρειάζεται λοιπόν από το μέρος του διαχειριστή ενός ΑΤΜ δικτύου να καταβάλει ιδιαίτερη προσπάθεια για τη διασύνδεση συσκευών που υποστηρίζουν SPANS. Οι συσκευές οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για τη πειραματική διάταξη είναι δύο SPARC STATION 20 με SBus ATM κάρτες τύπου ForeRunner SBA-200 και ένας ΑΤΜ μεταγωγέας ForeRunner ASX-200. Πειραματική διάταξη 3.3.1 Πρακτικά βήματα Το πρώτο από τα βήματα που έγιναν προς την πραγματοποίηση της πειραματικής διάταξης ήταν η εγκατάσταση του σωστού λογισμικού (Drivers) της ΑΤΜ κάρτας ώστε το SUN SPARC να αποτελέσει μια λειτουργική ΑΤΜ συσκευή. Οι επόμενες ρυθμίσεις έγιναν στα configuration files /etc/hostname.fa0 και /etc/hosts του λειτουργικού Solaris το οποίο και χρησιμοποιούν τα SUN SPARC. Στο πρώτο configuration file δίνεται ένα όνομα στο ΑΤΜ interface και στο δεύτερο γίνεται η καταγραφή του ονόματος του ΑΤΜ interface με την IP διεύθυνσή του. Οι φυσικές συνδέσεις έγιναν με (Multi mode) πολύτροπη οπτική ίνα. Οι μηχανές SUN SPARC που χρησιμοποιήσαμε ονoμάζονται earth και mercury και παρακάτω ακολουθούν οι ρυθμίσεις που έκανε αυτόματα το SPANS πάνω στα μηχανήματα: 3.3.1.1 Mercury ATM Configuration # atmconfig fa0 Interface/IP configuration -------------------------- MTU: 9188 ESI: 002048100FEF IP load balancing: enabled IP multicast: enabled IP SVC peak rate: (unlimited) # Μέχρι εδώ έγιναν ρυθμίσεις για το IP επίπεδο. SPANS configuration ------------------- SPANS: enabled vpi=0 vci=15 CLS: enabled vpi=0 vci=14 # Μέχρι εδώ έγιναν ρυθμίσεις για το για το link επίπεδο. OC3 configuration ----------------- Framing: SONET Clock Source: internal Internal Loopback: off Frame Scrambling: on Stream Scrambling: on Cell Insertion: unassigned # Μέχρι εδώ έγιναν ρυθμίσεις για το για το φυσικό επίπεδο. 3.3.1.2 Earth ATM Configuration # atmconfig fa0 Interface/IP configuration -------------------------- MTU: 9188 ESI: 002048101435 IP load balancing: enabled IP multicast: enabled IP SVC peak rate: (unlimited) SPANS configuration ------------------- SPANS: enabled vpi=0 vci=15 CLS: enabled vpi=0 vci=14 OC3 configuration ----------------- Framing: SONET Clock Source: internal Internal Loopback: off Frame Scrambling: on Stream Scrambling: on Cell Insertion: unassigned # 3.4 Δημιουργία PVC συνδέσεων Η δημιουργία PVC συνδέσεων περιλαμβάνει δύο είδη, το VC (virtual channel) και το VP (virtual path). Για τη δημιουργία VP απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ύπαρξη τουλάχιστον δύο ΑΤΜ μεταγωγέων οι οποίοι και αποτελούν τις συσκευές προέλευσης και τερματισμού ενός VP. Λόγω έλλειψης δεύτερου ΑΤΜ μεταγωγέα η πραγματοποίηση μιας VP σύνδεσης έγινε αδύνατη γι αυτό πραγματοποιήσαμε VC σύνδεση. Για την αμφίδρομη επικοινωνία των δύο τελικών ΑΤΜ σημείων που τα αποτελούν οι μηχανές earth και mercury έγιναν δύο VC συνδέσεις. Η μία με ροή πληροφορίας την μηχανή earth και κατεύθυνση τη μηχανή mercury και η δεύτερη είχε αντίστροφη ροή από mercury προς earth. Σημειώνουμε ότι η δημιουργία PVC η οποία γίνεται “με το χέρι” αποτελεί μια επίπονη και ιδιαίτερα επιρρεπή σε σφάλματα διαδικασία όταν πρόκειται για την υλοποίηση , συντήρηση και επέκταση μεγάλων δικτύων. 3.4.1 Πρακτικά βήματα Πάνω στο ASX-200 έγιναν ρυθμίσεις με την εντολή configuration vcc new ώστε να δημιουργηθούν και προς τις δύο κατευθύνσεις μεταγωγή στα κανάλια ροής της πληροφορίας έτσι ώστε να γίνει αμφίδρομη η επικοινωνία μεταξύ των μηχανών. Τα Virtual Channels είναι μονής κατεύθυνσης. Πάνω στις μηχανές οι ρυθμίσεις έγιναν τρέχοντας τις εντολές atmarp και atmconfig μέσω των συγκεκριμένων configuration files. Στο ένα configuration file χρησιμοποιώντας την εντολή atmarp καθορίζουμε ουσιαστικά τα κανάλια επικοινωνίας δηλαδή τα VC ενώ στο άλλο με την εντολή atmconfig ρυθμίζουμε τo ATM interface για την μετάδοση. 3.4.1.1 Καθορισμός ΑΤΜ interface # ATM interface setup /etc/iffa0up.ptx #using Fore ip interface a εκτελεί το script iffa0up.ptx # ATM fa0 interface setup for PVCs and routes. echo Configuring ATM PVCs # Unicasting PVC for earth <--> mercury connection. /usr/local/bin/atmarp -s 143.233.242.11 fa0 0 50 5 a δημιουργεί το κανάλι εξόδου των δεδομένων /usr/local/bin/atmarp -l fa0 0 55 5 a δημιουργεί το κανάλι εισόδου των δεδομένων # Multicasting PVC . #Not need multicasting # Add routing entries # No routing entries needed 3.4.1.1 Καθορισμός των καναλιών # Edit these variables end execute script to set the fa0 interface DEVICE=fa0 IPADDR=143.233.242.10 NETMASK=255.255.255.0 BROADCAST=143.233.242.255 MTU=9180 SPANS=off IPLOADBALANCE=on IPMULTICAST=on IPSVCPEAKRATE=off OC3LOOPBACK=off OC3FRAMING=sdh OC3CELLINSERT=idle OC3TIMINGSOURCE=internal #Μέχρι εδώ δημιουργούνται οι μεταβλητές που χρειάζονται για τη ρύθμιση του ΑΤΜ interface. # set the new values ifconfig $DEVICE down /usr/local/bin/atmconfig -m $MTU $DEVICE /usr/local/bin/atmconfig -s $SPANS $DEVICE /usr/local/bin/atmconfig -b $IPLOADBALANCE /usr/local/bin/atmconfig -p $IPMULTICAST $DEVICE /usr/local/bin/atmconfig -q $IPSVCPEAKRATE $DEVICE /usr/local/bin/atmconfig -l $OC3LOOPBACK $DEVICE /usr/local/bin/atmconfig -f $OC3FRAMING $DEVICE /usr/local/bin/atmconfig -i $OC3CELLINSERT $DEVICE /usr/local/bin/atmconfig -t $OC3TIMINGSOURCE $DEVICE # Οι παραπάνω εντολές ρύθμισαν με συγκεκριμένες τιμές τα χαρακτηριστικά του ΑΤΜ interface. ifconfig $DEVICE $IPADDR netmask $NETMASK broadcast $BROADCAST mtu $MTU up # Τοποθέτηση διεύθυνσης στο interface και ενεργοποιησή του. # show current config /usr/local/bin/atmconfig $DEVICE ifconfig $DEVICE #Εμφάνιση στην οθόνη των ρυθμίσεων που έγιναν

Κεντρική Σελίδα