V04 - IP-Routing: Spezielle Aspekte

Question 1

Was ist ein Multicast?

Answer 1

Ein Sender sendet an eine Gruppe von Empfängern

Question 2

Wie findet die Adressierung bei Multicast statt?

Answer 2

• Indirekte Adressierung über Multicast-Gruppen

- bei IPv4 Gruppe durch Adresse der Klasse D adressiert

Question 3

Was ist das Internet Group Management Protocol (IGMP)?

Answer 3

Ein Protokoll zwischen Host und lokalem Router: Informationsaustausch zwischen den Routern nur durch Routing-Protokolle, keine globale Information über Gruppenmitglieder.

Question 4

Welche Nachrichtentypen hat das IGMP? (3)

Answer 4

• Membership_query: Anfrage des Routers an lokales LAN
• Membership_report: Host ist Mitglied der Gruppe
• Leave_group: Host verlässt die Gruppe (optional)

Question 5

Was ist Link-State-Multicast Routing?

Answer 5

• Link-State-Pakete geben für jedes LAN an, für welche Gruppen Mitglieder im LAN sind
• Jeder Router berechnet spannenden Baum mit kürzesten Wegen im Gesamtnetz: von jeder Quelle zu jeder Gruppe

Question 6

Was ist wichtig beim Distanzvektor-Multicast?

Answer 6

• Router kennen globalen Netzwerkgraph nicht
• Jeder Router hält Tabelle mit Einträgen
• Router tauschen Nachrichten aus

Question 7

Was ist das Grundprinzip von Distanzvektor Multicast?

Answer 7

Reverse Path Forwarding (RPF)

Question 8

Wie funktioniert Reverse Path Forwarding?

Answer 8

• Wenn ein Router ein Paket von Quelle S über Link L erhält
  
  • Paket an alle Links außer L weiterleiten (wie bei Flooding)
  • Aber nur, wenn L der Link auf dem kürzesten Weg zu S ist (das Paket also vom nextHop in Richtung S kam)
• Überflüssige Übertragungen des Pakets finden nur beim ersten Paket statt. Danach werden sie durch Pruning verhindert

Question 9

Wie funktioniert Pruning?

Answer 9

• Ein “Blatt”-Router, der Pakete empfängt, aber kein Gruppenmitglied im LAN hat, sendet eine Prune-Nachricht an seinen Upstream-Router
• Ein Router, der von allen Downstream-Routen Prune empfangen hat, sendet Prune Upstream weiter
• Rückgängigmachen des Pruning durch Timeout oder explizite Join-Nachricht

Question 10

Was bedeutet Reverse Path Broadcast (RPB)?

Answer 10

Wenn an ein LAN mehrere Router angeschlossen sind, sendet nur einer davon Multicast-Pakete in das LAN.

Question 11

Was sind Probleme bei RPF (Reverse Path Forwarding)? (2)

Answer 11

• Skalierbarkeit

- Default Verhalten: jeder Router erhält das Paket, meist aber nur wenige Router wirklich betroffen

Question 12

Welche beiden Modi gibt es bei PIM (Protocol Independent Multicast)?

Answer 12

• Dense: Ansatz wir bei RPF mit Pruning

- Sparse: Router muss sich explizit registrieren

Question 13

Wie wird bei PIM ein Multicast-Baum aufgebaut?

Answer 13

• Für jede Gruppe wird ein spezieller Router (Rendezvouspunkt, RP) ausgewählt
• Router senden Join bzw. Prune-Nachrichten an RP, um sich zu registrieren bzw. abzumelden
• Durch den Weg der Join-Nachrichten wird ein Baum aufgebaut (mit RP als Wurzel): unabhängig vom verwendeten Routing-Protokoll, ein gemeinsamer Baum für alle Quellen

Question 14

Wie ist der Ablauf beim Senden eines Multicast-Pakets mit PIM?

Answer 14

• Quelle sendet Paket über Tunnel an RP (Rendezvouspunkt)

- RP sendet Paket über Baum an Multicast-Gruppe

Question 15

Welche Optimierungen sind möglich beim Routing mit PIM (bei entsprechendem Verkehrsaufkommen)? (2)

Answer 15

1. RP sendet quellenspezifischen Join an Quelle: damit kennen dazwischenliegende Router den Pfad, kein IP-Tunneling mehr notwendig. Pfad gilt nur für die im Join angegebene Quelle
2. Empfänger senden quellenspezifischen Join an Quelle: Aufbau eines Quellenspezifischen Baumes mit Quelle als Wurzel

Question 16

Wie funktioniert Mobile IP?

Answer 16

• Ein bzw. zwei Router mit speziellen Fähigkeiten
  
  • Heimatagent (HA): im Heimatnetz des mobilen Hosts = permanente IP-Adresse (Heimatadresse) des mobilen Hosts (MH) liegt im Netz dieses Routers
  • Fremdagent (FA): im aktuellen Netz des MH
• HA und FA senden regelmäßig Advertisements: enthalten IP-Adresse des Routers
• Im Heimatnetz: mobiler Host erhält Adresse des HA
• Im Fremdnetz: MH registriert sich bei FA, sendet Adresse des HA. FA sendet c/o-Adresse (care-off) des MH (in der Regel Adresse des FA) an HA
• Pakete werden über den HA geroutet und dieser sendet die Pakete über IP-Tunnel an FA, der wiederum sendet Pakete an mobilen Host

Question 17

Wozu wird Multiprotocol Label Switching (MPLS) heutzutage eingesetzt? (3)

Answer 17

• Weiterleitung von IP-Paketen entlang expliziter Routen
• Realisierung von Tunneln und virtuellen privaten Netzen
• IP-Unterstützung für Switches, deren Hardware keine IP-Pakete verarbeiten kann

Question 18

Wie funktioniert Multiprotocol Label Switching (MPLS)?

Answer 18

• IP-Datenpaketen werden verschiedene Labels zugewiesen, die es Routern ermöglichen sehr schnell und über die optimale Route im Netz weiterzuleiten
• Beim Eintritt in das Netzwerk wird dem Datenpaket ein sogenanntes Label zugeordnet, das Informationen zur genauen Route, die das Paket nehmen soll, enthält.
• Das Label wird an das Paket angehängt und bei jedem Knotenpunkt, der erreicht wird, muss nur das Label mit den Zielinformationen ausgelesen werden.
• Dadurch können Datenpakete durch einen Tunnel geschickt werden, ohne auf ihrem Weg behindert zu werden. Des Weiteren können mit MPLS Datenpakete priorisiert werden.