275 lines
13 KiB
TeX
275 lines
13 KiB
TeX
\magnification=\magstep1
|
|
\input epsf.tex
|
|
\input mjmac.tex
|
|
|
|
\language=\czech
|
|
\chyph
|
|
|
|
\hsize=160truemm % A4 with 25mm margins
|
|
\vsize=247truemm
|
|
\parindent=2em
|
|
\nopagenumbers
|
|
|
|
\def\hdr#1{\medskip\leftline{\bf #1}\smallskip}
|
|
\def\\{\hfil\break}
|
|
\def\BIRD{{\sc Bird}}
|
|
|
|
\def\inititemize{\vskip 1pt\begingroup
|
|
\parskip=1pt plus 0.3pt minus 0.1pt
|
|
\advance\leftskip by 3em
|
|
\advance\rightskip by 3em
|
|
\parindent=0pt
|
|
}
|
|
|
|
%%% Úvod a historie projektu
|
|
\hdr{Na počátku bylo vejce aneb Úvodem}
|
|
|
|
\noindent Internet i UNIX jsou na světě již pěkných pár pátků. Počítače pracující
|
|
pod nepřeberným množstvím unixovských systémů od nepaměti fungují jako
|
|
internetové poštovní servery, name-servery a menší routery. Skoro by se zdálo, že
|
|
si tyto dva světy už nemají co nového říci. V~posledních letech ovšem
|
|
výrazně vzrostl výkon běžných PC-ček a objevily se pro ně karty podporující
|
|
nejrůznější síťové technologie, a~tak se tyto počítače staly vhodnými
|
|
kandidáty i~pro funkci routerů. Na~mnoha místech tak starší PC-čko
|
|
s~volně šiřitelným softwarem předstihlo svého staršího a dražšího
|
|
komerčního sourozence. Ačkoliv podpora routingu, firewallingu a inteligentní
|
|
queue management v~jádrech těchto~OS (a~zejména Linuxu) je již velice
|
|
vyspělá, ještě nedávno byly notně zanedbávány protokoly pro dynamický
|
|
routing, tradiční unixovskou koncepcí umístěné do~uživatelského prostoru
|
|
v~podobě routovacích daemonů.
|
|
|
|
Tento nedostatek se pokoušela mezi jinými napravit také skupina nadšenců
|
|
na~pražské Matematicko-fyzikální fakultě UK, která se rozhodla jako svůj
|
|
studijní projekt vytvořit nového routovacího daemona, který by se stal
|
|
něčím víc než jen důstojným konkurentem komerčních routerů -- nejen
|
|
kopíroval už známá řešení, ale také přispěl něčím novým; na~jedné straně
|
|
být stabilním a efektivním programem pro praxi, na~straně druhé ovšem
|
|
i~laboratoří pro snadné experimentování s~novými myšlenkami. A~tak se
|
|
narodil projekt {\it BIRD Internet Routing Daemon} (zkráceně \BIRD\footnote{$^0$}{Projekt
|
|
si samozřejmě vysloužil nejrůznější přezdívky -- od Ptáčete až po~Ptákovinu.}).
|
|
|
|
Původní plány byly smělé a rozhodné: Vytvořit nejlepšího routovacího
|
|
daemona na světě, který by fungoval na~všech platformách, vyžadoval
|
|
minimum strojového času a paměti, podporoval všechny routovací protokoly
|
|
atd., zkrátka sen, jaký má být. Přeskočme nyní dva roky vývoje\footnote{$^1$}{během nichž
|
|
z~některých požadavků samozřejmě sešlo -- například logem projektu
|
|
se nakonec nestal ptáček nesoucí v~zobáčku snítku byliny řečené routa \dots}
|
|
a podívejme se, co z~toho vzešlo.
|
|
|
|
%%% Svět routingu
|
|
%% v~tištěné verzi přeskočíme
|
|
|
|
%%% Co BIRD dokáže
|
|
\hdr{Když ptáčka lapají, pěkně mu zpívají aneb Feature list}
|
|
|
|
\noindent \BIRD\ dostal od svých sudiček do~vínku mnohé dary:
|
|
|
|
\def\icirc{\raise0.2ex\hbox{$\circ$}} % Signs frequently used for \itemize
|
|
|
|
\itemize\ibull
|
|
\:Schopnost komunikovat protokoly IPv4 i IPv6.
|
|
\:Podporu všech základních routovacích protokolů:
|
|
\itemize\icirc
|
|
\:RIPv2 (Routing Information Protocol, viz RFC 1723 a 2080)\\
|
|
Určen pro interní routing, dnes významu spíše historického.\\
|
|
Algoritmus: distance vector (Bellman-Ford).\\
|
|
Velmi pomalá konvergence, použitelý pouze pro maličké sítě.
|
|
\:OSPFv2 (Open Shortest Path First, viz RFC 2328)\\
|
|
Určen pro interní routing, v~současné době asi nejběžnější.\\
|
|
Algoritmus: link state (Dijkstra).\\
|
|
Rychlá konvergence, ale velice komplikovaný.\\
|
|
Zatím podporujeme pouze pro IPv4.
|
|
\:BGP4 (Border Gateway Protocol, viz RFC 1771 a 2283)\\
|
|
Standardní protokol pro externí routing mezi AS.\\
|
|
Rychlá konvergence, možnost administrativní filtrace.\\
|
|
Algoritmus: path vector (upravený Bellman-Ford).
|
|
\endlist
|
|
\:Propojování protokolů a výměnu dat mezi nimi.
|
|
\:Schopnost uplatňovat routing policy -- určovat, které routovací informace
|
|
budou od~kterých protokolů přijímány a do~kterých protokolů vysílány.
|
|
\:Snadnou konfiguraci a údržbu, ale o~tom až později.
|
|
\:Modulární architekturu umožňující snadné doplňování nových protokolů,
|
|
filtrů i jednoduché portování na~další systémy. (Interface k~routovacím
|
|
službám jádra je bohužel i mezi jednotlivými unixovskými systémy natolik
|
|
různorodý, že dokonce i~Linux 2.0 a Linux 2.2 jsou naprogramovány jako dva
|
|
odlišné porty.)
|
|
\:A v~neposlední řadě kvalitní dokumentaci jak uživatelskou, tak
|
|
programátorskou (to je vítaný důsledek bytí školním projektem).
|
|
\endlist
|
|
|
|
%%% A jak to všechno propojit
|
|
\hdr{Svět z~ptačí perspektivy aneb Jak to všechno dát dohromady?}
|
|
|
|
\noindent Hlavním problémem ovšem není ani tak všechny tyto vymoženosti naprogramovat
|
|
a popropojovat, nýbrž udělat to tak, aby z~toho nevznikl neudržovatelný
|
|
a neefektivní zmatek\footnote{$^2$}{Nádherným příkladem je Mendelův pes,
|
|
jak ho kdysi nakreslil pan Kantorek.}. Z~toho se zrodil modulární pohled
|
|
na~svět routingu a následně i celá modulární architektura programu:
|
|
|
|
\bigskip
|
|
|
|
\centerline{\epsfxsize=0.9\hsize\epsfbox{../slides/obr5.eps}}
|
|
|
|
\medskip
|
|
|
|
Základem pohledu na~Internet z~naší \uv{ptačí perspektivy} je routovací
|
|
tabulka. Na~ní jsou připojeny jednotlivé routovací protokoly -- jak
|
|
protokoly reálné, tak i několik virtuálních, jako je například protokol
|
|
Kernel zajišťující synchronizaci tabulky s~tabulkou jádra nebo protokol
|
|
Static generující podle své konfigurace statické směrování. Každý z~protokolů
|
|
posílá do~tabulky položky pro všechny routy, které se na~základě svých informací
|
|
o~topologii sítě dozvídá. Tabulka pro každou síť vybírá na základě preferencí
|
|
jednotlivých protokolů a jejich metrik optimální směr a ten oznamuje
|
|
zpět protokolům. V~cestě ovšem v~obou směrech stojí filtry, které mohou
|
|
tok dat regulovat -- některé položky odmítat, jiné upravovat (například
|
|
jim přenastavovat metriky či tagy; to se dokonce vztahuje i~na
|
|
atributy doplňované cílovým protokolem, protože nejprve cílový protokol
|
|
nastaví implicitní hodnoty svých atributů, pokud je již položka neobsahovala,
|
|
a teprve pak dojde k~filtrování).
|
|
|
|
Routovacích tabulek může dokonce existovat vícero a pomocí protokolu Pipe
|
|
si mohou přeposílat vybrané položky. Tím můžeme zajistit například
|
|
routing závislý na~zdrojové adrese či vstupním interfacu: u~Linuxu 2.2
|
|
či novějšího nakonfigurujeme jádru více routovacích tabulek a každou
|
|
z~nich připojíme na~jednu tabulku naši.
|
|
|
|
\hdr{Ptačí zpěv aneb User interface}
|
|
%%% User interface: konfigurace, logging a filtry. Remote control.
|
|
|
|
\noindent Síť se mění a s~ní se musí měnit i konfigurace síťových
|
|
komponent. Ta se pozvolna stala tradičním kamenem úrazu většiny routerů.
|
|
U~tohoto kamene se totiž scházejí dva odvěcí nepřátelé:
|
|
snaha o~snadnost a flexibilitu konfigurace a snaha o~nepřetržitý
|
|
provoz sítě. A~jednou sleví ten, podruhé onen -- autoři některých
|
|
routerů vsadili na~sílu textových konfiguračních souborů za~cenu
|
|
toho, že se po~každé změně konfigurace musí router restartovat
|
|
a po~nějakou dobu neroutuje, jiní zase podřídili non-stop provozu
|
|
vše ostatní a stvořili konfigurování nepřeberným množstvím online
|
|
příkazů, pomocí nichž se některé věci provádějí snadno, jiné,
|
|
na~které autoři speciální příkaz nevymysleli, už obtížněji a ještě jiné
|
|
vyžadují do~výsledného stavu dospět postupným provedením mnoha změn,
|
|
což má obvykle za~důsledek daleko delší výpadek než jaký by byl vznikl
|
|
reloadem celého routeru.
|
|
|
|
\BIRD\ se snaží dosáhnout obojího: používá textové konfigurační soubory,
|
|
uživateli tak dává možnost vytvářet konfiguraci víceméně libovolným
|
|
způsobem -- ať již ručním editováním, interaktivními programy či
|
|
automatickým generováním pomocí scriptů. Po~změně konfigurace je
|
|
ovšem schopen si novou verzi souboru přečíst, porovnat s~právě
|
|
používanou konfigurací a změnám se za běhu přízpůsobit (pokud
|
|
jsou změny příliš velké, může to způsobit restart
|
|
některého z~protokolů, ale provoz těch, kterých se změna
|
|
netýkala, to nijak neohrozí).
|
|
|
|
Konfigurace každého protokolu (lépe řečeno každé jeho instance --
|
|
protokoly mohou být spuštěny několikrát na~různých rozhraních
|
|
či nad různými tabulkami) vypadá přibližně takto:
|
|
|
|
\verbatim{ protocol bgp TestBGP { # instanci si můžeme nazvat
|
|
local as 65000; # náš AS
|
|
neighbor 195.39.3.64 as 5588; # sousední AS
|
|
export all; # posílat budeme všechno
|
|
import filter { # na vstupu některé odmítneme
|
|
if !(bgp_path ~ / ? 5588 ? /) then reject;
|
|
if net ~ [ 10.0.0.0/8+, 192.168.0.0/16+ ] then reject;
|
|
preference = 101; # zbylým nastavíme preferenci
|
|
accept; # a přijmeme je
|
|
};
|
|
}}
|
|
\noindent Vždy popisuje protokol, jeho parametry, připojení k~tabulkám
|
|
(v~našem případě používáme tabulku implicitní) a nastavení vstupních
|
|
i~výstupních filtrů.
|
|
|
|
Filtry jsou popisovány jednoduchým procedurálním programovacím jazykem,
|
|
který má k~dispozici všechny informace o~právě zpracovávané položce, může
|
|
se podle nich rozhodovat a libovolně je měnit. Díky tomu je možné jednoduše
|
|
zadávat i velice složitá pravidla, definovat si podprogramy sdílené
|
|
filtry patřícími k~více protokolům, i~počítat metriky pro jeden protokol
|
|
na základě metrik protokolů ostatních.
|
|
|
|
Vítaným pomocníkem při odhalování problémů v~sítích je rovněž volitelné
|
|
logování důležitých událostí a trasování činnosti protokolů: zde si je
|
|
možno pro každý protokol vyžádat prakticky cokoliv počínaje základními informacemi o~běhu
|
|
protokolu (připojování a odpojování sousedů apod.), přes výměnu položek
|
|
mezi protokolem, filtry a jeho tabulkou, a konče detailním výpisem všech
|
|
přijatých i odeslaných paketů.
|
|
|
|
Mimo to \BIRD\ disponuje \uv{dálkovým ovládáním} -- jednoduchým příkazovým
|
|
rozhraním, přes které se mohou připojovat různí klienti a vydávat jak
|
|
některé řídící příkazy (restarty protokolů, reload konfigurace, přepínání
|
|
trasování, \dots), tak požadavky na~vypisování stavu routovacích tabulek
|
|
a protokolů. U~těchto příkazů je možno využívat plné síly filtrovacího
|
|
jazyka, takže chceme-li například znát všechny routy směrované pomocí
|
|
BGP na jednoho konkrétního souseda, stačí položit dotaz typu
|
|
|
|
\verbatim{ bird> show route where source=RTS_BGP && gw=62.168.0.1}
|
|
|
|
\noindent a dozvíme se ihned vše, co jsme potřebovali. Ladění filtrů
|
|
navíc usnadní i~to, že se můžeme zeptat na~obsah routovací tabulky
|
|
z~pohledu některého z~běžících protokolů.
|
|
|
|
%%% BIRD uvnitř
|
|
%\hdr{Ptačí anatomie}
|
|
%% existuje progdoc
|
|
|
|
%%% Netradicni pouziti
|
|
\hdr{Cesty tažných ptáků aneb Za hranicemi všedních dnů}
|
|
|
|
\noindent Hotová modulární implementace routovacího daemona samozřejmě
|
|
svádí i k~méně tradičnímu využití. Zde se fantazii meze nekladou, autory
|
|
samé během vývoje napadly například tyto triky:
|
|
|
|
\itemize\ibull
|
|
\:{\I multirouter} -- \uv{schizofrenní} zařízení pracující na různých
|
|
skupinách interfaců jako různé routery řídící se různými pravidly,
|
|
ležící třeba i v~různých autonomních systémech. To je možno zařídit
|
|
patřičným nastavením jádra a buďto více běžícími \BIRD{}y nebo dokonce
|
|
jedním pracujícím s~několika různými routovacími tabulkami. Tak by
|
|
mohl například celý pražský NIX běžet na jediném routeru (pravda,
|
|
běžné PC by na to nestačílo), a přesto by si každý provider mohl sám
|
|
určovat a konfigurovat svou vlastní routovací politiku.
|
|
\:{\I šedá eminence} -- \BIRD\ by ani nemusel běžet přímo na~stroji, který
|
|
pakety routuje, mohl by také hotové routovací tabulky diktovat
|
|
nějakému dedikovanému routeru disponujícím výkonnějším hardwarem,
|
|
a tak skloubit špičkovou propustnost \uv{velkého železa}
|
|
s~flexibilitou routeru bežícího pod unixovským systémem.
|
|
\:{\I inteligentní mirror} -- aplikace se nemusí zastavovat u~routingu
|
|
jako takového, mnohdy je možno informace získané z~provozu routeru
|
|
využívat k~dalším účelům, například k~inteligentnímu přesměrovávání
|
|
klientů na~nejbližší mirror vašeho archivu.
|
|
\endlist
|
|
|
|
%%% A co dal?
|
|
\hdr{Čas ptáčat aneb Co dál?}
|
|
|
|
Přestože po~úspěšném obhájení projektu a prvních několika desítkách
|
|
spokojených uživatelů (a samozřejmě i~pár opravených chybách) nyní vývoj
|
|
spíše stagnuje, autoři již spřádají plány do~budoucnosti, které
|
|
by měly \BIRD{}ovi přinést mimo jiné také routování multicastů, agregaci
|
|
síťových prefixů, OSPFv3 pro IPv6, on-demand linky a porty na~další systémy.
|
|
|
|
%%% Reference na nás a ostatní routery
|
|
\hdr{Snůška odkazů na závěr}
|
|
|
|
\noindent {\sc Bird Team} pod vedením RNDr. Libora Forsta ({\I forst@cuni.cz}) tvořili:
|
|
$$\vbox{\halign{#\hfil & \quad \it # \hfil & \quad \it # \hfil\cr
|
|
Ondřej Filip&feela@ipex.cz&http:/$\!$/feela.ipex.cz/\cr
|
|
Martin Mareš&mj@ucw.cz&http:/$\!$/atrey.karlin.mff.cuni.cz/\char126mj/\cr
|
|
Pavel Machek&pavel@ucw.cz&http:/$\!$/atrey.karlin.mff.cuni.cz/\char126pavel/\cr}}$$
|
|
Domácí stránku projektu najdete na {\it http:/$\!$/bird.network.cz/,} odtamtud již
|
|
vedou odkazy na~aktuální verzi, online dokumentaci i mailing list
|
|
uživatelů.
|
|
Všechna zmiňovaná RFC i mnoho dalších naleznete na {\it http:/$\!$/www.rfc-editor.org/},
|
|
první myšlenky o~využívání ptactva v~Internetu sahají až k~RFC~1149.
|
|
\BIRD\ není na~světě sám, má i~příbuzné; mezi nimi za zmínku stojí
|
|
daemoni {\sc GateD} ({\I http:/$\!$/www.gated.org/}), \hbox{\sc Zebra} ({\I http:/$\!$/www.zebra.org/})
|
|
a {\sc Mrtd} ({\I http:/$\!$/www.mrtd.net/}).
|
|
O~IPv6 se bohužel zatím jen píše, na~jeho celointernetové nasazení se stále
|
|
čeká a mezitím přibývá address-translatorů a dalších zvěrstev. Snad jediná
|
|
větší síť používající tento protokol je experimentální virtuální síť 6-bone
|
|
(viz {\it http:/$\!$/www.6bone.net/} a odkazy odtamtud).
|
|
|
|
Dotazy a připomínky posílejte buďto autorovi nebo celému {\sc Bird Team}u na~adresu
|
|
{\I bird@bird.network.cz}.
|
|
|
|
\bye
|