Overview (in italian) of IXP world to students

1. Licensed under Creative Commons Attribution 3.0 License
http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/

2. http://www.youtube.com/watch?v=a5837LcDHfE
2

3. Sommario
• Fondamenti
– Gerarchia ISP
– Autonomous Systems
– Internal Protocols VS External Protocols
– Peering VS Transit
• Scenario
– Architettura Internet Globale
– Enti regolatori (Ripe, etc….)
• Neutral Access Points
– Cosa sono
– Tipologie
• Esempio pratico: TOP-IX
– Architettura di rete
– Operatività
3

4. Sommario
• Fondamenti
– Gerarchia ISP
– Autonomous Systems
– Internal Protocols VS External Protocols
– Peering VS Transit
• Scenario
– Architettura Internet Globale
– Enti regolatori (Ripe, etc….)
• Neutral Access Points
– Cosa sono
– Tipologie
• Esempio pratico: TOP-IX
– Architettura di rete
– Operatività
4

5. Internet
?
5

6. Internet: rete di reti
• Architettura gerarchica
• Al centro: “tier-1” ISPs (Internet Service
Providers e.g., Level3, Sprint, AT&T)
– “A network that can reach every other network on
the Internet without purchasing IP transit or paying
settlements” (Wikipedia)
I Tier-1
providers si Tier 1 ISP
interconnettono
tra loro
Tier 1 ISP Tier 1 ISP
6

7. Internet: rete di reti
• “Tier-2” ISPs: più piccoli, a carattere Regionale
– Si connettono ad uno o più Tier-1: essendo loro Clienti pagano l’IP
transit
– Si connettono ad altri Tier-2
I Tier-2 ISPs si
I Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP interconnettono
pagano i tier-1 tra loro
ISP per la Tier 1 ISP
connettività al
resto di Internet
(IP TRANSIT)
Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP
Tier-2 ISP Tier-2 ISP
7

8. Internet: rete di reti
• “Tier-3” ISPs
– Si connettono ad uno o più Tier-2: essendo loro Clienti pagano l’IP transit
• ISPs locali
– Ultimo hop (“Accesso”) della rete
local
ISP Tier 3 local
local local
ISP ISP
ISP ISP
Tier- 3 ISPs Tier-2 ISP Tier-2 ISP
sono clienti
degli ISP di Tier 1 ISP
livello più alto
per poter
essere
connessi al Tier 1 ISP
resto di
Tier 1 ISP Tier-2 ISP
Internet local
Tier-2 ISP Tier-2 ISP
ISP
local local local
ISP ISP ISP
8

9. Internet: rete di reti
local
ISP Tier 3 local
local local
ISP ISP
ISP ISP
Tier-2 ISP Tier-2 ISP
Tier 1 ISP
Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP
local
Tier-2 ISP Tier-2 ISP
ISP
local local local
ISP ISP ISP
9

10. Internet Core Today
Fonte: Internet Atlas Report http://dpsquare.top-ix.org/group/topixtech
10

11. Autonomous System
• La rete di ciascun ISP è associata al cosiddetto Autonomous
System Number (ASN) – alcuni ne hanno più di uno
• IETF document, RFC 4271
“The classic definition of an Autonomous System is a set of routers under a
single technical administration, using an interior gateway protocol (IGP) and
common metrics to determine how to route packets within the AS, and using an
inter-AS routing protocol to determine how to route packets to other ASs. Since
this classic definition was developed, it has become common for a single AS to use
several IGPs and sometimes several sets of metrics within an AS. The use of the
term Autonomous System here stresses the fact that, even when multiple IGPs and
metrics are used, the administration of an AS appears to other ASs to have a
single coherent interior routing plan and presents a consistent picture of what
destinations are reachable through it.”
• Fino al 2006
– 16 bit
– 65K ASNs
– Da 64.512 a 64.534 per usi privati
• Dal 2007
– 32 bit
– 4,3B ASNs
11

12. Internet Routing Protocols
• Protocolli che specificano come i router comunicano
tra loro
– Scambio di per selezionare il percorso tra due nodi
– Scelta fatta sulla base di algoritmi specifici
• Interior Gateway Protocols
– OSPF (Open Shortest Path First)
– RIP (Routing Information Protocol)
– IS-IS (Intermediate System to Intermediate System)
– EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)
• Interdomain Protocols
– EGP (Exterior Gateway Protocol)
– BGP (Border Gateway Protocol)
12

13. Algoritmi utilizzati
• Link-state routing protocol
– Basati sull’algoritmo di Dijkstra
– Ogni nodo ha una copia della “mappa di rete”
– Vengono propagati in tutta la rete i cambiamenti sui collegamenti
– Ogni router calcola indipendentemente la miglior via per ogni
possibile destinazione di rete
– “Each router tells the world about its neighbors”.
– Esempi: OSPF, IS-IS
• Distance-vector routing protocols
– Basati sull’algoritmo “Bellman-Ford”
– Ogni nodo informa i propri vicini dei cambiamenti di rete
periodicamente (Viene inviata tutta la routing table)
– Ogni nodo aggiorna la tabella di routing
– “routing by rumor”
– Esempi: RIP, BGP, EIGRP
13

14. CIDR
Classless Inter-Domain Routing
• Nato per sopperire alla
carenza di indirizzi
• Supera il sistema di
assegnazione per classi
• Blocchi A.B.C.D/N
– A.B.C.D
– N da 0 a 32
• Esempio:
– 194.8.2.0/24
– Corrisponde ad una classe C
14

15. BGPv4
Con il BGP vengono propagati indirizzi e ASN
L’AS Path è utilizzato come metrica di scelta del percorso
15

16. ASN ufficiale?
• Unico upstream provider: politiche di routing
esatamente analoghe NO ASN
• Più upstream providers
– Routing indipendente SI ASN
– Nessuna preferenza NO AS
16

17. Internet Transit
http://drpeering.net/
17

18. Transit Prices
18

19. Internet Peering
http://drpeering.net/
19

20. Sommario
• Fondamenti
– Gerarchia ISP
– Autonomous Systems
– Internal Protocols VS External Protocols
– Peering VS Transit
• Scenario
– Architettura Internet Globale
– Enti regolatori (Ripe, etc….)
• Neutral Access Points
– Cosa sono
– Tipologie
• Esempio pratico: TOP-IX
– Architettura di rete
– Operatività
20

21. Global Internet
21

22. Europa
22

23. Direttrici di traffico
23

24. Traffico per paese
24

25. • Organismo che sovraintende
– allocazione degli indirizzi IP
– Gestione delle “root zones” per il Domain Name System
• Delega localmente l’allocazione degli indirizzi IP ai
Regional Internet Registries (RIRs)
• Amministra i contenuti dei root servers in accordo con
i gestori dei Top Level Domains (TLDs)
• Gestita dall’Internet Corporation for Assigned Names
and Numbers (ICANN)
– Dipende dall’US Department of Commerce (DoC)!!!!
– Proposte di scorporo
25

26. RIRs
I membri dei RIRs sono i Local Internet Registry (LIR)…
….ovvero gli ISP
26

27. • Internet Engineering Task Force
• Organizzazione aperta che sviluppa e promuove standard
Internet in collaborazione con altri enti (es W3C)
– TCP/IP
– Internet Protocol suite. It is an open standards organization
• Da chi dipende:
– Fino agli anni ‘90…..US Government……
– Dopo…..indipedente, legata a Internet Society
• Request for Comments (RFC)
27

28. Sommario
• Fondamenti
– Gerarchia ISP
– Autonomous Systems
– Internal Protocols VS External Protocols
– Peering VS Transit
• Scenario
– Architettura Internet Globale
– Enti regolatori (Ripe, etc….)
• Neutral Access Points
– Cosa sono
– Tipologie
• Esempio pratico: TOP-IX
– Architettura di rete
– Operatività
28

29. Internet Exchange Point
Infrastruttura fisica (di livello 2 OSI) che permette agli ISPs di
scambiare traffico tra le loro reti tipicamente attraverso accordi
di peering
local
ISP Tier 3 local
local local
ISP ISP
ISP ISP
Tier-2 ISP Tier-2 ISP
Tier 1 ISP
IXP
Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP
local
Tier-2 ISP Tier-2 ISP ISP
local local local
ISP ISP ISP
29

30. Perché l’IX
TIER-1 ISP TIER-1 ISP
TIER-2 TIER-2
$ $ ISP 1 ISP 2
TIER-2 TIER-2 Internet
ISP 1 ISP 2 VS exchange
ISP B ISP C
$ $ $ $
ISP A ISP B ISP C ISP D ISP A ISP D
ISP customers ISP customers ISP customers ISP customers
Riduzione costi di transito Scalabilità della Banda
Migliori prestazioni (bassa latenza)
30

31. Latenza
traceroute to www.top-ix.it (194.116.122.2), 30 hops max, 40 byte packets
1 vlan25.har-ley.mur.teaser.net (213.162.50.49) [AS16073] 1.546 ms 1.505 ms 1.451 ms
2 vrrp1.core1-core2.accelance.net (213.162.48.254) [AS16073] 1.912 ms 2.480 ms 3.005 ms
3 ven-1a34-border2-vlan1.rt.accelance.net (213.162.48.248) [AS16073] 1.580 ms 1.566 ms 1.529 ms
4 ven-1a34-border1-vlan1.rt.accelance.net (213.162.48.250) [AS16073] 1.586 ms 1.569 ms 1.686 ms
5 itgate-pub.topix.it (194.116.96.4) [AS25309] 16.392 ms 16.378 ms 16.588 ms
6 if-0-1.jive.edge.TRN.itgate.net (213.254.0.29) [AS12779] 16.561 ms 16.878 ms 16.829 ms
7 topix-itgate.topix.it (194.116.98.10) [AS25309] 16.852 ms 16.847 ms 16.823 ms
8 dns1.topix.it (194.116.122.2) [AS25309] 17.080 ms 17.062 ms 17.024 ms
traceroute to www.top-ix.it (194.116.122.2), 30 hops max, 40 byte packets
1 HSIB.home (192.168.1.1) [AS64520/AS28513] 0.897 ms 1.132 ms 2.585 ms
2 193.253.172.8 (193.253.172.8) [AS3215] 43.082 ms * *
3 10.224.48.50 (10.224.48.50) [AS65534] 45.355 ms * *
4 193.252.160.190 (193.252.160.190) [*] 88.950 ms 89.330 ms 89.706 ms
5 193.252.161.186 (193.252.161.186) [*] 62.101 ms 67.613 ms 67.971 ms
6 193.251.129.126 (193.251.129.126) [AS5511] 66.983 ms 193.251.129.114 (193.251.129.114) [AS5511] 47.353 ms
193.251.128.233 (193.251.128.233) [AS5511] 47.221 ms
7 213.206.131.41 (213.206.131.41) [*] 48.277 ms 49.108 ms 50.563 ms
8 217.118.224.34 (217.118.224.34) [*] 51.941 ms 54.048 ms 54.642 ms
9 213.206.129.123 (213.206.129.123) [*] 74.055 ms 74.731 ms 75.622 ms
10 217.147.128.37 (217.147.128.37) [*] 76.973 ms 65.218 ms 66.345 ms
11 217.147.129.54 (217.147.129.54) [*] 68.005 ms 68.705 ms 69.750 ms
12 213.254.0.29 (213.254.0.29) [AS12779] 182.134 ms 182.599 ms 184.828 ms
13 194.116.98.10 (194.116.98.10) [AS25309] 74.959 ms 76.141 ms 77.162 ms
14 194.116.122.2 (194.116.122.2) [AS25309] 79.285 ms 79.970 ms 80.677 ms
31

32. Tipologie
• Commerciali VS Non Profit
• Tra i non profit
– Associazioni
– Consorzi
– Università
• Centralizzato VS Distribuito
• Solo ISPs VS Qualunque AS
• Solo Peering pubblico VS Anche peering
privato per TRANSITO
• Tipologie di accesso
– Solo Ethernet
– Anche MPLS, SDH….32

33. Company
A
ISP 1 $
$
IX
ISP 2
$ $
$ ISP 3
Company
B
IX regionale centralizzato:
Tutti i membri connessi ad un’unica location
33

34. Company
A
ISP 1 $
$
IX
ISP 2
$ $
$ ISP 3
Company
B
IX geograficamente distribuito:
riduce i costi di interconnessione
34

35. Cosa deve avere
• Infrastruttura L2 OSI (Switch)
• Proprio AS
• Set indirizzi IP
• Propria connettività Internet
– Peering con i soggetti afferenti
– Almeno un transito
35

36. Peering pubblico
ISP 2
4 – Sessioni BGP
ISP 1
194.116.96.60 telecom-pub1.topix.it
IX
194.116.96.50 wind.pub.topix.it 3 – Assegnazione DNS
ISP 3
ISP 4
2 – Assegnazione Indirizzi IP
1 - VLAN di peering pubblico (IEEE 802.1Q)
36

37. Transito
ISP 2 4 – Sessione BGP
telecom-pub1.topix.it
ISP 1 194.116.96.60
194.116.98.89 telecom-csi.topix.it
IX
3- Assegnazione DNS
194.116.98.90 csi-telecom.topix.it
194.116.96.50 wind.pub.topix.it
ISP 3
ISP 4
2 – Assegnazione indirizzi IP
1 - VLAN privata (IEEE 802.1Q)
37

38. Altri servizi dell’IX
• Housing per apparati
• Sito web
– Informazioni
– Statistiche
• Root server
• Route server
• Mailing lists
• Working groups
• …………
38

39. Route server
ISP 2
ISP 1
Route
IX Server
ISP 3
ISP 4
39

40. Situazione globale
https://prefix.pch.net/applications/ixpdir/
Maggiore presenza in EU
– Contenuti locali
– Unione Europea
– Contenere i costi
40

41. Situazione europea
• 124 IXPs in Europa (109 nel 2009)
– 11 DE – 11 nel 2009
– 10 FR (9 in Paris) – 8 FR (7 in Paris) nel 2009
– 8 UK (5 in London) -
• 34 affiliati in Euro-IX
• Italia
– Mix
– NaMeX
– TOP-IX
– TIX
– Minap
– FVG-IX dal 2010
– VSIX dal 2010
41

42. Andamento traffico
42

43. Sommario
• Fondamenti
– Gerarchia ISP
– Autonomous Systems
– Internal Protocols VS External Protocols
– Peering VS Transit
• Scenario
– Architettura Internet Globale
– Enti regolatori (Ripe, etc….)
• Neutral Access Points
– Cosa sono
– Tipologie
• Esempio pratico: TOP-IX
– Architettura di rete
– Operatività
43

44. TOP-IX
TOP-IX: TOrino Piemonte Internet eXchange
Integrated with Regional Government WI-PIE Program
Geographically Distributed Internet Exchange for North
West Italy
No-profit consortium founded in 2002
12 People
70+ affiliated members
Open to anyone who has an AS (not only ISPs)
Internet Exchange Development Program
(IX) (DP)
Develop and manage the network Make available an open innovation
infrastructure to provide Internet environment to foster
Exchange services to ISPs, new business creation by providing
Carriers, Content Providers etc. infrastructural support to internet
ventures
44

45. IX - Che cosa offre
• Servizi di Interconnessione
– Unicast & Multicast
– IPv4 & IPv6
• Accesso da 10 Mbps a 10 Gbps
– Peering pubblico
– Peering privato/transito
• Accesso solo Ethernet
• F-root & J-Root servers
• Route Server (Quagga)
• Sito Web & mailing list
45

46. Modalità di interconnessione
Housing Location Sito del consorziato
Collegamento del consorziato
Raccordo interno (diretto verso il nodo TOP-IX)
Nodo Housing Location
TOP-IX
Router Peering
Locale tecnico Locale tecnico Consorziato
Nodo TOP-IX Servizio di Housing
Housing Location Sito del consorziato
Router Peering
Consorziato Collegamento del consorziato
Raccordo interno (diretto verso il nodo TOP-IX)
Nodo Housing Location
TOP-IX
Locale tecnico Locale tecnico
Nodo TOP-IX Servizio di Housing

47. AOSTA (Regione Valle d’Aosta)
Via Lavoratori Vittime col Du Mont 24
IVREA (Provincia di Torino)
Strada Torino 50
VERBANIA (Tecnoparco)
Via dell’Industria 29/1 (retro)
BIELLA (Provincia di Biella)
Via Quintino Sella, 12
NOVARA (Comune di Novara)
Viale Manzoni, 26
PONT SAINT MARTIN (Atos Origin)
Viale Carlo Viola 76
TORINO (Colt)
Via Livorno 60
VERCELLI (Provincia di Vercelli)
Via San Cristoforo, 3 MILANO (Netscalibur)
Via Caldera 21
TORINO (Eutelia)
Corso Svizzera 185
TORINO (Fastweb)
Corso Re Umberto 32
TORINO (ITGate)
Corso Svizzera 185
TORINO (CSI Piemonte)
Corso Unione Sovietica 216
TORINO (TELECOM)
Via Issiglio 90
TORINO (CSP Villa Gualino)
Viale Settimio Severo 63
ASTI (Comune di Asti) ALESSANDRIA (Provincia di Alessandria)
Viale Pilone 111 Lungo Tanaro Magenta 7/a
CUNEO (Provincia di Cuneo)
Corso Soleri 2
FOSSANO (Granda Wireless)
Via Andrea Paglieri 25

48. AOSTA (Regione Valle d’Aosta) PONT SAINT MARTIN (Atos Origin) VERBANIA (Tecnoparco)
Via Lavoratori Vittime col Du Mont 24 Viale Carlo Viola 76 Via dell’Industria 29/1 (retro)
1 Gbps Cisco
Cisco
Catalyst Catalyst
4507R 1 Gbps 4507R Catalyst Catalyst
VdA VdA 3750E 3750G
1 Gbps
DWDM
SDH
λ 2,5 Gbps DWDM (SDH)
λ 2,5 Gbps DWDM (SDH)
IVREA (Provincia di Torino) BIELLA (Provincia di Biella) VERCELLI (Provincia di Vercelli) NOVARA (Comune di Novara)
Strada Torino 50 Via Quintino Sella, 12 Via San Cristoforo, 3 Viale Manzoni, 26
1 Gbps 1 Gbps
Catalyst
3750E
Catalyst Catalyst Catalyst Catalyst Catalyst Catalyst Catalyst Catalyst
3750E 3750G 3750E 3750G 3750E 3750G 3750E 3750G
1 Gbps 1 Gbps 1 Gbps 1 Gbps 1 Gbps
λ 10 Gbps DWDM (SDH)
DWDM DWDM DWDM DWDM DWDM
SDH SDH SDH SDH SDH
λ 10 Gbps DWDM
λ 10 Gbps DWDM (TO-MI / Nord)
Cisco
TORINO (Colt) Catalyst Catalyst TORINO (Eutelia)
Via Livorno 60 6509 1 Gbps 2960 Corso Svizzera 185
TOPENVI2
TORINO (Fastweb) 1 Gbps
Corso Re Umberto 32
λ 10 Gbps DWDM (SDH)
λ 2,5 Gbps DWDM (SDH)
1 Gbps
λ 10 Gbps DWDM
λ 10 Gbps DWDM
Cisco Catalyst NETSCREEN
Cisco 10 Gbps MILANO (Netscalibur) Catalyst
Catalyst 3750E Firewall TORINO (ITGate) DWDM
Catalyst
1 Gbps
Catalyst 10 Gbps Via Caldera 21 3750E
10 Gbps 6509 Corso Svizzera 185 SDH
4506 3750
Catalyst Catalyst
VdA TOPITGATE2 720 Catalyst
2960 3750G
1 Gbps
λ 10 Gbps DWDM (SDH)
6 Catalyst
2960
10 Gbps
2960
λ 10 Gbps DWDM
10 Gbps
1 Gbps Cisco Cisco
Catalyst Catalyst 10 Gbps FORCE10 TORINO (Telecom Italia)
4506 6509 Via Issiglio 90
1 Gbps TOPTELECOM
VdA
TORINO (CSI Piemonte) TOPCSI2
Corso Unione Sovietica 216 λ 10 Gbps DWDM (TO-MI / Sud)
7204
λ 10 Gbps DWDM
DWDM DWDM DWDM
SDH λ 10 Gbps DWDM (SDH) SDH SDH
1 Gbps 1 Gbps
λ 2,5 Gbps DWDM (SDH)
1 Gbps Catalyst Catalyst Catalyst Catalyst
1 Gbps
DWDM 3750E 3750G 3750E (24) 3750G
SDH
1 Gbps
Catalyst Catalyst Catalyst Catalyst
3750G ASTI (Comune di Asti) ALESSANDRIA (Provincia di Alessandria)
3750G 3750E 3750G
Viale Pilone 111 Lungo Tanaro Magenta 7/a
TORINO (CSP Villa Gualino) CUNEO (Provincia di Cuneo) FOSSANO (Granda Wireless)
Viale Settimio Severo 63 Corso Soleri 2 Via Andrea Paglieri 25

49. IVREA (Provincia di Torino) BIELLA (Provincia di Biella)
Strada Torino 50 Via Quintino Sella, 12
AOSTA (Centro Sviluppo)
AO Via Lavoratori Vittime col Du Mont 24 IV BI VERCELLI (Provincia di Vercelli)
Via San Cristoforo, 3
IV BI VC
PONT SAINT MARTIN (Atos Origin) VC
PSM
Viale Carlo Viola 76
TORINO (Colt)
Via Livorno 60
VERBANIA (Tecnoparco)
Via dell’Industria 29/1 (retro)
TORINO (Eutelia) TO2 VB
Corso Svizzera 185
VB
TORINO (Fastweb) TORINO (ITGate)
Corso Re Umberto 32 Corso Svizzera 185
TO6
NOVARA (Comune di Novara) NO
TO5 TO3 TO3 Viale Manzoni, 26
NO
TO4
TO4
TORINO (TELECOM)
Via Issiglio 90
TO1 MI
TO7 TORINO (CSI Piemonte) MILANO (Netscalibur)
Corso Unione Sovietica 216 Via Caldera 21
AL
TORINO (CSP – Villa Gualino)
Viale Settimio Severo 63 CN AT AL
ALESSANDRIA (Provincia di Alessandria)
FOS CN AT Lungo Tanaro Magenta 7/a
CUNEO (Provincia di Cuneo) ASTI (Comune di Asti)
Corso Soleri 2 Viale Pilone 111
FOSSANO (Granda Wireless)
Via Andrea Paglieri 25

50. TOP-IX & Lyonix
Membre 1 Consorziato 1
L2 Ethernet
Membre N
ConsorziatoN
• Q-in-Q layer2 connection
• Starting at 100 Mbps
• Expandable to 1 Gbps 50

51. Nodo periferico
WI-PIE Sito di transito (PoP)
Internet Exchange Apparati P.A.
Link TELCO
WS-C3750G-24TS-E1U
SWITCH LAYER 2
1000BASE-SX NODO
DWDM / SDH
DWDM Backbone λ 10 Gbps DWDM (SDH) λ 10 Gbps DWDM (SDH) DWDM Backbone
Ovest Est
λ 10 Gbps DWDM λ 10 Gbps DWDM
10GBASE-LR 10GBASE-LR
WS-C3750G-16TD-E
SWITCH LAYER 2,3
WS-C3750G-16TD-E
10/100/1000baseT 10/100/1000baseT
UTP Link TELCO
SERVER
SERVER
Housing location IDC distribuito
51

52. Traffico
52

53. GRAZIE per l’attenzione
luca.cicchelli@top-ix.org
www.top-ix.org
53