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IP su ATM

di: Fabrizio Badini

Tag switching

La crescita esplosiva di Internet ha creato un serio problema agli Internet Service Provider (ISP) ed alle loro reti. Cisco ha presentato una nuova tecnica denominata Tag switching che è orientata alla ottimizzazione del routing in una rete omogeneamente costituita ad esempio da hardware ATM.

E' basata sul concetto di "label swapping" ovvero il pacchetto (o la cella) della rete è preceduta da una label di lunghezza fissa in base alla quale si effettua l'instradamento.

Una rete Tag switched è costituita da tre componenti:

• Tag edge router (TER): localizzati sul bordo della rete, essi operano le cosidette funzioni a valore aggiunto (ad esempio stabiliscono la QoS che il flusso di dati dovrà avere) nonchè applicano i "tag" ai pacchetti
• Tag switch (TS): smistano i pacchetti, all'interno della rete, in base ai tag dei pacchetti stessi.
• Tag distribuition protocol (TDP): in congiunzione con normali tecniche di routing del livello di rete (es. OSPF per IP), TDP è usato per trasmettere informazioni dei tag, tra gli elementi della rete precedentemente definiti.

La sequenza di operazioni per il forwarding di pacchetti in una rete tag switched è la seguente:

1. TER e TS usano algoritmi di routing standard (es. OSPF) per determinare il percorso dei pacchetti nella rete. L'uso di algoritmi standard conferisce interoperabilità con dispositivi non-tag switched operanti al di fuori della rete "tagged".
2. Le informazioni raccolte al punto precedente servono al TDP per generare e distribuire i vari tag ad ogni TS o TER.
3. Quando un TER riceve un pacchetto dall'esterno, analizza l'header IP, esegue calcoli in base ad esempio alla QoS ed applica un tag al pacchetto (ponendoglielo in testa) che qualifica lo stesso . Successivamente invia il pacchetto al prossimo TS, come derivato dal primo punto.
4. Il TS non legge l'header IP ma smista il pacchetto solo in base al tag.
5. Quando il pacchetto raggiunge il TER alla estremità opposta il tag viene tolto ed il pacchetto consegnato.

Abbiamo mensionato i compiti delle componenti ed adesso scendiamo in dettaglio nella descrizione di esse.

Tag Edge Router

Sono dei veri e propri router di livello 3, che attaccano i tag ai pacchetti, li tolgono ed eseguono classiche funzioni di livello 3, es. Firewallig ed QoS classification.

Il modo in cui si producono i tag è vario e lasciato intenzionalmente flessibile. Un modo è usare le normali procedure di routing per mappare l'indirizzo IP di destinazione con un particolare tag, uguale per ogni indirizzo IP da cui proviene purchè vada allo stesso TER di uscita. Ma si può anche tenere conto da quale indirizzo IP un pacchetto proviene, oppure dalla QoS richiesta per mappare , su tag differenti e quindi su percorsi differenti, pacchetti destinati allo stesso TER di uscita.

Tag Switch

Sono il cuore della rete. Un TS è generalmente un fast packet switch che usa tecnologie ATM, in cui il tag è associato con l'header di livello 2 (es. il tag è scritto al posto del VCI/VPI field). C'è un software proprietario che non instaura la connessione bensì smista solo i pacchetti sullo switch ATM in maniera connectionless (in base alla tabella che associa ad una porta di ingresso una porta di uscita). Si possono però usare anche tecnologie non-ATM, ad esempio SMDS, sebbene gli switch ATM siano di gran lunga l'hardware più evoluto nel campo dello switching.

Tag Distribuition Protocol

E' il protocollo di scambio dati tra TER e TS. I TER costruiscono le tabelle di routing con i normali protocolli di routing IP (es.OSPF) ma distribuiscono le informazioni ai TS e TER vicini con il TDP per aggiornare i Tag Information Database TIB dei TER e TS. Senza dilungarci sul TDP, di cui peraltro la implementazione è ancora propietaria Cisco, il concetto è distribuire i tag in modo che, dopo la scoperta che un flusso, ovvero un numero considerevole di pacchetti, e non una singola richiesta ad esempio per un DNS (sul considerevole sono presenti varie interpretazioni! non ci dilunghiamo però sulla questione che è un problema ancora aperto per tutti coloro che studiano IP), il TDP generi tag dello stesso tipo e, prima di inviare i pacchetti successivi nella rete, riaggiorni i TIB mediante il TDP.