Ci sono due metodi per fare routing con il supporto di diversi protocolli : in tale documento verranno trattati IP e OSI. Un primo metodo, conosciuto come "Ships In the Night" (SIN), usa dei protocolli di routing completamente indipendenti per ognuna delle suite di protocolli. L'approccio alternativo utilizza un singolo protocollo di routing per entrambe le suite.

Il protocollo proposto è basato sull' OSI IS-IS Intra-Domain con funzioni IP aggiunte. Al fine di supportare sia il traffico IP che quello OSI, questo protocollo è stato progettato in modo da instradare il traffico ad hosts IP, ad End-System (ES) OSI e a sistemi duali.

L'approccio è "integrato" : IS-IS può essere infatti usato per supportare ambienti puri IP, puri OSI e duali. In aggiunta, questo approccio permette l'interconnessione di domini di routing duali (IP e OSI) con domini solo IP e solo OSI.

Panoramica sull'IS-IS integrato

L'IS-IS integrato prevede un singolo protocollo di routing che agisce simultaneamente come un efficiente protocollo di routing per TCP/IP ed OSI. I pacchetti di entrambi i tipi sono inoltrati "as is", quindi non modificati da IS-IS.

Possiamo specificare le distinzioni tra i router sopra menzionate:

1. Un router solo IP è definito come un router che usa IS-IS come protocollo di routing per IP e non supporta il protocollo OSI;

2. Un router solo OSI è definito come un router che usa IS-IS come protocollo di routing per OSI e non supporta il protocollo IP;

3. Un router duale è definito come un router che usa IS-IS come un unico protocollo di routing per entrambi i protocolli OSI e IP.

L' OSI IS-IS prevede una gerarchia a due livelli. Inoltre il dominio è partizionato in aree : ogni area è divisa nei livelli 1 e 2. Al livello1 tutti i router conoscono l'intera topologia della loro area inclusi tutti i percorsi agli ES dell'area. I router di livello1 spediscono il traffico per destinazioni esterne alla propria area ad un router di livello2 interno alla stessa. Similmente i router di livello2 conoscono la topologia del livello2 e conoscono quali indirizzi sono raggiungibili attraverso il livello2.

L'indirizzo OSI è diviso in IDP (Initial Domain Part) e DSP (Domain Specific Part), assegnati dall'autorità responsabile. Il DSP è ulteriormente suddiviso in HO-DSP (High Order DSP), identificatore di sistema ID e SEL (selettore NSAP). La combinazione di [IDP, HO-DSP] fornisce l'indirizzo di area.

Di solito tutti i nodi in un'area hanno lo stesso indirizzo di area. Qualche volta un'area può avere indirizzi multipli, nei casi in cui :

1. Si desidera cambiare l'indirizzo in un'area : se un'area ha indirizzo A e lo si vuole cambiare con un indirizzo B allora bisogna assegnargli anche l'indirizzo di area B, cosi che si possa riconoscere sia A che B. Successivamente si procede all'eliminazione dell'indirizzo A.

2. Si desidera fondere due aree A e B in unica area C : ciò è possibile rendendo noti gli indirizzi di area C ai nodi A e B. Infine si cancellano gli indirizzi A e B.

3. Si desidera partizionare un'area C in due aree A e B : allora si rende noto l'indirizzo A ad alcuni nodi C e l'indirizzo B ai rimanenti. Infine si elimina l'indirizzo C.

In precedenza si è specificata la divisione del dominio in aree. Ognuna di queste sarà specificata come area esclusivamente IP, esclusivamente OSI o duale : non è possibile, dunque, sovrapporre aree IP e OSI ! Se un'area è solo OSI ed un'altra è solo IP non è possibile che ci sia un router condiviso tra le aree.

Vantaggi nell'uso dell' IS-IS integrato

L'uso di un protocollo di routing integrato è vantaggioso rispetto all'adozione di più protocolli usati contemporaneamente. Un approccio alternativo all'uso di un protocollo integrato è conosciuto come Ships In the Night : con questo approccio operano due protocolli di routing separati, uno per IP e uno per OSI in modo abbastanza indipendente.

Un primo vantaggio nell'uso di IS-IS è fruibile dall'amministratore di rete, poichè ci sono meno informazioni da configurare nel dominio per i confini. Un altro vantaggio è il risparmio economico, poichè, offrendo un funzionamento più efficiente lo scambio di informazioni tra router è inferiore e ciò si tramuta in un risparmio dei costi, specie relativamente alle linee telefoniche che sono canali notoriamente costosi. Un altro vantaggio è dovuto alla maggiore stabilità, in quanto l'uso di SIN potrebbe mettere in crisi un router nel casi in cui uno dei due protocolli usasse troppe risorse e l'altro potrebbe ovviamente soffrirne. Inoltre, usando un protocollo integrato si risparmia sull'upgrade del software, perchè è banalmente più semplice e meno costoso aggiornare un software invece di due. Infine, i protocolli di routing integrati hanno tempi di calcolo espliciti mentre con l'implementazione di SIN non è altrettanto semplice il calcolo dei tempi di esecuzione.

Indirizzi di router nei pacchetti IS-IS

Gli indirizzi OSI sono unici e, come precedentemente affermato, assegnati dall'autorità responsabile. I router solo OSI e duali fanno uso di normali indirizzi OSI. Per i router solo IP, gli indirizzi OSI saranno usati esclusivamente nelle operazioni di routing IS-IS.

Esistono due modi per i router IP di ottenere gli indirizzi OSI-NSAP per IS-IS:

1. In quegli ambienti che usano OSI (oppure negli ambienti che useranno OSI in futuro) è possibile assegnare gli indirizzi OSI-NSAP a router solo IP che li useranno per IS-IS. Tale approccio è raccomandato anche nel caso di domini solo IP, al fine di semplificare gli sviluppi futuri.

2. Nel caso in cui si usano indirizzi solo IP, allora è indesiderabile attraversare un iter normale per assegnare indirizzi OSI-NSAP ; si usano dunque degli algoritmi particolare per ottenere un indirizzo in stile OSI da un indirizzo già esistente IP.

Scambio di informazioni di routing

Per scambiare informazioni di routing IP sono aggiunti nel pacchetto IS-IS dei campi specifici di informazione IP.

Tutti i router IP e duali necessitano di conoscere lo strato di protocollo di rete supportato dagli altri router nella propria area. Queste informazioni sono incluse nel campo "Supported Protocol" in tutte le IS-IS Hello e Link State Packets. Questo campo fa uso della NLPID (Network Layer Protocol Identifier), che è un byte assegnato dall'ISO.

I router IP devono poter conoscere, per ogni indirizzo di destinazione IP, il percorso corretto alla destinazione. Specificamente, i router di livello1 devono conoscere quali indirizzi IP sono raggiungibili da ogni router di livello1 nell'area. Inoltre, i router di livello1 devono conoscere gli indirizzi dei router di livello2 (per inoltrare il traffico esterno alla loro area). I router di livello2 devono conoscere gli indirizzi raggiungibili internamente (via livello1) da ogni router di livello2 e quali indirizzi sono raggiunti esternamente da un altro router di livello2.

La raggiungibilità interna (al dominio di routing) e quella esterna è presentata separatamente nelle LSP di livello2. L'indirizzo di raggiungibilità IP include la metrica di default e possibilmente diverse metriche TOS (Type Of Service).

Un esempio

Un esempio è illustrato nella figura di sopra. Si supponga che l'indirizzo di rete per l'intero dominio sia 17 (rete di classe A) e che il primo byte della host part sia assegnato per creare delle sottoreti, cioè le nostre aree. Le aree saranno inoltre suddivise assegnando il successivo byte della host part per ogni LAN dell'area. Infine l'ultimo byte verrà usato per l'indirizzamento all'host.

Supponiamo che l'host 17.133.57.6 voglia comunicare con l'host 17.22.55.7, allora, essendo noto che ogni livello1 conosce tutti gli indirizzi raggiungibili al suo livello, non essendoci un match tra gli indirizzi nel suo livello, allora inoltrerà i pacchetti al livello2. Il router di livello2 conosce la topologia e gli indirizzi raggiungibili al livello2 allora inoltrerà i pacchetti al router di livello2 nell'area 17.22. A questo punto, se l'host è raggiungibile ad un livello1, i pacchetti giungeranno a destinazione.

Nell'esempio l'uso una rete di classe A per descrivere la spedizione di un pacchetto è calzante poichè fornisce una similitudine tra gli indirizzi OSI e IP; infatti, come descritto in questo testo, un indirizzo OSI è molto simile all'indirizzo specificato in questo esempio (17.XXX).

Link esterni

Le comunicazioni con i router esterni al dominio di routing sono possibili solo tramite router di livello2. La versione ISO dell'IS-IS prevede che i percorsi esterni OSI siano riportati nei "prefissi di indirizzi raggiungibili" nelle LSP di livello2. Inoltre l'IS-IS integrato prevede l'iclusione del campo "IP External Reachable Information" nelle LSP di livello2. I percorsi esterni OSI e IP sono completamente indipendenti.

I percorsi presentati con l'informazione di raggiungibilità esterna includono tutti i percorsi per l'esterno. Questo include percorsi noti tramite OSPF, EGP, RIP o altri protocolli esterni.

Type Of Service Routing

Il protocollo IS-IS integrato prevede l'instradamento TOS (Type Of Service) IP attraverso l'uso di QOS (Quality Of Service). Il supporto TOS/QOS è opzionale, comunque si distinguono 4 tipi di servizio TOS: Precedenza, Ritardo, Throughput ed Errore.

Ordine di preferenza dei routers

Definiamo "entry di raggiungibilità IP" la coppia [indirizzo IP, subnet mask]. Il metodo del Dijkstra deve calcolare i percorsi ad ogni distinta entry di raggiungibilità IP. Ognuna di queste deve essere trattata così come avviene per un OSI ES. Naturalmente ogni entry di raggiungibilità IP è distinta da ogni OSI ES, che può essere raggiunta nella stessa area o nello stesso dominio.

L'IS-IS integrato preferisce, quando è possibile, percorsi interni nell'area; se deve essere usato un percorso al livello2 il percorso dentro il dominio di routing è preferito al percorso all'esterno allo stesso.

Ordine di preferenza dei router di livello1.

Se la destinazione specificata è raggiungibile, nell'area, usando un TOS richiesto o un TOS di default allora l'IS-IS userà un percorso, possibilmente interno all'area, usando le modalità seguenti:

1) Tra i router dell'area, se la destinazione specificata combacia con più di un [IP addr., subnet mask] allora viene preferita quella con più "1" in comune nella maschera.

2) Tra i router nell'area, il cui indirizzo, combacia con più di uno, se è supportato un TOS, allora è preferito il percorso con il TOS specificato.

3) Tra i router nell'area che soddisfano un TOS si sceglie quello con il percorso più breve.

Relativamente ai router di livello1, se la destinazione è irraggiungibile nell'area, i router stesso inoltrerà ad un router di livello2 come segue:

1) Tra i percorsi nell'area connessi al routers di livello2 sono preferiti quelli che supportano il TOS desiderato.

2) Tra quelli sopra specificati sopra si sceglie quello raggiungibile con un percorso più breve.

Ordine di preferenza dei router di livello2.

Relativamente alle destinazioni che non sono raggiungibili al livello1 si sceglie un router di livello2 come segue:

1) I percorsi che usano la metrica interna sono preferiti ai percorsi che usano la metrica esterna.

2) Se un percorso usa solo la metrica interna allora:

a) Se tra i router dell'area la destinazione specificata combacia con più di un [IP addr., subnet mask], allora è preferita quella con più "1" in comune nella maschera.

b) Tra i router nell'area, il cui indirizzo, combacia con più di uno, se è supportato un TOS, allora è preferito il percorso con il TOS specificato.

c) Tra i router nell'area che soddisfano un TOS si sceglie quello con il percorso più breve.

3) Se non è disponibile un percorso che usa la metrica interna, ma lo sia invece uno che usa la metrica esterna, allora :

a) Se tra i router dell'area la destinazione specificata combacia con più di un [IP addr., subnet mask], allora è preferita quella con più "1" in comune nella maschera.

b) Tra i router nell'area, il cui indirizzo, combacia con più di uno, se è supportato un TOS, allora è preferito il percorso con il TOS specificato.

c) Tra i router nell'area che soddisfano un TOS si sceglie quello con il percorso più breve. Per determinare il percorso più breve si agisce come segue :

(i) Sono preferiti i percorsi con metrica esterna minore.

(ii) Tra i percorsi con ugual metrica esterna si scelgono quelli con metrica interna minore.

Indirizzi multipli per interfaccia

L'IS-IS integrato consente ad ogni router di avere indirizzi multipli per ogni interfaccia fisica, fino ad un numero massimo di 63 indirizzi IP contenuto nel campo "Indirizzo dell' Interfaccia IP". Per esempio, se si hanno due sottoreti logiche in un'unica LAN, allora l'interfaccia può avere due indirizzi IP, ognuna per ogni sottorete logica. Ogni pacchetto Hello conterrà una lista degli indirizzi IP associati ad ogni interfaccia fisica.

In più casi ( per esempio su un link point-to-point ) alcune interfacce non hanno un indirizzo IP assegnato: l'IS-IS Hello trasmesso su tali interfacce può, a scelta, omettere il campo di indirizzo di interfaccia IP oppure lo può includere inserendo tutti zero.

Spedizioni a router incompatibili

Quando accade che un router duale inoltra un pacchetto IP ad un router solo OSI o analogamente inoltra un pacchetto OSI ad router solo IP, il pacchetto sarà scartato. In questo caso si dirà che "l'host destinazione è irragiungibile" per IP o la "destinazione è irraggiungibile" per OSI.

Informazioni specifiche IP per IS-IS

Ci sono 6 nuovi campi definiti nell'IS-IS integrato:

(i) Il campo "Protocols Supported" identifica quale protocollo è supportato da ogni router. Se questo campo è omesso significa che il pacchetto è puro OSI.

(ii) Il campo "IP Interface Address" è incluso in tutti i pacchetti IS-IS Hello e nelle LSP trasmesse dai router solo IP e dai router duali.

(iii) Il campo "Authentication Information" è opzionale in tutte le IS-IS PDU. Se usato, esso contiene informazioni usate per autenticare il pacchetto.

(iv) Il campo "IP Internal Reachability Information" deve essere presente in tutte le LSP trasmesse dai router a capacità IP. Identifica tramite la terna [IP addres, subnet mask, metric] la raggiungibilità dei router che lo inviano.

(v) Il campo "IP External Reachability Information" deve essere presente in tutte le LSP di livello2 trasmesse dai router a capacità IP di livello2. Identifica tramite la terna [IP addres, subnet mask, metric] la raggiungibilità dei routers di livello2 che lo inviano.

(vi) Il campo "Inter-Domain Reachability" deve presente nelle LSP di livello2 trasmesse dai router IP di livello2.

Tutti i campi specifici IP sono contenuti nei pacchetti IS-IS in un campo di lunghezza variabile. Essi sono codificati come segue:

Campi IP aggiuntivi

· DEFAUL METRIC è il valore della metrica di default per il link adiacente. Il bit 8 è riservato e deve essere posto a zero in trasmissione e ignorato in ricezione. Il bit 7 (I/E) indica il tipo di metrica (interna o esterna) per le 4 metriche TOS e deve essere posto a zero per la metrica interna.

· DELAY METRIC è il valore della metrica del ritardo per il link adiacente. Se l'IS non supporta questa metrica si setterà questo bit ad 1. Il bit 7 è riservato e deve essere posto a zero in trasmissione e ignorato in ricezione.

· EXPENSE METRIC è il valore della metrica del costo per il link adiacente. Se l'IS non supporta questa metrica si setterà questo bit ad 1. Il bit 7 è riservato e deve essere posto a zero in trasmissione e ignorato in ricezione.

· ERROR METRIC è il valore della metrica dell'errore per il link adiacente. Se l'IS non supporta questa metrica si setterà questo bit ad 1. Il bit 7 è riservato e deve essere posto a zero in trasmissione e ignorato in ricezione.

· IP ADDRESS è formato da 4 byte per specificare l'indirizzo IP.

· SUBNET MASK è formato da 4 byte per specificare la subnet mask.

Conclusioni

Il protocollo OSI IS-IS integrato nasce con tutti i presupposti per essere un protocollo di routing per una rete mondiale. Si potrebbe infatti considerare il mondo come un unico dominio diviso in grandi aree e ricorsivamente ogni area può essere divisa in sottoaree fino ad arrivare agli End-System. Questo protocollo è già implementato su alcuni router, ma è decisamente arduo pensare che possa diventare il protocollo di uso esclusivo. In teoria questo protocollo studiato è molto efficiente, ma si scontra con la realtà tecnologica che tuttora non è talmente evoluta per supportare questa implementazione. Infatti, ogni IS e quindi ogni ES deve poter memorizzare tutte le informazioni di routing relative sia al suo livello che alla sua area ; una tale operazione è decisamente onerosa. Alla luce della tecnologia moderna la quantità di memoria disponibile su ogni macchina non rappresenta una difficoltà insuperabile : si tratta piuttosto di analizzare l'aspetto economico. E', infatti, oneroso disporre di processori molto potenti in grado di individuare i percorsi ottimali relativamente ad ogni singolo pacchetto, in breve tempo, considerata la mole dei database.

I vantaggi derivanti dall'uso di tale protocollo sono rilevanti considerando la crescita esponenziale e non prevista di Internet. Infatti la proposta di un nuovo protocollo per sostituire IP è molto interessante, ma IP con le sue release riesce ancora a sostenere efficientemente il traffico su rete mondiale : si tratta di uno standard molto diffuso, più semplice e pertanto difficile da abbandonare.

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