Routing Instabilitäten

1. Routing Instabilitäten Vortrag: Daniel Weber Betreuer: Olaf Maennel Lokalisierung von Routing Instabilitäten

2. Ablauf • Begriffsdefinitionen • Motivation • Ursachen von Instabilitäten • Einfacher Ansatz • Fehlerquellen • Verbesserter Ansatz • Gruppierung von Updates • Fazit

3. Begriffsdefinitionen • Instabilitäten • jegliche Veränderungen eines AS-Pfads zu einem bestimmten Präfix • Störungsstellen • das AS oder die Kante zwischen zwei ASen, das/die die Instabilität verursacht hat • Beobachtungspunkte • passiv am BGP teilnehmende Systeme, die die eingehenden BGP-Updates für eine spätere Auswertung aufzeichnen

4. Motivation zur Lokalisierung • Relativ junges Forschungsgebiet • erst mit komplexem Internet entstanden • BGP-Dynamik teilweise als „schwarze Magie“ missverstanden • Beeinflussung der Erreichbarkeit • kurzzeitiger oder längerer Verlust der Konnektivität • Performanceverlust der Anbindung durch häufige Updates • Beeinträchtigung des globalen Routings • Vereinfacht die Behebung von Fehlern • Fehlerquelle muss bekannt sein um das Problem zu lösen • „Schuldfrage“ einfacher zu klären

5. Ursachen von Instabilitäten • Konfigurationsänderungen • Neue Peering- oder Upstream-Beziehungen • Einrichtung von Filtern • Veränderung interner Metriken • Konfigurationsfehler • oszillierende Routen • „schwarze Löcher“ • Fehlfunktionen von Hardware, Software, usw. • Ausfälle von Leitungen oder Routern

6. Einfacher Ansatz • Vergleich von altem und neuem Pfad • gemeinsame Abschnitte beider Pfade ausschließen • der „bessere“ Pfad enthält die Instabilität AS 4 AS 6 AS 1 AS 3 AS 5 AS 7

7. Mögliche Fehlentscheidungen Ausschluß gemeinsamer Abschnitte im Pfad kann zu einem falschen Ergebnis führen: tatsächliche Störungsstelle vermutete Störungsstelle AS 6 AS 3 AS 1 AS 9 AS 5 AS 7

8. Mögliche Fehlentscheidungen Induzierte Updates: vermutete Störungsstelle tatsächliche Störungsstelle AS 6 AS 7 AS 1 AS 2 AS 3 AS 4 AS 5 Bevorzugung von 1-2-3-4 vor 1-8-4 manuell Konfiguriert AS 8

9. Verbesserter Ansatz • Keine vorschnellen Ausschlüsse gemeinsamer Abschnitte der AS-Pfade • Keine falschen Ergebnisse durch induzierte Updates • Keine Beeinflussung durch teilweise nicht erkennbare Instabilitäten • Nutzung bisher nicht ausgewerteter Informationen

10. Einschub: Stabile AS-Pfade • für beide Verfahren notwendig • stabile AS-Pfade werden nicht sofort erreicht sondern erst nach einer Konvergenzzeit Wie das „Ende“ der Update-Bursts erkennen?

11. Einschub: Stabile AS-Pfade Drei mögliche Verfahren zur Erkennung zusammengehöriger Updates: • statischer Timeout • relativer Timeout • adaptiver Timeout

12. Einschub: Stabile AS-Pfade Erkennung der Bursts: statischer Timeout Timeout BGP-Peers Zeit • geeigneter Timeout für ein Präfix kann für ein anderes absolut ungeeignet sein

13. Einschub: Stabile AS-Pfade Erkennung der Bursts: relativer Timeout Timeout BGP-Peers Zeit • Updates in Folge eines anderen Ereignisses werden möglicherweise diesem zugeordnet

14. Einschub: Stabile AS-Pfade Erkennung der Bursts: adaptiver Timeout relativer Timeout von t/2 statischer Timeout mit t* = 0 BGP-Peers Zeit t • über eine Zeitspanne t wird ein relativer Timeout von t/2 verwendet • führt dies zu keinem „Ende“, werden nur noch die laufenden Updates abgewartet

15. Verbesserter Ansatz (cont‘d) 1. Schritt: UNION-Heuristik nach Zeit Alle ASe auf dem alten wie auch auf dem neuen Pfad werden als mögliche Störungsquelle berücksichtig. Beobachtungs-punkt 1 Präfix A

16. Verbesserter Ansatz (cont‘d) 2. Schritt: INTERSECT-Heuristik nach Beobachtungspunkt Die Schnittmenge verschiedener Beobachtungs-punkte wird als Kandidatenmenge verwendet Beobachtungs-punkt 2 Beobachtungs-punkt 1 Präfix A

17. Verbesserter Ansatz (cont‘d) 3. Schritt: GREEDY-Heuristik nach Präfixen Die am häufigsten auftretenden Elemente aller Kandidatenmengen werden als Kandidaten gewählt. Beobachtungs-punkt 2 Beobachtungs-punkt 1 Präfix A Präfix B

18. Fazit • Lokalisierung einer Instabilität nicht trivial aber relativ genau möglich • je mehr Beobachtungspunkte desto besser • die „Stelle“ der Instabilität beeinflusst deren Sichtbarkeit • Ausbreitung von Instabilitäten • ideale Standorte für Beobachtungspunkte

19. Ende Danke!