IPv6 frente a IPv4 multicast en la RedIRIS JJTT RedIRIS Octubre 2005 Miguel Angel Sotos miguel.sotos @ rediris.es

Multicast IPv4 en RedIRIS Multicast IPv6 Situación actual Agenda Multicast IPv4 en RedIRIS Multicast IPv6 Situación actual Despliegue en RedIRIS Problemas encontrados Pruebas realizadas Comparativa de rendimiento Análisis de resultados Hi all, I'm Miguel from redIRIS, Spanish academic.... I'm going to try to explain IS-IS protocol. If you have any question or don't understand something, please feel free to ask. This is the agenda, we'll start with an Overview of the protcol, with a revision of the Protocol concepts. I'll explain the key components of the protocol: it's special adrressing scheme, the packets used to exchange information: the Protocol Data Units, how the routers communicates with its neighbours, which is building adjacencies, the Link State Database. We'll check the metrics that use the ISIS, the Algorithm used to compute the routes of the packes, its the Shortest Path First. I'll giver some considerations to build networks with ISIS, a brief comparison between OSPF and ISIS. and finally, we have the training, followed bay some basic troubleshooting, and the further reading.

Multicast IPv4 en RedIRIS

Multicast Ipv4 en RedIRIS Red multicast nativa funcionando, desde 1999 PIM-SM (antes dense) RP nacional scoped addresses RPs en cada Comunidad Routing mcast con IS-IS, iMBGP Pruebas con SSM (IGMPv3) Interdominio: MSDP y MBGP Red bastante 'estable' Problemas en versiones de sistemas operativos de routers Problemas de seguridad (MSDP storm...) Siguiente paso: IPv6 mcast

Situación actual del IPv6 multicast

IPv6 mcast, situación actual Principales diferencias con IPv4 Entornos interdominio No hay MSDP RP estáticos No hay protocolo para interdominio RP-embebido PIM-SSM Routing con MBGP PIM-SM Problemas en conmutadores Inundación de tráfico MLDv2 snooping (IGMP Snooping)

Situación actual del despliegue IPv6 mcast

Situación actual en Europa

Despliegue de IPv6 multicast en RedIRIS

IPv6 multicast, despliegue en RedIRIS Despliegue inicial

IPv6 mcast, despliegue en RedIRIS A nativo, al igual que IPv4, pero Interdomain: NO hay MSDP, por lo que, por ahora se usa un RP de Renater Un RP global en RedIRIS (en fase de pruebas) Pruebas con RP embebido Pruebas con PIM-SSM (IGMPv3/MLDv2) Necesaria conectividad IPv6

IPv6 mcast, problemas encontrados Problemas en la implantación Pruebas con UC3M, CESCA, CESGA, UV, Liceu Configuración sencilla routing mcast mruta por defecto hacia RedIRIS mrutas con direccionamiento del centro PIM sparse mode version 2 en las interfaces RP estático en RedIRIS Usando RP con cualquier router de RedIRIS no funcionaba Usando tuneles sobre RedIRIS si funcionaba Pruebas extensas (muy extensas) Comportamiento inestable e impredecible

IPv6 mcast, problemas encontrados

IPv6 mcast, problemas encontrados Desde el RP, los routers no son capaces de construir el SPT desde el emisor al receptor Caso con Juniper El router está en un estado inestable del kernel NO es capaz de instalar rutas mcast en las tablas de forwarding Causa desconocida No son capaces de reproducir el problema Puede ser por una secuencia de comandos de configuración Solución: reinicio del router No es estable

IPv6 mcast, problemas en la implantación Problemas en la implantación de IPv6 mcast nativo Implementación en los routers Topologías inconsistentes de routing (PIM) Asignación de direccionamiento Despliegue en LAN: conmutación a nivel 2. Inundación de tráfico Monitorización contadores Beacon servers con soporte IPv6

IPv6 mcast en RedIRIS Se ha realizado el despliegue nativo inicial RP estático MBGP con GEANT PIM-SM Problemas con el RP Trabajando en SSM RP embebido Gracias a CESCA, CESGA, UC3M Actividades Emisión de la Ópera Emisíón del eclipse

Pruebas realizadas

Pruebas realizadas Pruebas en el troncal de la red en producción Análisis del rendimiento y del comportamiento de la red Generación de tráfico UDP para estresar los equipos, y análisis del tráfico multicast pchar – pathchar alterado Paquetes UDP Un test: tamaño incremental de 32 a 1500 octetos 46 test por repetición 32 repeticiones por salto – 7 saltos Emisiones reales Rendimiento IPv6 e IPv4 Pruebas realizadas con emisiones desde el CESGA Control de uso de memoria y CPU en routers intermedios Análisis comparativo

Escenario de pruebas

Características técnicas Máquinas emisoras y receptoras P4 3 Ghz, 1 Giga RAM, 80 Gigas HD, Windows XP Portatil PIII, 1 Giga RAM, 40 Gigas HD, Windows XP Máquina generadora de tráfico Portatil Centrino 1,7 Mhz, 1 Giga RAM, 60 Gigas HD, FC 2 Routers Juniper con Junos 7.1R2 EB-Madrid0: M40e EB-IRIS4: T-320 EB-Santiago0: M20 Flujo mcast de vídeo y audio (aprox 5 Mbps - DVD)

Pruebas 'visuales' IPv4 IPv6 La diferencia se debe al conmutador de salida, muy antiguo Para IPv6 hay un tunel, el conmutador no cursa tráfico nativo Para tráfico IPv6, las características de la LAN son determinantes

Resultados de las pruebas Madrid0 IRIS4 Santiago0 cesga-router final numero perdidas final Verano ip4 0.456602 9.117.658 9.147.903 9.099.913 9.130.865 1 normal ip4 0.409877 9.073.278 9.112.258 9.063.371 9.093.092 3 normal ip6 0.889682 9.573.398 9.604.857 9.907.178 463 mcast4- ip4 0.446015 9.120.326 9.155.711 9.128.600 9.143.351 mcast4- ip6 0.926793 9.606.821 9.629.967 9.962.195 465 mcast6- ip4 0.448151 9.128.164 9.154.715 9.108.007 9.173.757 2 mcast6- ip6 0.943147 9.576.148 9.577.917 9.601.054 9.907.716 457 Resultados de las pruebas Análisis inicial: IPv6 siempre peor RTT que IPv4

Análisis inicial Número excesivo de pérdidas con la generación de tráfico IPv6 Siempre mayor tiempo de respuesta IPv6 que IPv4 Comportamiento en general muy estable Routing siempre estable

Generación de UDP IPv4 13:41-14:25 Madrid0 IRIS4 Santiago0 cesga-router final normal ip4 0.409877 9.073.278 9.112.258 9.063.371 9.093.092 LEYENDA CPU MEM EB-Madrid0 EB-IRIS4 EB-Santiago0

Generacion de UDP IPv6 14:53 - 15:57

Generación de UDP IPv4, emision IPv4: 12:57 - 13:41

Generacion de UDP IPv6, emisión IPv4: 15:07 - 16:12

Generacion de UDP IPv4, emisión IPv6: 12:49 - 13:34

Generacion de UDP IPv6, emisión IPv6: 13:45 - 14:50

Análisis de resultados El nivel de ocupación de memoria de los routers no se ve afectado El nivel de CPU presenta variaciones del 2%: En todos los routers cuando se genera tráfico UDP IPv6 Si emitimos con IPv4... Subida del 2% en todos los routers cuando se genera tráfico UDP IPv6 Si emitimos con IPv6... Sólo una subida del 6% en EB-Madrid0, al generarse tráfico UDP IPv4 El número de pérdida de paquetes en IPv6 se debe a la arquitectura LAN

Comparativa por router (backbone) Una nueva emisión mcast, provoca peor rendimiento Cursando tráfico UDP IPv6, empeora el rendimiento al generar multicast IPv4, y se mantiene igual con multicast IPv6 Así, simulando tráfico mcast IPv6, una nueva emisión en IPv4 empeora el rendimiento. Una nueva emisión en IPv6 no lo varía Cursando tráfico UDP IPv4, no hay diferencia entre la emisión de mcast IPv4 o IPv6, aunque si hay un empeoramiento significativo, cuando se pasa a emitir multicast (que cuando no hay sesión) Así, simulando tráfico mcast IPv4, una nueva emisión (v4 o v6) empeora el rendimiento

Comparativa por router

Comparativa por router

Comparativa multicast IPv4 vs IPv6 En general, el multicast IPv6 presenta mejor rendimiento Cursando tráfico mcast IPv4, no hay diferencias con una nueva emisión (4 o 6), el rendimiento es el mismo Cursando tráfico mcast IPv6, una nueva emisión en IPv4 provoca peor rendimiento que una nueva en IPv6

Comparativa mcast v4 v6

Comparativa mcast v4 v6

Análisis del rendimiento total Siempre mejor respuesta generando tráfico IPv4, diferencias de 0,8 y 0,9 milisegundos Independientemente de la generación de tráfico UDP (IPv4 o IPv6), la diferencia entre la generación de multicast IPv4 o IPv6 es de centésimas de milisegundo, pero Generando tráfico UDP IPv4, una nueva sesión en v4 empeora el rendimiento, una nueva en v6 lo empeora aún mas Generado tráfico UDP IPv6, una nueva sesión en v4 empeora el rendimiento, una nueva en v6 no Por lo tanto, el tráfico mcast IPv6 tiene mejor comportamiento

Análisis del rendimiento total

Las diferencias son muy pequeñas La red no se ve afectada Conclusiones El forwarding de tráfico IPv6 tiene peor comportamiento que el forwarding del tráfico IPv4 Sin embargo, el forwarding de tráfico multicast IPv6 tienen mejor comportamiento Las diferencias son muy pequeñas La red no se ve afectada Los principales problemas de estabilidad se deben a problemas con las versiones de los routers Ahora...falta tráfico

Gracias por vuestro aguante, digo…atención Finalmente… Gracias por vuestro aguante, digo…atención ¿Alguna pregunta? Facilitas, por favor