Diapositiva 1

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IPv6 frente a IPv4 multicast en la RedIRIS
JJTT RedIRIS Octubre 2005 Miguel Angel
Sotos miguel.sotos _at_ rediris.es
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Agenda
Multicast IPv4 en RedIRIS Multicast
IPv6 Situación actual Despliegue en
RedIRIS Problemas encontrados Pruebas
realizadas Comparativa de rendimiento Análisis
de resultados
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• Multicast IPv4 en RedIRIS

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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

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• Situación actual del IPv6 multicast

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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)

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Situación actual del despliegue IPv6 mcast
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Situación actual en Europa
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• Despliegue de IPv6 multicast en RedIRIS

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IPv6 multicast, despliegue en RedIRIS

• Despliegue inicial

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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

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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

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IPv6 mcast, problemas encontrados
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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

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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

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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

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• Pruebas realizadas

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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

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Escenario de pruebas
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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)

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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
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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 9.907.178 463
mcast4- ip4 0.446015 9.120.326 9.155.711 9.128.600 9.143.351 3
mcast4- ip6 0.926793 9.606.821 9.629.967 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
Análisis inicial IPv6 siempre peor RTT que IPv4
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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

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Generación de UDP IPv4 1341-1425
Madrid0 IRIS4 Santiago0 cesga-router final
normal ip4 0.409877 9.073.278 9.112.258 9.063.371 9.093.092
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Generacion de UDP IPv6 1453 - 1557
26
Generación de UDP IPv4, emision IPv4 1257 -
1341
27
Generacion de UDP IPv6, emisión IPv4 1507 -
1612
28
Generacion de UDP IPv4, emisión IPv6 1249 -
1334
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Generacion de UDP IPv6, emisión IPv6 1345 -
1450
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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

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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

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Comparativa por router
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Comparativa por router
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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

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Comparativa mcast v4 v6
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Comparativa mcast v4 v6
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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

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Análisis del rendimiento total
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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

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Finalmente

• Gracias por vuestro aguante, digoatención
• Alguna pregunta?
• Facilitas, por favor