По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Термин chroot jail появился еще в 1992 году но часто используется сегодня. Что же это означает и для чего используется эта операция?
Что такое chroot jail?
Chroot (сокращение от change root) - это операция Unix, которая изменяет видимый корневой каталог на тот, который задан пользователем.
Любой процесс, который вы запускаете после операции chroot, имеет доступ только к новому определенному корневому каталогу и его подкаталогам. Эта операция широко известна как chroot jail, поскольку эти процессы не могут читать или писать вне нового корневого каталога.
Для чего используется chroot jail?
Chroot jail используется для создания ограниченной «песочницы» для запуска процесса. Это означает, что процесс не может злонамеренно изменять данные за пределами предписанного дерева каталогов.
Еще одно применение chroot jail - это замена виртуальным машинам. Этот метод называется виртуализацией на уровне ядра и требует меньше ресурсов, чем виртуальные машины. Эта операция позволяет пользователям создавать несколько изолированных инстансов в одной системе.
Как использовать chroot jail
Рассмотрим на примере как создать и настроить chroot jail, чтобы он мог запускать команды bash и ls.
1. Создайте новый каталог с именем chroot_jail:
mkdir chroot_jail
Если мы попытаемся использовать chroot на этом каталоге, мы получим следующий вывод:
Вы должны включить команду bash, прежде чем сможете использовать chroot на новом каталоге. Для этого необходимо скопировать командный файл и все связанные библиотеки в новый корневой каталог.
2. Создайте новое дерево подкаталогов внутри chroot_jail:
mkdir -p chroot_jail / bin chroot_jail / lib64 / x86_64-linux-gnu chroot_jail / lib / x86_64-linux-gnu
В этих подкаталогах будут храниться все необходимые элементы команд bash и ls.
3. Использование команды cp с командой which позволяет копировать команды bash и ls без указания пути, из которого вы копируете.
Для этого используйте:
cp $(which ls) chroot_jail/bin/
cp $(which bash) chroot_jail/bin/
Примечание. Если ваша команда bash или ls имеет псевдоним, вам необходимо снять его перед копированием. Используйте unalias [command], где [command] - это имя команды, которую вы хотите удалить.
4. Чтобы bash и ls работали в новой корневой папке, добавьте все связанные библиотеки в chroot_jail/libraries. Используйте команду ldd, чтобы узнать, какие библиотеки связаны с какой командой:
ldd $(which bash)
ldd $(which ls)
5. Скопируйте соответствующие библиотеки в подкаталоги lib и lib64.
Для команды bash:
cp /lib/x86_64-linux-gnu/libtinfo.so.6 chroot_jail/lib/x86_64-linux-gnu/
cp /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 chroot_jail/lib/x86_64-linux-gnu/
cp /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 chroot_jail/lib/x86_64-linux-gnu/
cp /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 chroot_jail/lib64/
Для команды ls:
cp /lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.1 chroot_jail/lib/x86_64-linux-gnu/
cp /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 chroot_jail/lib/x86_64-linux-gnu/
cp /lib/x86_64-linux-gnu/libpcre2-8.so.0 chroot_jail/lib/x86_64-linux-gnu/
cp /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 chroot_jail/lib/x86_64-linux-gnu/
cp /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 chroot_jail/lib64/
cp /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 chroot_jail/lib/x86_64-linux-gnu/
6. Используйте команду chroot, чтобы изменить root на каталог chroot_jail:
sudo chroot chroot_jail
Примечание. При изменении корневого каталога на каталог chroot_jail запускается новый экземпляр оболочки bash.
Используйте команду ls, чтобы вывести список всех файлов и каталогов в новом корневом дереве каталогов:
ls -R
7. Как только вы закончите использовать новую корневую папку, выйдите из оболочки:
exit
Заключение
После выполнения этого руководства вы сможете настроить chroot jail вместе с необходимыми ресурсами для запуска процессов и команд в новом корневом каталоге.
Мы рассказали про принципы работы протокола NAT (Network Address Translation) и теперь настало время рассмотреть его настройку на оборудовании Cisco.
Настройка статического NAT (Static NAT)
Напомним, что статический NAT представляет собой сопоставление внутреннего и внешнего адреса один к одному. Он позволяет внешним устройствам инициировать подключения к внутренним с использованием статически назначенного общего адреса.
Например, внутренний веб-сервер может быть сопоставлен с определенным внутренним глобальным адресом, чтобы он был доступен из внешних сетей.
На схеме показана внутренняя сеть, содержащая веб-сервер с частным адресом IPv4. Маршрутизатор сконфигурирован со статическим NAT, чтобы позволить устройствам из внешней сети обращаться к веб-серверу. Клиент из внешней сети обращается к веб-серверу с использованием общедоступного IPv4-адреса. Статический NAT переводит общедоступный IPv4-адрес в частный.
При настройке статических трансляций NAT выполняются две основные задачи:
Создание сопоставления между внутренним локальным (inside local) адресом и внутренними глобальными (inside global) адресами. Например, внутренний локальный адрес 192.168.1.5 и внутренний глобальный адрес 208.165.100.5 на схеме настроены как статическая NAT трансляция.
После того как сопоставление настроено, интерфейсы, участвующие в трансляции должны быть настроены как внутренние (inside) и наружные (outside) относительно NAT. На схеме интерфейс маршрутизатора Serial 0/0/0 является внутренним, а Serial 0/1/0 – внешним.
Пакеты, поступающие на внутренний интерфейс маршрутизатора Serial 0/0/0 из настроенного внутреннего локального адреса IPv4 (192.168.1.5), транслируются и затем перенаправляются во внешнюю сеть. Пакеты, поступающие на внешний интерфейс Serial 0/1/0, адресованные настроенному внутреннему глобальному адресу IPv4 (208.165.100.5), переводятся на внутренний локальный адрес (192.168.1.5) и затем перенаправляются внутрь сети.
Настройка проходит в несколько шагов:
Создать статическую трансляцию между внутренним локальным и внешним глобальным адресами. Для этого используем команду ip nat inside source static [локальный _IP глобальный_IP]. Чтобы удалить трансляцию нужно ввести команду no ip nat inside source static. Если нам нужно сделать трансляцию не адреса в адрес, а адреса в адрес интерфейса, то используется команда ip nat inside source static [локальный _IP тип_интерфейса номер_интерфейса].
Определим внутренний интерфейс. Сначала зайти в режим конфигурации интерфейса, используя команду interface[тип номер] и ввести команду ip nat inside
Таким же образом определить внешний интерфейс, используя команду ip nat outside
Пример:
Router(config)# ip nat inside source static 192.168.1.5 208.165.100.5
Router(config)# interface serial0/0/0
Router(config-if)#ip nat inside
Router(config-if)#exit
Router(config)# interface serial0/1/0
Router(config-if)#ip nat outside
В результате трансляции будут проходить так:
Клиент хочет открыть соединение с веб-сервером. Клиент отправляет пакет на веб-сервер, используя общедоступный IPv4-адрес назначения 208.165.100.5. Это внутренний глобальный адрес веб-сервера.
Первый пакет, который роутер получает от клиента на внешнем интерфейсе NAT, заставляет его проверять свою таблицу NAT. Адрес IPv4 адресата находится в таблице NAT он транслируется.
Роутер заменяет внутренний глобальный адрес назначения 208.165.100.5 внутренним локальным 192.168.1.5 и пересылает пакет к веб-серверу.
Веб-сервер получает пакет и отвечает клиенту, используя внутренний локальный адрес источника 192.168.1.5.
Роутер получает пакет с веб-сервера на свой внутренний интерфейс NAT с адресом источника внутреннего локального адреса веб-сервера, 192.168.1.5. Он проверяет NAT таблицу для перевода внутреннего локального адреса во внутренний глобальный, меняет адрес источника с 192.168.1.5 на 208.165.100.5 и отправляет его из интерфейса Serial 0/1/0 в сторону клиента
Клиент получает пакет, и обмен пакетами продолжается. Роутер выполняет предыдущие шаги для каждого пакета.
Проверка статического NAT
Полезной командой для проверки работы NAT является команда show ip nat translations. Эта команда показывает активные трансляции NAT. Статические переводы, в отличие от динамических переводов, всегда находятся в таблице NAT.
Router#show ip nat translations
Pro Inside global Inside local Outside local Outside global
--- 208.165.100.5 192.168.1.5 208.165.100.70 208.165.100.70
Другой полезной командой является команда show ip nat statistics. Она отображает информацию об общем количестве активных переводов, параметрах конфигурации NAT, количестве адресов в пуле и количестве адресов, которые были выделены.
Router#show ip nat statistics
Total active translations: 1 (1 static, 0 dynamic; 0 extended)
Peak translations: 2, occurred 00:00:21 ago
Outside interfaces:
Serial0/1/0
Inside interfaces:
Serial0/0/0
Hits:7 Misses:0
Чтобы убедиться, что трансляция NAT работает, лучше всего очистить статистику из любых прошлых переводов, используя команду clear ip nat statistics перед тестированием.
Настройка динамического NAT (Dynamic NAT)
В то время пока статический NAT постоянное сопоставление между внутренним локальным и внутренним глобальным адресом, динамический NAT позволяет автоматически сопоставлять внутренние локальные и глобальные адреса (которые обычно являются публичными IP-адресами). Динамический NAT использует группу или пул публичных адресов IPv4 для перевода. Динамический NAT, как и статический NAT, требует настройки внутреннего и внешнего интерфейсов, участвующих в NAT.
Рассмотрим на примере этой схемы. Мы тут имеем внутреннюю сеть с двумя подсетями 192.168.1.0/24 и 192.168.2.0/24 и пограничным маршрутизатором, на котором настроен динамический NAT с пулом публичных адресов 208.165.100.5 - 208.165.100.15.
Пул публичных адресов (inside global address pool) доступен для любого устройства во внутренней сети по принципу «первым пришел – первым обслужили». С динамическим NAT один внутренний адрес преобразуется в один внешний адрес. При таком типе перевода должно быть достаточно адресов в пуле для одновременного предоставления для всех внутренних устройств, которым необходим доступ к внешней сети. Если все адреса в пуле были использованы, то устройство должно ждать доступного адреса, прежде чем оно сможет получить доступ к внешней сети.
Рассмотрим настойку по шагам:
Определить пул которые будут использоваться для перевода, используя команду ip nat pool [имя начальный_ip конечный_ip]. Этот пул адресов обычно представляет собой группу публичных общедоступных адресов. Адреса определяются указанием начального IP-адреса и конечного IP-адреса пула. Ключевые слова netmask или prefix-length указывают маску.
Нужно настроить стандартный access-list (ACL), чтобы определить только те адреса, которые будут транслироваться. Введем команду access-list [номер_ACL] permit source [wildcard_маска]. Про стандартные access-list’ы можно прочитать в этой статье (а про расширенные в этой). ACL который разрешает очень много адресов может привести к непредсказуемым результатам, поэтому в конце листа есть команда deny all.
Необходимо привязать ACL к пулу, и для этого используется команду ip nat inside source list [номер_ACL] number pool [название_пула]. Эта конфигурация используется маршрутизатором для определения того, какие устройства (список) получают адреса (пул).
Определить, какие интерфейсы находятся внутри, по отношению к NAT, то есть любой интерфейс, который подключен к внутренней сети.
Определить, какие интерфейсы находятся снаружи, по отношению к NAT, то есть любой интерфейс, который подключен к внешней сети.
Пример:
Router(config)# ip nat pool MerionNetworksPool 208.165.100.5 208.165.100.15 netmask 255.255.255.0
Router(config)# access-list 1 permit 192.168.0.0 0.0.255.255
Router(config)#ip nat inside source list 1 pool MerionNetworksPool
Router(config)# interface serial0/0/0
Router(config-if)#ip nat inside
Router(config-if)#exit
Router(config)# interface serial0/1/0
Router(config-if)#ip nat outside
Как это будет работать на нашей схеме:
Компьютеры с адресами 192.168.1.10 и 192.168.2.10 отправляют пакеты в сторону сервера по публичному адресу 208.165.100.70
Маршрутизатор принимает первый пакет от хоста 192.168.1.10. Поскольку этот пакет был получен на интерфейсе, сконфигурированном как внутренний интерфейс NAT, маршрутизатор проверяет конфигурацию NAT, чтобы определить, должен ли этот пакет быть транслирован. ACL разрешает этот пакет, и роутер проверяет свою таблицу NAT. Поскольку для этого IP-адреса нет записи трансляции, роутер определяет, что исходный адрес 192.168.1.10 должен быть переведен динамически. R2 выбирает доступный глобальный адрес из пула динамических адресов и создает запись перевода, 208.165.200.5. Исходный IPv4-адрес источника (192.168.1.10) является внутренним локальным адресом, а переведенный адрес является внутренним глобальным адресом (208.165.200.5) в таблице NAT. Для второго хоста 192.168.2.10 маршрутизатор повторяет эту процедуру, выбирая следующий доступный глобальный адрес из пула динамических адресов, создает вторую запись перевода - 208.165.200.6.
После замены внутреннего локального адреса источника в пакетах маршрутизатор перенаправляет пакет.
Сервер получает пакет от первого ПК и отвечает, используя адрес назначения 208.165.200.5. Когда сервер получает пакет от второго ПК, то в ответе в адресе назначения будет стоять 208.165.200.6.
Когда роутер получает с адресом назначения 208.165.200.5, то он выполняет поиск в таблице NAT и переводит адрес назначения во внутренний локальный адрес 192.168.1.10 и направляет в сторону ПК. То же самое происходит с пакетом, направленным ко второму ПК.
Оба ПК получают пакеты, и обмен пакетами продолжается. Для каждого следующего пакета выполняются предыдущие шаги.
Проверка динамического NAT
Для проверки также используется команда show ip nat отображает все статические переводы, которые были настроены, и любые динамические переводы, которые были созданы трафиком. Добавление ключевого слова verbose отображает дополнительную информацию о каждом переводе, включая то, как давно запись была создана и использовалась. По умолчанию данные о переводах истекают через 24 часа, если таймеры не были переконфигурированы с помощью команды ip nat translation timeout [время_в_секундах] в режиме глобальной конфигурации.
Чтобы очистить динамические записи до истечения времени ожидания, можно использовать команду clear ip nat translation. Полезно очищать динамические записи при тестировании конфигурации NAT. Эту команду можно использовать с ключевыми словами и переменными, чтобы контролировать, какие записи очищаются. Конкретные записи можно очистить, чтобы не прерывать активные сеансы. Только динамические переводы удаляются из таблицы. Статические переводы не могут быть удалены из таблицы.
Также можно использовать команду show ip nat statistics которая отображает информацию об общем количестве активных переводов, параметрах конфигурации NAT, количестве адресов в пуле и количестве переведенных адресов.
Поскольку у нас здесь используются листы контроля доступа ACL, то для их проверки можно использовать команду show access-lists.
Настройка Port Address Translation (PAT)
PAT (также называемый NAT overload) сохраняет адреса во внутреннем глобальном пуле адресов, позволяя маршрутизатору использовать один внутренний глобальный адрес для многих внутренних локальных адресов. Другими словами, один открытый IPv4-адрес может использоваться для сотен и даже тысяч внутренних частных IPv4-адресов. Когда несколько внутренних локальных адресов сопоставляются с одним внутренним глобальным адресом, номера портов TCP или UDP каждого внутреннего узла различают локальные адреса.
Общее количество внутренних адресов, которые могут быть переведены на один внешний адрес, теоретически может составлять 65 536 на каждый IP-адрес. Однако на практике число внутренних адресов, которым может быть назначен один IP-адрес, составляет около 4000.
Существует два способа настройки PAT, в зависимости от того, как провайдер выделяет общедоступные IPv4-адреса. В первом случае интернет-провайдер выделяет более одного публичного IPv4-адреса организации, а в другом он выделяет один общедоступный IPv4-адрес, который требуется для организации для подключения к интернет-провайдеру.
Настройка PAT для пула публичных IP-адресов
Если нам доступно более одного общедоступного IPv4-адреса, то эти адреса могут быть частью пула, который используется PAT. Это похоже на динамический NAT, за исключением того, что в этом случае недостаточно общих адресов для взаимного сопоставления внутренних адресов. Небольшой пул адресов распределяется между большим количеством устройств.
Основное различие между этой конфигурацией и конфигурацией для динамического NAT, заключается в том, что используется ключевое слово overload, которое включает PAT.
Рассмотрим настойку PAT для пула адресов по шагам:
Определить пул адресов глобальных адресов, которые будут использоваться для PAT трансляции, используя команду ip nat pool [имя начальный_ip конечный_ip] netmask [маска] | prefix-length [длина_префикса].
Создать стандартный access-list, разрешающий адреса, которые должны быть переведены. Используется команда access-list [номер_ACL] permit source [wildcard_маска].
Включим PAT, используя волшебное слово Overload. Вводим команду ip nat inside source list [номер_ACL] number pool [название_пула] overload.
Определяем, какие интерфейсы находятся внутри, по отношению к NAT, а какие снаружи. Используем команду ip nat inside и ip nat outside
Пример настройки для схемы, что использовалась ранее, только теперь мы будем использовать PAT:
Router(config)# ip nat pool MerionNetworksPool2 208.165.100.5 208.165.100.15 netmask 255.255.255.0
Router(config)# access-list 1 permit 192.168.0.0 0.0.255.255
Router(config)#ip nat inside source list 1 pool MerionNetworksPool2 overload
Router(config)# interface serial0/0/0
Router(config-if)#ip nat inside
Router(config-if)#exit
Router(config)# interface serial0/1/0
Router(config-if)#ip nat outside
Настройка PAT для одного публичного IPv4-адреса
На схеме показана топология реализации PAT для трансляции одного IP публичного адреса. В этом примере все хосты из сети 192.168.0.0/16 (соответствующие ACL), которые отправляют трафик через маршрутизатор, будут переведены на адрес IPv4 208.165.99.225 (адрес IPv4 интерфейса S0 /1/0). Трафик будет идентифицироваться по номерам портов в таблице NAT.
Настройка:
Создать лист access-list разрешающий адреса, которые нужно транслировать – access-list [номер_ACL] permit source [wildcard_маска].
Настроить преобразование адреса источника в адрес интерфейса, через команду ip nat inside source list [номер_ACL] interface [тип номер] overload
Определить внешние и внутренние интерфейсы через команды ip nat inside и ip nat outside.
Конфигурация похожа на динамический NAT, за исключением того, что вместо пула адресов мы используем адрес интерфейса с вешним IP адресом. NAT пул не определяется.
Пример:
Router(config)# access-list 1 permit 192.168.0.0 0.0.255.255
Router(config)# ip nat source list 1 interface serial0/1/0 overload
Router(config)# interface serial0/0/0
Router(config-if)#ip nat inside
Router(config-if)#exit
Router(config)# interface serial0/1/0
Router(config-if)#ip nat outside
Процесс PAT не изменятся при использовании одного адреса, или пула адресов.
Рассмотрим процесс PAT по шагам:
На схеме два разных ПК связываются с двумя разными веб-серверами. Первый ПК имеет адрес источника 192.168.1.10 и использует TCP порт 1444, а второй ПК имеет адрес источника 192.168.2.10 и по совпадению использует то же TCP порт 1444
Пакет с первого ПК сначала достигает роутера и он, используя PAT, изменяет исходный IPv4-адрес на 208.165.99.225 (inside global address). В таблице NAT нет других устройств с портом 1444, поэтому PAT использует тот же номер порта и пакет отправляется в направлении сервера по 208.165.101.20.
Далее пакет со второго компьютера поступает в маршрутизатор, где PAT настроен на использование одного глобального IPv4-адреса для всех переводов - 208.165.99.225. Подобно процессу перевода для первого ПК, PAT изменяет исходящий адрес второго ПК на внутренний глобальный адрес 208.165.99.225. Однако второй ПК имеет тот же номер порта источника, что и текущая запись PAT первого ПК, поэтому PAT увеличивает номер порта источника до тех пор, пока он не станет уникальным в своей таблице. В этом случае запись исходного порта в таблице NAT и пакет для второго ПК получает 1445 порт. Хотя оба ПК используют один и тот же внутренний глобальный адрес 208.165.99.225 и тот же номер порта источника – 1444, измененный номер порта для второго ПК (1445) делает каждую запись в таблице NAT уникальной. Это станет очевидным при отправке пакетов с серверов обратно клиентам.
Сервера отвечают на запросы от компьютеров, и используют исходный порт из принятого пакета в качестве порта назначения и исходный адрес как адрес назначения. Может казаться, что они общаются одним и тем же хостом по адресу 208.165.99.225, однако, это не так – они имеют разные порты.
Когда пакеты возвращаются на роутер, он находит уникальную запись в своей таблице NAT с использованием адреса назначения и порта назначения каждого пакета. В случае пакета от первого сервера адрес назначения 208.165.99.255 имеет несколько записей, но только одну с портом назначения 1444. Используя эту запись в своей таблице, роутер изменяет адрес IPv4 адресата пакета на 192.168.1.10, не меняя порт назначения. Затем пакет перенаправляется на первый ПК
Когда пакет от второго сервера прилетает на маршрутизатор, он выполняет аналогичный перевод. Адрес IPv4 назначения 208.165.99.225 имеет несколько записей, однако используя порт назначения 1445, роутер может однозначно идентифицировать запись трансляции. Адрес IPv4 назначения будет изменен на 192.168.2.10 и в этом случае порт назначения также должен быть изменен до исходного значения 1444, которое хранится в таблице NAT. После этого пакет высылается на второй ПК
Проверка Port Address Translation (PAT)
Для проверки PAT используются такие же команды, что и для обычного NAT. Команда show ip nat translations отображает переводы IP адресов вместе с портами и команда show ip nat statistics показывает информацию о количестве и типе активных переводов, параметрах конфигурации NAT, количестве адресов в пуле и количестве выделенных адресов.
Router#show ip nat statistics
Total active translations: 2 (0 static, 2 dynamic; 2 extended)
Peak translations: 2, occurred 00:00:07 ago
Outside interfaces:
Serial0/1/0
Inside interfaces:
Serial0/0/0
Hits:4 Misses:0
CEF Translated packets: 4, CEF Punted packets:0
Expired translations: 0
Dynamic mappings:
-- Inside Source
[Id: 3] access-list 1 pool MerionNetworksPool2 refcount 2
pool MerionNetworksPool2: netmask 255.255.255.0
start 208.165.100.5 end 208.165.100.15
type generic, total addressers 10, allocated 1(10%),
misses 0
Total doors: 0
Appl doors: 0
Normal doors: 0
Queued Packets: 0
Также для поиска проблем можно использовать дебаг, который запускается командой debug ip nat, который отображает информацию о каждом пакете, который транслируется маршрутизатором. Также можно использовать команду debug ip nat detailed, которая генерирует описание каждого пакета. Эта команда также предоставляет информацию о различных ошибках, например, таких как неспособность выделить глобальный адрес. Однако эта команда более требовательна к ресурсам устройства.
Router#debug ip nat
IP NAT debugging is on
Router#
*Aug 24 16:20:331:670: NAT*: s=192.168.1.10->208.165.99.225 d=208.165.101.20 [3730]
*Aug 24 16:20:331:682: NAT*: s=208.165.101.20 d=208.165.99.225 ->192.168.1.10 [4156]
*Aug 24 16:20:331:698: NAT*: s=192.168.1.10->208.165.99.225 d=208.165.101.20 [3731]
*Aug 24 16:20:331:702: NAT*: s=192.168.1.10->208.165.99.225 d=208.165.101.20 [3732]
*Aug 24 16:20:331:710: NAT*: s=208.165.101.20 d=208.165.99.225 ->192.168.1.10 [4157]
В выводе используются следующие символы и значения:
* (звездочка) – звездочка с NAT указывает, что перевод происходит по пути с быстрым переключением (fast-switched path). Первый пакет в разговоре всегда медленнее, остальные пакеты проходят путь с быстрым переключением.
s= - IP адрес источника
a.b.c.d ? w.x.y.z - это значение указывает, что адрес источника a.b.c.d переводится на w.x.y.z.
d= - IP адрес назначения
[xxxx] - значение в скобках - это идентификационный номер IP.
Виртуализация часто применяется для поиска более простого способа решения некоторых проблем, отмеченных в начальных статьях этой темы, таких как разделение трафика. Как и все в мире сетевой инженерии, здесь есть компромиссы. На самом деле, если вы не нашли компромисс, вы плохо искали. В этом разделе будут рассмотрены некоторые (хотя, конечно, не все) различные компромиссы сложности в области виртуализации сети. Основой этого обсуждения будет триада компромиссов сложности:
Состояние: количество состояний и скорость, с которой изменяется состояние в сети (особенно в плоскости управления).
Оптимизация: оптимальное использование сетевых ресурсов, включая такие вещи, как трафик, следующий по кратчайшему пути через сеть.
Поверхность: количество слоев, глубина их взаимодействия и широта взаимодействия.
Поверхности взаимодействия и группы связей общих рисков
Каждая система виртуализации, когда-либо задуманная, реализованная и развернутая, создает в некотором роде общий риск. Например, рассмотрим одну линию, по которой передается несколько виртуальных каналов, каждый из которых передает трафик. Должно быть очевидным (на самом деле тривиальным) наблюдение, что в случае отказа одного физического канала произойдет сбой всех виртуальных каналов. Конечно, вы можете просто перенаправить виртуальные каналы на другой физический канал. Правильно? Может быть, а может и нет. Рисунок 1 иллюстрирует это.
С точки зрения A и D, есть две линии, доступные через B и C, каждая из которых обеспечивает независимое соединение между хостом и сервером. В действительности, однако, и провайдер 1, и провайдер 2 приобрели виртуальные каналы через единственное соединение у провайдера 3. Когда единственное соединение в сети провайдера 3 выходит из строя, трафик может быть перенаправлен с основного пути через провайдера 1 на путь через провайдера. 2, но поскольку оба канала используют одну и ту же физическую инфраструктуру, ни одна из них не сможет передавать трафик.
Говорят, что эти два звена в этой ситуации разделяют одну общую судьбу, потому что они являются частью Shared Risk Link Group (SRLG). Можно найти и обойти SRLG или ситуации с shared fate, но это усложняет плоскость управления и/или управление сетью. Например, невозможно обнаружить эти shared fate без ручного тестирования различных ситуаций отказа на физическом уровне или изучения сетевых карт, чтобы найти места, где несколько виртуальных каналов проходят по одному и тому же физическому каналу. В ситуации, описанной на рисунке 1, найти ситуацию с shared fate было бы почти невозможно, поскольку ни один из провайдеров, скорее всего, не скажет вам, что использует линию от второго провайдера, показанного на рисунке как провайдер 3, для предоставления услуг.
Как только эти ситуации с shared fate обнаружены, необходимо предпринять некоторые действия, чтобы избежать серьезного сбоя в работе сети. Обычно для этого требуется либо вводить информацию в процесс проектирования, либо усложнять дизайн, либо вводить информацию в плоскость управления (см. RFC8001 в качестве примера типа сигнализации, необходимой для управления группами SRLG в плоскости управления, спроектированной трафиком). По сути, проблема сводится к следующему набору утверждений:
Виртуализация - это форма абстракции.
Абстракция удаляет информацию о состоянии сети с целью снижения сложности или предоставления услуг за счет реализации политики.
Любое нетривиальное сокращение информации о состоянии сети так или иначе снизит оптимальное использование ресурсов.
Единственным противодействием конечному состоянию из этих трех, является протекание информации через абстракцию, поэтому можно восстановить оптимальное использование ресурсов - в этом случае отказ одного канала не вызывает полного отказа потока трафика через сеть. Единственное решение, таким образом, - сделать абстракцию сквозной абстракцией, что снизит эффективность абстракции при контроле области действия состояния и реализации политики.
Поверхности взаимодействия и наложенные плоскости управления
В сетевой инженерии принято накладывать друг на друга два протокола маршрутизации или две плоскости управления. Хотя это не часто рассматривается как форма виртуализации, на самом деле это просто разделение состояния между двумя различными плоскостями управления для контроля количества состояний и скорости изменения состояний, чтобы уменьшить сложность обеих плоскостей управления. Это также часто встречается при запуске виртуальных наложений в сети, поскольку между головным и хвостовым узлами туннеля будет существовать нижележащая плоскость управления, обеспечивающая достижимость, и плоскость управления наложением, обеспечивающая достижимость в виртуальной топологии. Две наложенные друг на друга плоскости управления будут взаимодействовать иногда неожиданным образом. Для иллюстрации используется рисунок 2.
На рисунке 2:
Каждый маршрутизатор в сети, включая B, C, D и E, использует две плоскости управления (или, если это проще, протоколы маршрутизации, отсюда протокол 1 и протокол 2 на рисунке).
Протокол 1 (оверлей) зависит от протокола 2 (базовый) для обеспечения доступности между маршрутизаторами, на которых работает протокол 1.
Протокол 2 не содержит информации о подключенных устройствах, таких как A и F; вся эта информация передается в протоколе 1.
Протокол 1 требует гораздо больше времени для схождения, чем протокол 2.
Более простой путь от B к E проходит через C, а не через D.
Учитывая этот набор протоколов, предположим, что C на рисунке 2 удален из сети, двум управляющим плоскостям разрешено сходиться, а затем C снова подключается к сети. Каков будет результат? Произойдет следующее:
После удаления C сеть снова объединится с двумя путями в локальной таблице маршрутизации в B:
F доступен через E.
E доступен через D.
После повторного подключения C к сети протокол 2 быстро сойдется.
После повторной конвергенции протокола 2 лучший путь к E с точки зрения B будет через C.
Следовательно, у B теперь будет два маршрута в локальной таблице маршрутизации:
F доступен через E.
E достижимо через C.
B перейдет на новую информацию о маршрутизации и, следовательно, будет отправлять трафик к F через C до того, как протокол 1 сойдется, и, следовательно, до того, как C узнает о наилучшем пути к F.
С момента, когда B начинает пересылку трафика, предназначенного для F в C, и момента, когда протокол 1 сойдется, трафик, предназначенный для F, будет отброшен.
Это довольно простой пример неожиданного взаимодействия наложенных протоколов. Чтобы решить эту проблему, вам необходимо ввести информацию о состоянии конвергенции протокола 1 в протокол 2, или вы должны каким-то образом заставить два протокола сходиться одновременно. В любом случае вы по существу добавляете состояние обратно в два протокола, чтобы учесть их разницу во времени конвергенции, а также создавая поверхность взаимодействия между протоколами.
Примечание: Этот пример описывает фактическое взаимодействие конвергенции между IS-IS и BGP, или протоколом Open Shortest Path First (OSPF) и BGP. Чтобы решить эту проблему, более быстрый протокол настроен на ожидание, пока BGP не сойдется, прежде чем устанавливать какие-либо маршруты в локальной таблице маршрутизации.