FORMÁLNÍ ANALÝZA POČÍTAČOVÝCH SÍTÍ A JEJICH MODELOVÁNÍ

FORMÁLNÍ ANALÝZA POČÍTAČOVÝCH SÍTÍ A JEJICH MODELOVÁNÍ Ing. Vladimír Veselý

Podpora přednášky kurzu Vyspělé technologie

Úvod

PacketTracer OMNeT++ Dynamips Dynagen GNS3

Cisco IOU IOU-Web Závěr

VIRTUALIZACE POČÍTAČOVÝCH SÍTÍ Vladimír VESELÝ [email protected]

AGENDA Úvod



2

1) 2) 3) 4) 5)

Emulace/Simulace směrovačů a přepínačů PacketTracer OMNeT++ Dynamips a jeho rozšíření Cisco IOS over UNIX

MOTIVACE Úvod

PacketTracer OMNeT++

 Vždy, když nemáme dedikovaný HW, nezbývá, než se uchýlit k SW řešením…

Dynamips Dynagen GNS3


3

 Co dělat, když si potřebujeme něco ozkoušet? Simulovat  Co dělat, když nám chybí patřičný HW? Emulovat

EXISTUJÍCÍ NÁSTROJE  SW implementace směrovačů Úvod


 Zebra – Quagga  XORP  BIRD

 Simulátor Cisco zařízení  PacketTracer  OMNeT++ s INETem a rozšířením ANSAINET


4

 Emulátor Cisco zařízení  Dynamips (rozšíření Dynagen a GNS3)  Cisco IOU (webový front-end IOU-web)

ÚVOD  Oficiální Cisco simulátor pro podporu výuky na Cisco NetAcad  Verze 5.3.3 Úvod



5

 Systémové požadavky:  CPU: Intel Pentium III 500 MHz;  OS: Microsoft Windows XP, Microsoft Windows Vista, Microsoft Windows 7, Fedora 11 nebo Ubuntu 8.04 LTS;  RAM: 256 MB;  Prostor na disku: 250 MB;  Rozlišení: 800 x 600;  Adobe Flash Player.

PODPOROVANÉ TECHNOLOGIE Úvod



6

 Linkové: DSL, Cable, 802.11a/b/g, Ethernet, PPPoE, STP a RapidSTP, 802.1q, LACP, PAgP;  WAN: PPP, Frame Relay, HDLC, NAT, ACLs, SLARP;  Směrování: statické, RIPv1, RIPv2, EIGRP, single-area a multiarea OSPF, BGP, inter-VLAN routing, redistribuce;  Aplikační protkoly: HTTP, HTTPS, DHCP, DHCPv6, Telnet, SSH, TFTP, DNS, TCP, UDP, IPv4, IPv6, ICMP, ICMPv6, ARP, IPv6 ND, FTP, SMTP, POP3, H.323, SCCP;  Bezpečnost: IPsec, GRE, ISAKMP, NTP, AAA, RADIUS, TACACS, SNMP, SSH, SYSLOG, CBAC, Zone-based policy firewall, WEP, WPA, EAP.

VLASTNOSTI  NEVÝHODA, že chybí spousta věcí: Úvod



7

 ISL zapouzdřování není vůbec  HSRP/VRRP i GLBP není vůbec  BGP, OSPF, RIP, EIGRP jen očesané verze  GRE a jiné tunely dost omezené

 „VÝHODOU“ je, že je to taková malá výkladní skříň CISCO produktů

 Je to skvělé na výuku CCNA, ale mizerné na CCNA Security a tragické pro CCNP!

UKÁZKA  Úvod



8

UKÁZKA  Úvod



9

UKÁZKA  Úvod



10

PROPOJENÍ LABORATOŘÍ Úvod



11

ÚVOD Úvod

PacketTracer OMNeT++ Dynamips

 Diskrétní simulátor OMNeT++ vymyšlený a naprogramovaný Andresem Vargou počínaje rokem 1993  Framework pro simulaci IP sítí zvaný INET adoptovaný spolu s Rudolgem Hörnigem  Rozšíření ANSAINET obhospodařované na FIT VUT výzkumnou skupinou NES@FIT

Dynagen GNS3


12

 Ve chvíli, kdy chcete dělat vědu…

ARCHITEKTURA Úvod



13

STRUKTURA  Simulační modely Úvod

 Topologie a jejich vzájemné propojení popsané jazykem NED  Vnitřní logika a implementace chování modulu v jazyce C++



14

 Spojení modulů mezi sebou pomocí vstupních a výstupních hradel, přes které se děje předávání zpráv

NED SOUBOR  Podobnost s objektovým popisem v jazyce Java Úvod



15

ZÁKLADNÍ MYŠLENKA Running configuration Úvod

PacketTracer

SNMP

OMNeT++ Dynamips Dynagen

Create

GNS3


Formal Analysis 16

model

ANSAROUTER Úvod



17

IDE Úvod



18

ÚVOD Úvod

 V roce 2005 Christopher Fillot vytvořil na základě zpětného inženýrství projekt k emulování HW C7200  Verze 0.2.8



19

 Emulátor kompletního HW routeru:  CPU (MIPS64 a PowerPC)  NVRAM a RAM (DRAM a SRAM)  Bootflash (Intel)

 …i jeho periferií:  PA (port adapter)  NM (network module)  WIC (WAN interface card)  NPE (network processing engine)

GNS3

Dynagen

Dynamips

VLASTNOSTI  V současnosti podporuje tyto Cisco sériové řady routerů:  platforma C7200  model C7206 Úvod



20

 platforma C3700  modely 2691, 3725, 3745

 platforma C3600  modely 3620, 3640 a 3660

 platforma C2600  modely 2610, 2611, 2620, 2621, 2610XM, 2611XM, 2620XM, 2621XM, 2650XM, 2651XM

 platforma C1700  modely 1710, 1720, 1721, 1750, 1751, 1760

PREREKVIZITY  IOS pro konkrétní model  IOSovský image je v základu zabalen do ZIPu, pokud chceme emulátoru odlehčit, provedeme manuální rozbalení za něj Úvod



21

 Knihovna (Win/lib)Pcap pro odchytávání síťového provozu, ale i vyvedení laboratoře do reálného prostředí  WireShark pro inspekci zachyceného provozu  Terminálový klient (PuTTy)  VirtualBox pro připojování virtuálních strojů  Volitelně JunOS formou Olive a také ASA/PIX image

IDLE-PC HODNOTA  Motivace: Když spustíme emulaci routeru, CPU našeho počítače ukazuje vytížení na 100% Úvod



22

 Důvod a řešení:  Dynamips emuluje HW a na něj naroubovává instrukce IOSu  V každém IOSu však existují vycpávkové instrukce (obdoba NOOP v assembleru)  Klíčem k odstranění nešvaru je říci emulaci jaký kód takové instrukci patří a ona je pak „ignorována“

UKÁZKA Úvod



$ unzip -p c7200-advipservicesk9-mz.124-9.T.bin > image.bin warning [c7200-advipservicesk9-mz.124-9.T.bin]: 27904 extra bytes at beginning or within zipfile (attempting to process anyway) $ file image.bin image.bin: ELF 32-bit MSB executable, cisco 7200, version 1 (SYSV), statically linked, stripped $ ./dynamips image.bin -t npe-400 -p 1:PA-A1 -p 2:PA-8T -p 3:PA-4E Cisco 7200 Simulation Platform (version 0.2.5-x86) Copyright (c) 2005,2006 Christophe Fillot. IOS image file: image.bin CPU0: carved JIT exec zone of 64 Mb into 2048 pages of 32 Kb. NVRAM is empty, setting config register to 0x2142 C7200 instance 'default' (id 0): VM Status : 0 RAM size : 256 Mb IOMEM size : 0 Mb NVRAM size : 128 Kb NPE model : npe-400 Midplane : vxr IOS image : image.bin Loading ELF file 'image.bin'... ELF entry point: 0x80008000 C7200 'default': starting simulation (CPU0 PC=0xffffffffbfc00000), JIT enabled. ROMMON emulation microcode.

23

Launching IOS image at 0x80008000...

HYPERVISOR Úvod

PacketTracer OMNeT++ Dynamips Dynagen

 Od verze 0.2.5 lze emulovat více routerů naráz, a to dokonce distribuovaně na více počítačích  Hypervisor běží implicitně na TCP portu 7200  Přístup na konzole jednotlivých instancí routerů přes telnet na implicitní porty 2000, 2001, 2002, …  Podpora propojení více instancí routerů přes virtuální jednoduché ATM / Frame Relay / Ethernet switche

GNS3

Cisco IOU

 Perfektní nástroj pro simulování laboratoří!!!

IOU-Web Závěr

24

 Vedlo ke vzniku rozšíření pro snadnou správu a manipulaci s těmito laboratořemi…

ÚVOD  V roce 2006 Greg Anuzelli jakožto pythonovský přídavek umožňující pohodlnější správu: Úvod

PacketTracer OMNeT++ Dynamips Dynagen

 emulovaných routerů  spojů mezi zařízeními  globální konfigurace celé laboratoře  lokálních konfigurací routerů

 Verze 0.11.0

GNS3


GNS3

Dynagen

Dynamips

25

NET SOUBOR Úvod


Cisco IOU

 Soubor, ve kterém je uložen formální popis celé simulované laboratoře  Syntaxe jako INI soubor {<parametr> = }* {[<sekce>] {<parametr> = }* {[[<podsekce>]] {<parametr> = }+ }+ }+

 Formální struktura:

IOU-Web Závěr Obecná sekce

26

Sekce klienta

Podsekce modelu

Podsekce zařízení

NET SOUBOR Úvod



27

# Ukázková laborator autostart = false [localhost] [[7200]] image = \Program Files\Dynamips\images\c7200-jk9o3s-mz.124-7a.image npe = npe-400 ram = 192 idlepc = 0x81237589 [[ROUTER R1]] s0/0 = R2 s1/0 [[router R2]] # Není potřeba definovat spojení z R2 na R1, protože už existuje

OBECNÁ SEKCE Parametr autostart model Úvod


ghostios


sparsemem


28

idlemax idlesleep

Hodnoty true | false

Popis V případě hodnoty true se ihned po spuštění simulace nastartují všechny instance routerů. Implicitní model routeru použitých v této simulaci.

1700|2610|2611|2620|2621| 2610XM|2620XM|2621XM| 2650XM|2651XM|2691|3620| 3640|3660|3725|3745|7200 true | false Redukuje vytížení fyzické paměti způsobem, že tentýž IOS je mezi více routery v paměti nahrán a sdílen pomocí paměťových map true | false Redukuje vytížení virtuální paměti jednotlivých instancí routeru jen na hodnotu, kterou v dané chvíli opravdu spotřebovávají unsigned integer Maximální doba uspání routeru v případě detekce čekací smyčky. unsigned integer Implicitní doba uspání routeru v případě detekce čekací smyčky.

SEKCE KLIENTA Parametr console

Hodnoty unsigned integer

workingdir

string

udp

unsigned integer

Úvod



29

Popis Základní port pro jednotlivá telnetová konzolová sezení. Cesta k adresáři, ve kterém bude Dynamips uchovávat všechny soubory týkající se spuštěné simulace. Základní port pro UDP NIO

PODSEKCE MODELU Úvod


Parametr image

Hodnoty string

ram

unsigned integer

nvram rom disk

unsigned integer unsigned integer unsigned integer

confreg npe

0x string

midplane mmap

std | vxr true | false

idlepc exec_area configuration cnfg

0x unsigned integer base64 string string

ghostios sparsemem idlemax idlesleep

true | false true | false unsigned integer unsigned integer


30

Popis Absolutní či relativní cesta k souboru se zvoleným IOSem pro danou modelovou řadu. Množství MB virutální paměti alokované pro každou instanci routeru stejné modelové řady. Velikost NVRAM v MB. Velikost ROM v MB. Velikost PCMCIA ATA disku, v současnosti je k dispozici emulace až dvou takovýchto disků, tzn. = [1,2]. Šestnáctková hodnota konfiguračního registru. NPE modul, hodnota řetězce může mít libovolnou hodnotu odpovídající podporovanému HW. Nainstalovaný druh středové desky. Pokud je nastaveno na false využívá se k emulaci virtuální paměti routerů dané modelové řady opravdové fyzické RAM namísto swapování na disk. Šestnáctková hodnota idlepc viz. kapitola o Vytížení HW prostředků. Velikost spouštěcí oblasti v MB. Startup konfigurace kódovaná do řetězce ve formátu base64. Absolutní nebo relativní cesta k souboru se startup konfigurací uložené ve formátu plain-text. Viz předchozí slidey. Viz předchozí slidey. Viz předchozí slidey. Viz předchozí slidey.

PODSEKCE ZAŘÍZENÍ Úvod

PacketTracer

Parametr model

Hodnoty unsigned integer

Popis Hodnota udává model konkrétního routeru, a jaká pro něj vyplývají nastavení v sekci modelové řady.

console

unsigned integer

Specifikuje hodnotu konzolového portu přepisujíc tak implicitní nastavení v sekci obecných nastavení.

aux mac

unsigned integer MAC-48 (: konvence)

slot

string

Auxiliary port pro daný router. Základní MACovská adresa tohoto routeru, přičemž pokud není explicitně specifikována tímto nastavením je generována náhodně automaticky. Řetězec, který specifikuje použitý portový adaptér PA nebo síťový modul NM. Může nabývat hodnot uvedených v kapitole Podporovaný HW. Přičemž parametr může nabýt platných číselných hodnot jednotlivých slotů.

wic<j>/

string

Pro modely routerů, které podporují WIC karty umožňuje ručně definovat, jaké WIC jsou nainstalované. Může nabývat hodnot uvedených v kapitole Podporovaný HW. Přičemž parametry <j>, můžou nabývat číselných hodnot jednotlivých portů.

[f|s|a]<j>/

<device> [f|s|a]<j>/

Na levé straně stojí rozhraní, které chceme spojit s na pravé straně stojícím zařízením <device> a jeho rozhráním. Obě rozhraní jsou definována řetězcem skládajícím se z typu rozhraní (s = sériové, f = fastethernetovské, a = ATM) a jeho číselného označení portů <j>/.

OMNeT++ Dynamips Dynagen GNS3


31

OVLÁDACÍ KONZOLE Úvod



32

ÚVOD Úvod


 V roce 2007 jakožto grafická nádstavba (jakési GUI) pro Dynamips řízený Dynagenem  Integrace QEMU a PEMU  VirtualBoxí virtuální mašinky  Aktuální verze 0.8.3.1


Cisco IOU IOU-Web

GNS3

Závěr Dynagen

Dynamips

33

GUI Úvod



34

NASTAVENÍ ① Úvod



35

NASTAVENÍ ② Úvod



36

NASTAVENÍ ③ Úvod



37

NASTAVENÍ ④ Úvod



38

NASTAVENÍ ⑤ Úvod



39

SPRÁVCE IOSŮ  Cisco Feature Navigator Úvod



40

L3 SWITCH ① Úvod



41

 Motivace: Nikde však není emulátor L3 switche, pročpak?  Odpověď: Cat3500 mají příliš odlišnou architekturu HW od routerů a jejich emulace (např. TCAM tabulky) je netriviální   Řešení: Vždyť ale existuje NM-16ESW!

L3 SWITCH ② Úvod



42

ÚVOD  IOS démon na unixovém systému  Posvěcení existence tohoto nástroje: Úvod


 Cisco IOS on Unix is a tool intended for internal use only. Distribution of IOU images to customers or external persons, or discussion of IOU with customers or external persons, is prohibited. DON’T DO IT OR WE’LL HAVE TO COME AND KILL YOU!

Dynamips Dynagen GNS3 Cisco IOU IOU-Web Závěr

43

 Experimentální nástroj určený pro CCIE praktické zkoušky a interní potřeby Cisco (studium technologií bez nutnosti mít IOS nahraný do konkrétního HW)

PODPOROVANÉ TECHNOLOGIE  Dvě obecné platformy Úvod

PacketTracer OMNeT++ Dynamips Dynagen GNS3 Cisco IOU IOU-Web Závěr

44

 Cisco IOU  Cisco L2IOU

 K sehnání následující varianty IOSů pro 12.4 nebo 15.x  ipbase  ipbase+pagent  advancedenterprisek  enterprise

VLASTNOSTI  VÝHODY oproti Dynamipsu: Úvod


45

 Víc stabilní (není potřeba emulovat HW, čistě SW řešení)  Lepší výkon  Nehrozí „umření“ jako v případě GNS3

 „NEVÝHODOU“ je absence pomocných provozů:  Není podpora capturingu  Nejsou rozšiřující moduly (PA, NM, WIC) ani ATM či POS  Sehnat Cisco IOU aktuální binárku je mnohem těžší než samotný IOS

PREREKVIZITY Úvod


46

 Binárky Cisco IOU  IOURC soubor s licencí  NETMAP soubor s topologií  Syntaxe: :[/][@] {:[/][@]}+

 Ukázka 1:0/0 1:0/1 3:0/0 3:0/1 1:0/2 1:0/3 2:0/2 2:0/3 1:1/0 1:1/1 2:1/0 2:1/1

2:0/0 2:0/1 4:0/0 4:0/1 3:0/2 3:0/3 4:0/2 4:0/3 4:1/0 4:1/1 3:1/0 3:1/1

SPUŠTĚNÍ IOU $ ./i86bi_linux-advententrpreisek9-ms -h

Úvod


Usage: [options] : unix-js-m | unix-is-m | unix-i-m | ... : instance identifier (0 < id <= 1024) Options: -e Number of Ethernet interfaces (default 2) -s Number of Serial interfaces (default 2) -n Size of nvram in Kb (default 16K) -c Configuration file name -d Generate debug information -t Netio message trace -q Suppress informational messages -h Display this help -C Turn off use of host clock -m Megabytes of router memory (default 64) -L Disable local console, use remote console -u UDP port base for distributed networks $ ./i86bi_linux-advententrpreisek9-ms –s1 –e0 1

 Instance se ukončuje pomocí CTRL+C 47

WRAPPER  Spouštění na pozadí a zpřístupnění konzole přes TCP port Úvod


$ ./wrapper Usage: ./wrapper [-v] -m -p<port number> -- [iou options] where <port number> is in the range <1024-65550> all options after the '--' are passed to iou [-v] Display version $ ./wrapper -m ./i86bi_linux-advententrpreisek9-ms -p 2000 -- -e0 -s1 -m 64 100

Dynamips Dynagen GNS3 Cisco IOU IOU-Web Závěr

48

 Jak ukončit instanci, když používám Wrapper? $ ps -ef | grep wrapper | awk '{ print $2 }' | xargs kill $ killall wrapper

IOU-WEB Úvod

 Webový front-end nad laboratořemi využívajícími Cisco IOU, který naprogramoval Andrea Dainese  Verze 1.2.0-17



49

 Systémové požadavky:  OS: Debian, RedHat/Centos/Fedora, FreeBSD  Apache 2.22

WEB GUI ① Úvod



50

WEB GUI ② Úvod



51

WEB GUI ③ Úvod



52

WEB GUI ④ Úvod



53

WEB GUI ⑤ Úvod



54

ZHODNOCENÍ Úvod



55

 A který nástroj mám tedy začít používat???

KDE ZÍSKAT?  PacketTracer  http://www.cisco.com/web/learning/netacad/course_catalog/PacketTrac er.html Úvod



56

 OMNeT++  http://www.omnetpp.org/omnetpp  http://inet.omnetpp.org/  https://nes.fit.vutbr.cz/ansa/pmwiki.php?n=Main.HomePage

 GNS3  http://www.gns3.net/download/

 Cisco IOU  http://www.google.com/search?q=ciscou+iou+livecd

REFERENCE  Dynamips/Dynagen/GNS3: Úvod


 Novinky pro Dynamips: http://www.ipflow.utc.fr/blog/  Návod k Dynegenu: http://dynagen.org/tutorial.htm  Stránky GNS3: http://www.gns3.net  Fórum komunity: http://7200emu.hacki.at/index.php  Videotutoriály: http://www.blindhog.net



57

 Cisco IOU  Návod k použití: http://evilrouters.net/2011/01/18/cisco-iou-faq/  Cracknutí licence: http://freeccnalabs.com/cisco-ios-on-unix-licensing/  Web GUI: http://the1979s.wordpress.com/cisco/cisco-iou-web-interface/

FORMÁLNÍ ANALÝZA POČÍTAČOVÝCH SÍTÍ A JEJICH MODELOVÁNÍ

Recommend Documents