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IPv6 frente a IPv4 multicast en la RedIRISIPv6 frente a IPv4 multicast en la RedIRIS

JJTT RedIRISJJTT RedIRIS

Octubre 2005Octubre 2005

Miguel Angel SotosMiguel Angel Sotos

miguel.sotos @ rediris.esmiguel.sotos @ rediris.es

1

AgendaAgenda

Multicast IPv4 en RedIRISMulticast IPv4 en RedIRIS

Multicast IPv6Multicast IPv6

Situación actualSituación actualDespliegue en RedIRISDespliegue en RedIRISProblemas encontradosProblemas encontrados

Pruebas realizadasPruebas realizadasComparativa de rendimientoComparativa de rendimiento

Análisis de resultadosAnálisis de resultados

JJTT RedIRIS Octubre 2005

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



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 antiguoPara IPv6 hay un tunel, el conmutador no cursa tráfico nativoPara tráfico IPv6, las características de la LAN son determinantes


Resultados de las pruebas

Análisis inicial: IPv6 siempre peor RTT que IPv4

Madrid0 IRIS4 Santiago0 cesga-router finalnumero 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

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

LEYENDA

CPU MEM

EB-Madrid0

EB-IRIS4

EB-Santiago0

Madrid0 IRIS4 Santiago0 cesga-router final

normal ip4 0.409877 9.073.278 9.112.258 9.063.371 9.093.092


Generacion de UDP IPv6 14:53 - 15:57

Madrid0 IRIS4 Santiago0 cesga-router final numero perdidas final

normal ip6 0.889682 9.573398 9.604857 9.907178 9.907178 463


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

Madrid0 IRIS4 Santiago0 cesga-router final numero perdidas finalmcast4- ip4 0.446015 9.120326 9.155711 9.128600 9.143351 3


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



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

Madrid0 IRIS4 Santiago0normal ip4 0.409877 9.073278 9.112258mcast4- ip4 0.446015 9.120326 9.155711mcast6- ip4 0.448151 9.128164 9.154715

normal ip6 0.889682 9.573398 9.604857mcast4- ip6 0.926793 9.606821 9.629967mcast6- ip6 0.943147 9.576148 9.577917


Comparativa por router

8.800.000

8.900.000

9.000.000

9.100.000

9.200.000

9.300.000

9.400.000

9.500.000

9.600.000

9.700.000

IRIS4

normal ip4

mcast4- ip4

mcast6- ip4

normal ip6

mcast4- ip6

mcast6- ip6


Comparativa por router

8.800.000

8.900.000

9.000.000

9.100.000

9.200.000

9.300.000

9.400.000

9.500.000

9.600.000

9.700.000

Santiago0

normal ip4

mcast4- ip4

mcast6- ip4

normal ip6

mcast4- ip6

mcast6- ip6


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

Madrid0 IRIS4 Santiago0 cesga-routermcast4- ip4 0.446015 9.120326 9.155711 9.128600mcast6- ip4 0.448151 9.128164 9.154715 9.108007

mcast4- ip6 0.926793 9.606821 9.629967 9.629967mcast6- ip6 0.943147 9.576148 9.577917 9.601054


Comparativa mcast v4 v6

0100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000

10000000

mcast4- ip4

mcast6- ip4


Comparativa mcast v4 v6

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

mcast4- ip6mcast6- ip6


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

normal ip4 9.093092 normal ip6 9.907178mcast4- ip4 9.143351 mcast4- ip6 9.962195mcast6- ip4 9.173757 mcast6- ip6 9.907716


Análisis del rendimiento total

final

9.040.000

9.060.000

9.080.000

9.100.000

9.120.000

9.140.000

9.160.000

9.180.000

normal ip4 mcast4- ip4 mcast6- ip4

final

final

9.870.0009.880.0009.890.0009.900.0009.910.0009.920.0009.930.0009.940.0009.950.0009.960.0009.970.000

normal ip6 mcast4- ip6 mcast6- ip6

final


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


Finalmente…

Gracias por vuestro aguante, digo…atención

¿Alguna pregunta? Facilitas, por favor

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