被忽略的珍宝:IPX 协议

DHCP 的麻烦事

事情要从科大更新网络接入管理设备说起。

Capture

公共上网区域之所以要统一分配 IP 地址,是因为早先各楼各自为政、零散分配的 IP 地址段不够用了。几年前上网的主力是台式机和笔记本,也不可能时时刻刻开机;但现在人人都有智能终端,有可能还不止一台,到哪里就会连上哪里的 Wi-Fi。很多地方早先绰绰有余的 /24 地址段(256 个 IP)在高峰时段出现了分配不到 IP 的情况。而科大的 IP 地址池大小是有限的,集中分配就解决了地址不够的问题。

这本来是件皆大欢喜的事情,但新设备带来了新的问题。采用网络启动的图书馆查询机隔一段时间就卡死了,原因是母系统启动阶段与子系统启动阶段所分配到的 IP 地址不同,而这种不同又是由于 BRAS 网络接入管理设备的 bug。

Capture

继续阅读“被忽略的珍宝:IPX 协议”

Heartbleed 实战:一个影响无数网站的缓冲区溢出漏洞

昨天 OpenSSL 爆出了名为 Heartbleed 的重大安全漏洞(CVE-2014-0160),通过 TLS 的 heartbeat 扩展,可以读取运行 HTTPS 服务的服务器上长达 64 KB 的内存,获取内存中可能存在的敏感信息。由于这个漏洞已经存在两年,Debian stable (wheezy) 和 Ubuntu 12.04 LTS、13.04、13.10 等流行的发行版都受影响,无数部署 TLS(HTTPS)的网站都暴露在此漏洞之下。

什么是 SSL heartbeat

https

继续阅读“Heartbleed 实战:一个影响无数网站的缓冲区溢出漏洞”

Andromeda: Google 的网络虚拟化技术

我是怀着复杂的心情写这篇文章的,因为我们赶到大年三十的 SIGCOMM paper 因为与这个3月5日发表的演讲在架构上过于类似(事实上我们的 paper 里包含很多此演讲中没有提到的技术细节),被评审者认为 “nothing new”,只好撤回。要是 Google 晚两个月再发表他们的网络虚拟化技术多好啊!

这场演讲由 Google 网络技术总监 Amin Vahdat 发表于 Open Networking Summit 2014(视频链接),从概念上介绍了代号为 Andromeda 的 Google 网络虚拟化解决方案。

继续阅读“Andromeda: Google 的网络虚拟化技术”

IEEE 802 全会打酱油记

3月18日是在北京召开的 IEEE 802 全会的学生开放日,受 MSRA 所邀我去打了一圈酱油。参与标准制定的都是专业人士,我基本上是刘姥姥进大观园,止增笑耳。由于会场禁止拍照录音,而且会议所讨论的技术文档是不公开的,只能无图无真相了。

首先科普一下 IEEE 802 是干什么的。IEEE 802 是 IEEE(国际电气电子工程师学会)下属的委员会,负责局域网和城域网标准的制定,计算机网络的物理层和链路层协议基本都是这个组织制定的。IEEE 802 每年都要召开三次全会,大多数都在北美举行。从第三次参加全会开始才有投票权。

IEEE 802 下设若干工作组,例如 802.3 负责以太网(Ethernet),也就是我们用的有线网络;802.11 负责无线局域网络(WLAN),也就是俗称的 wifi。每个工作组要做的事情仍然很多,例如以太网有百兆、千兆、万兆、40G、100G 以及正在研究的 400G,不仅速度不同,所用的传输介质也不同;无线局域网有 802.11a/b/g/n/ac/ad 等标准,不仅速度不同,所用的频段也不同。因此每个工作组下又设任务组(Task Force)和研究组(Study Group)。

继续阅读“IEEE 802 全会打酱油记”

Google 的互联网野心

前几天做了个内部技术分享,各位同学的看法莫衷一是,因此拿出来跟大家聊聊。本文将讨论 Google 的网络基础设施计划——Google Fiber 和 Google Loon,以及 Google 在网络协议方面的探索——QUIC,其野心在于把互联网变成自家的数据中心。

有线网络基础设施——Google Fiber

Google Fiber 的目标是让千兆互联网走进千家万户。以千兆的速度,下载一部 7G 的电影只需一分钟(如果你还在用机械硬盘的话估计还来不及存呢)。目前这个项目仅在美国 Kansas 和 Provo 两个城市试点。这两个城市的 Google Fiber 都提供了三种套餐,以 Kansas 为例:[1]

  1. 千兆网络 + Google TV:120 美元/月
  2. 千兆网络:70 美元/月
  3. 免月租网络:5Mbps 下载,1Mbps 上传,免月租,但要交 300 美元初装费。

其中第三种方案还不如美国大部分电信运营商提供的服务快,而大多数家庭已经购买了有线电视运营商的电视服务,因此对经济上能承受得起的家庭来说,三种套餐的对比突出了第二种套餐(70 美元/月的千兆网络)的“实惠”。

这里有两个值得争论的地方:

  1. 每人都有千兆这么快的网络,技术上可以实现吗?
  2. 70 美元/月的收费能收回 Google 搭建千兆网络的成本吗?

继续阅读“Google 的互联网野心”

一个抗污染 DNS 的搭建

DNS 服务是互联网的重要基础服务,不过它的重要性往往被低估。例如,2013年8月,.cn 根域名服务器遭到 DDoS 攻击,导致 .cn 域名无法访问;2014年1月21日,根域名服务器遭到某著名防火墙污染,导致所有国际域名无法访问。很多国际知名网站在中国大陆无法访问,部分原因就是遭受了 DNS 污染,也就是对域名返回了错误的 IP 地址。

要搭建一个抗污染的 DNS,并不是使用 VPN 解析所有域名这么简单。主要有两个问题:

  1. 国内很多大型网站会被解析到其他运营商的 IP 甚至国外 IP,访问很慢。
  2. VPN 容易遭到间歇丢包等干扰,不稳定。

继续阅读“一个抗污染 DNS 的搭建”

从IP网络到内容网络

IP 足够了吗?

从初中的计算机课开始,我们就在学习计算机网络所谓的 “OSI七层模型”,记得当年死记硬背了一大堆概念。那些烂课本毁了多少计算机天才,其实这个模型并不难理解:(学过计算机网络的请自行跳过)

  1. 物理层:就是信号传输的媒介,光纤、双绞线(我们常用的网线)、空气(wifi)……每种介质都需要自己的编码和调制方式,才能把数据变成电磁波送出去。
  2. 数据链路层:拿开会打个比方。说话可能不小心说错或者听错,需要有纠错、让对方重说的机制(校验和、重传);几个人都想发言,需要有一种方式进行仲裁,谁先说谁后说(信道分配、载波监听);一个人发言前后需要示意,以便让别人知道他说完了(成帧)。
  3. 网络层:这是计算机网络初期争议最大的地方。电信行业的传统巨头认为,应该像打电话一样在两端点间的路径上预留出一部分带宽,建立起通信双方的 “虚电路”。而当时正处于冷战时期,美国国防部要求建立起的网络在中间几条线路遭到毁灭性打击时,通信仍然不能中断。于是,最终采用了 “分组交换” 方案,把数据分成若干小块分别封装和投递。就像寄信一样,要投递到远方的机器,就要在信封上写明地址,而且地址要使得邮递员看到它就知道该走哪条路送给下级邮局(比如用身份证号作为地址就是个很糟的主意)。IP 协议是网络层协议的事实标准,大家应该都知道 IP 地址。
  4. 传输层:计算机网络早期最重要的应用就是在两台计算机间建立“连接”:远程登录、远程打印、远程访问文件……传输层就是在网络层数据包的基础上,抽象出连接的概念。这里的“连接”跟“虚电路”的主要区别是“虚电路”要预留一定的带宽,而“连接”是尽力而为投递的,不对带宽作任何保证。由于互联网上的流量多是突发(burst)的,分组交换比虚电路提高了资源利用率。事实上,历史往往是轮回的,如今在数据中心里,由于流量可预测且可控,又正在回到中心控制的预留带宽方案。
  5. 应用层:这就不用多说了,Web 基于的 HTTP、FTP、BitTorrent 都是应用层协议。

ccn-0
继续阅读“从IP网络到内容网络”

揭秘Google数据中心网络

导读:这是“走进 SIGCOMM 2013”系列的第二篇。Google 首次将其数据中心广域网 (WAN) 的设计和三年部署经验完整地公之于众,这篇论文可能被评为 Best Paper。为什么 Google 要用 Software Defined Networking (SDN)?如何把 SDN 渐进地部署到现有的数据中心?透过论文,我们能窥见 Google 全球数据中心网络的冰山一角。

b4-1

带宽的巨大浪费

众所周知,网络流量总有高峰和低谷,高峰流量可达平均流量的 2~3 倍。为了保证高峰期的带宽需求,只好预先购买大量的带宽和价格高昂的高端路由设备,而平均用量只有 30%~40%。这大大提高了数据中心的成本。

继续阅读“揭秘Google数据中心网络”