UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

11. Átviteli réteg

Dr. Bilicki Vilmos

Szoftverfejlesztés Tanszék

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Tartalom ACL TCP/IP szállítási réteg

■ Bevezető■ Viszony felépítés, menedzselés, befejezés■ Három fázisú kézfogás■ DOS■ TCP szegmens■ UDP szegmens■ Torlódás vezérlés■ Ablakozás

– Tachoe– Reno– Vegas

Várakozási sor menedzselő algoritmusok■ FIFO■ RED■ WRED

NAT QoS

23.04.20. Számítógép Hálózatok 2

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Források TCP/UDP

■ CCNA1 11■ CCNA2 10■ CCNP3 8■ CCNP1 1■ TCP : http://www.hep.ucl.ac.uk/~ytl/tcpip/background/tahoe-reno.html

NAT■ STUN - Simple Traversal of User Datagram Protocol (UDP) Through Network

Address Translators (NATs)http://www.faqs.org/rfcs/rfc3489.html

■ http://www.faqs.org/rfcs/rfc3027.html■ Traditional IP Network Address Translator (Traditional NAT)

http://www.faqs.org/rfcs/rfc3022.html■ The IP Network Address Translator (NAT)

http://www.faqs.org/rfcs/rfc1631.html

QoS■ http://www.cs.huji.ac.il/course/2005/com1/Presentations/Lessons/qos.pdf■ http://www.cs.cmu.edu/afs/cs/academic/class/15441f01/www/lectures/lecture22.ppt

23.04.20. Számítógép Hálózatok 3

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Bevezető IP

■ Legjobb szándék szerinti továbbítás– Csomag vesztés– Sorrend csere

■ Aggregálás (1000 -> 10)– Torlódás

■ Egy csomópont-egy cím (SNAP !)– Több processz is futhat egy csomóponton

Megoldások:■ TCP

– Transmission Control Protocol

■ UDP– Unacknowledged Transport Protocol

23.04.20. Számítógép Hálózatok 4

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Miért kell torlódás vezérlés

1986 októbere, az Internet első torlódásos összeomlása■ Berkeley – LBL■ 400 jard, 3 ugrás, 32 kbps■ Az átvitel 1000-ed részére csökkent: 40 bps

1988 Van Jacobson: TCP torlódás vezérlés■ Ablakozó mechanizmus ACK segítségével■ Vég-Vég

23.04.20. Számítógép Hálózatok 5

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Transmission Control Protocol - TCP

Egyszerű, robosztusTulajdonságai:

■ Vég-Vég vezérlés■ Viszony kezelés■ Sorrendhelyes átvitel■ Torlódás vezérlés

23.04.20. Számítógép Hálózatok 6

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

TCP szegmens formátum

23.04.20. Számítógép Hálózatok 7

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

UDP szegmens formátum

23.04.20. Számítógép Hálózatok 8

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Portok

1024 alatt jól ismert portok1024 fölött dinamikus

23.04.20. Számítógép Hálózatok 9

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

TCP viszony felépítés

Három fázisú kézfogás■ Szekvencia számok?

23.04.20. Számítógép Hálózatok 10

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

TCP ablakozás

A sávszélesség adottAz átlagsebességet kell belőni

23.04.20. Számítógép Hálózatok 11

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

TCP Torlódás Vezérlés Ablak alapú vég-vég folyam vezérlés, a cél ACK

csomaggal nyugtáz minden rendesen megérkezett csomagot. A forrás ezek hatására megnöveli az ablakot

23.04.20. Számítógép Hálózatok 12

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

TCP torlódás vezérlésVég-Vég

■ Tachoe (Jacobson 1988)– Slow start– Congestion avoidance– Fast retransmit

■ Reno (Jacobson 1990)– Fast recovery

■ Vegas (Bramko&Peterson 1994)– Új torlódás elkerülő algoritmus

Köztes csomópontok■ RED (Floyd&Jacobson 1993)■ REM (Athuraliya&Low 2000)■ …

23.04.20. Számítógép Hálózatok 13

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Tachoe

Slow start■ cwnd = 1, cwnd = cwnd + 1■ cwnd < sstresh

23.04.20. Számítógép Hálózatok 14

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

TachoeCongestion avoidance

■ cwnd >= sstersh■ cwnd = cwnd + 1/cwnd

23.04.20. Számítógép Hálózatok 15

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Tachoe

Csomag vesztés■ A torlódás jelének tekinti■ Duplikált ACK

23.04.20. Számítógép Hálózatok 16

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

TachoeFast retransmit

■ A 3 ACK után mindjárt küldi■ flightsize = min(awnd, cwnd)■ sstersh = max(flightsize/2,2)■ Slow start cwnd = 1

23.04.20. Számítógép Hálózatok 17

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

TCP reno

23.04.20. Számítógép Hálózatok 18

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

TCP Vegas

23.04.20. Számítógép Hálózatok 19

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Denial of Service

23.04.20. Számítógép Hálózatok 20

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

NAT IP címek kimerülőben vannakCím újrahasznosítás

■ DHCP■ Network Address Translation

RFC 1631(1994 – rövid távú megoldás!)■ A csonk tartományokban a klienseknek csak nagyon

kis része folytat kommunikációt a külvilággal (ez ma már nem feltétlenül igaz!)

– Belül privát cím tartomány– Kívül publikus cím tartomány

■ A TCP csomag fejlécében módosítani kell az ellenőrző összeget

■ Egyes protokolloknál le ki kell cserélni a címeket■ A többit majd meglátjuk

23.04.20. Számítógép Hálózatok 21

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Port Address Translation

IP/port – IP/portElnevezések:

■ Cisco – Port Address Translation■ Network Address and Port Translation NAPT■ IP masquerading■ IP overloading

23.04.20. Számítógép Hálózatok 22

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

NAT TCP Terhelés elosztásTöbb különböző szerver ugyanazon az IP

címen van meghirdetveA NAT ezek között különböző algoritmus

szerint osztja a forgalmat (replikált szerverek)

Hasonlít a DNS megoldáshoz csak jobb mert a host gyorstárazhatja a DNS bejegyzést

Csak az új TCP kapcsolatokra érvényesNem robosztus (a NAT nem tudja melyik

szerver működok és melyik nem…)

23.04.20. Számítógép Hálózatok 23

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

NAT és Virtuális Szerverek

Több különböző szervert/szolgáltatást tud egy címen kiajánlani

23.04.20. Számítógép Hálózatok 24

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

NAT Az Internetet független cím adminisztrációs zónákra

osztja Az Internet sikere egyszerűségében rejlik

■ Vég-Vég (egyes funkciók csak a végpontokon végezhetőek el)

■ Nincs kapcsolatonkénti információ (állapotmentes)■ Csak a végpontok menedzselnek állapotot (skálázható)■ Az új alkalmazások minden további nélkül használhatóak

A NAT ellentmond ezeknek az elveknek■ Ha a NAT kiesik miden megszűnik■ Ha újraindul, minden elveszik

A tűzfal is ellentmond, de az azért mert ez a feladata

23.04.20. Számítógép Hálózatok 25

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

A NAT előnyei

Az IP cím kiosztás független a szolgáltatótól (szolgáltató váltás)

Sokkal nagyobb cím tartományunk van mint amekkorát kaphatnánk

Csak az aktív csomópontoknak kell külső IP cím

A csomagszűrő tűzfalakhoz hasonlóan semmit sem enged be ami nincs megengedve

23.04.20. Számítógép Hálózatok 26

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Problémák a NAT-talNem illik az Internet flexibilis vég-vég modelljébeAdott protokollokat ellehetetlenítEgy meghibásodási pontA Multihoming-ot megnehezítiA Privát címek használata cég

egyesüléseknél ,VPN-nél problémát okozhatA NATP, RSIP problémákat okozhat a publikus

szolgáltatások eseténA beágyazott IP címet hordozó protokollok

problémásakHamis biztonság érzetét keltheti

23.04.20. Számítógép Hálózatok 27

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Tipikus NAT variációk Teljes terelő (Full Cone)

■ Minden kérésnél a belső cím/port ugyanarra a külső cím/port-ra van kötve

■ Külső host a külső címre küldve tud a belsővel kommunikálni Szabályozott terelő (Restricted Cone)

■ Ugyanaz mint az előző, csak a külső alkalmazás csak akkor tud a belsővel kapcsolatba lépni, ha a belső ezt kezdeményezi

Port szabályozott terelő (Port Restricted Cone)■ Ugyanaz mint az előző, csak portokra is vonatkozik

Szimmetrikus■ A külső címzettől függő cím hozzárendelés■ Csak a csomagot megkapó külső címzett tud UDP választ

küldeni

23.04.20. Számítógép Hálózatok 28

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

QoS MotivációAz Internet jelenleg csak egy szolgáltatás

osztályt támogat: “best-effort” szolgáltatás.■ Nincs belépés korlátozás és biztosíték sem a

kézbesítésreA jelenlegi alkalmazások elasztikusak.

■ Tolerálják a csomagvesztést és késleltetést■ Alkalmazkodnak a torlódásokhoz

A jövőbeli (Jelenbeli) valós idejű alkalmazások nem lesznek elasztikusak

Mit módosítsunk az alkalmazásokat vagy az Internetet?

23.04.20. Számítógép Hálózatok 29

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Alkalmazás típusokElasztikus alkalmazások

■ Gyorsabb-jobb de elviselik a rossz körülményeket is

■ Pl.: FTP

Folyamatos média alkalmazások■ Alsó és felső korlát az elfogadható teljesítményre

■ Időnként tudnak alkalmazkodni a megváltozó körülményekhez ”tolerant real time”

– Pl.: a videó keret sebesség változtatásával

– “Network-aware” alkalmazások

Szigorúan valós idejű alkalmazások■ Szigorú követelmények – “intolerant real-time”

■ Pl.: vezérlő alkalmazások

23.04.20. Számítógép Hálózatok 30

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

A QOS javítása IP hálózatokban

IETF csoportok dolgoznak néhány javaslaton a jobb QOS vezérlés érdekében az IP hálózatokon

RSVP, Differentiated Services, és Integrated Services.

23.04.20. Számítógép Hálózatok 31

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Áttekintés

A QoS alapjaiIntegrated Services (Intserv)Differentiated Services (Diffserv)Resource ReSerVation Protocol (RSVP)

23.04.20. Számítógép Hálózatok 32

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

A QOS garanciák szabályaiEgyszerű modell a torlódás

tanulmányozására (“Súlyzó Topológia”):

23.04.20. Számítógép Hálózatok 33

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

A QOS garanciák szabályai Telefon alkalmazás 1Mbps és egy FTP alkalmazás

osztozik a 1.5 Mbps vonalon.■ Az FTP burst-ök torlódásokat okozhatnak, az audió

csomagokat eldobhatja a forgalomirányító■ Az audió-nak szeretnénk prioritást adni az FTP-vel

szemben. Első szabály: A csomagok megjelölése és egy

forgalomirányító oldali szabály kell a különböző csomagok különböző kezeléséhez

23.04.20. Számítógép Hálózatok 34

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

A QOS garanciák szabályai Helytelenül viselkedő alkalmazás (az audio nagyobb

sebességgel küldi a csomagokat mint 1Mbps). Második szabály: biztosítsunk védelmet az egyes

forgalmi osztályoknak egymás ellen (isolation). Szabály mechanizmusok mellyel biztosítható a

források szabálykövető megtartása (sávszélesség); A széleken kell a jelölésnek és a szabály

kényszerítésnek megtörténnie:

23.04.20. Számítógép Hálózatok 35

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

A QOS garanciák szabályai A megjelölés és szabály kényszerítés alternatívája:

minden alkalmazás folyam részére egy savszélesség rész lesz lefoglalva. Ez nem vezet hatékony sávszélesség kihasználáshoz.

Harmadik szabály: Az izoláció mellett törekedni kell a hatékony erőforrás kihasználásra is.

23.04.20. Számítógép Hálózatok 36

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

A QOS garanciák szabályaiA fizikai kapacitáson túl nem lehet folyamokat

kiszolgálniNegyedik szabály: Kell egy hívás engedélyező

folyamat; az alkalmazás deklarálja az igényeit a hálózat meg megmondja, hogy tudja-e teljesíteni .

23.04.20. Számítógép Hálózatok 37

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Összefoglaló

23.04.20. Számítógép Hálózatok 38

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Internet QoS rövid története

Komoly kutatás a 80-as évek végén és a 90-es évek elején.■ Telekommunikációs szemlélet.

ATM QoS és az Integrated szolgáltatások ezen alapultak.■ Folyamonkénti, szigorú QoS.

Az utolsó 5 évben a fókusz a Differenciált szolgáltatások irányába tolódott■ A fókusz a QoS folyam aggregátumok

irányába tolódott. Pl.: egy felhasználó összes folyama

23.04.20. Számítógép Hálózatok 39

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Csomag időzítés

FifoPrioritásosRound RobinSúlyozott Round

Robin

23.04.20. Számítógép Hálózatok 40

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Szabály mechanizmusokCél: korlátozzuk a forgalmat, hogy ne haladja meg a

definiált paramétereket

Három gyakori kritérium: (Hosszú idejű) Átlagos sebesség: hány csomag

küldhető idő egységenként (hosszú idő alatt)

■ Fontos kérdés: mi az időtartam hossz: 100 csomag 6 másodperc vagy 6000 csomag percenként!

Csúcs sebesség: pl., 6000 pkts per min. (ppm) avg.; 1500 ppm peak rate

(Max.) Burst Size: max. csomag szünet nélkül

23.04.20. Számítógép Hálózatok 41

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Szabály mechanizmusok

Token Bucket: Burst Size,Average Rate.

A kosár b zsetont tartalmaz r token/sec sebességgel gyártódnak amíg tele nem

lesz a kosár

23.04.20. Számítógép Hálózatok 42

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

IETF Intservper-flow/ folyam alapú QoS.

■ Specifikus alkalmazásokat támogat: videó folyam

■ Matematikai garanciákon alapul

Problémák:■ Komplexitás■ Skálázhatóság■ Üzleti modell■ Díj számítás

23.04.20. Számítógép Hálózatok 43

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Az Integrált Szolgáltatások elemeiA szolgáltatás modell

■ Mit igér a hálózat?

Szolgáltatás interfész■ Hogyan mondja meg az alkalmazás, hogy mit

szeretne?

Csomag ütemezés■ Hogyan elégíti ki a hálózat az igényeket?

A garancia biztosítása■ Hogyan kommunikálják le az ígéretet?■ Hogyan menedzseli az új alkalmazások

belépését?

23.04.20. Számítógép Hálózatok 44

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Szolgáltatás modell

A hálózat adat folyamokat támogatna különböző QoS-sel■ Best effort■ Prediktív vagy differenciált szolgáltatás■ Szigorú garanciák (real-time)

A szolgáltatások halmaza melyet egy hálózat támogat a szolgáltatás modell■ Modell mely segítségével szolgáltatást lehet

választani– Pl.: ár/teljesítmény

23.04.20. Számítógép Hálózatok 45

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Szolgáltatás modellek Garantált szolgáltatás

■ Szigorú valós idejű szolgáltatások■ A felhasználó definiálja a forgalom karakterisztikáját és a szolgáltatás

igényeket■ Minden forgalomirányítónál erőforrás foglalás vezérlés■ Matematikailag garantálja a sávszélességet, a késleltetést és a jittert

Kontrolált terhelés.■ Az alkalmazások alkalmazkodnak a körülményekhez egy

teljesítmény ablakban■ A felhasználó definiálja a forgalom karakterisztikáját és a szolgáltatás

igényeket■ Minden forgalomirányítónál erőforrás foglalás vezérlés■ A garancia nem olyan erős mint az előzőben

– pl., mérés alapú belépés engedélyezés

Legjobb szándék szerinti

23.04.20. Számítógép Hálózatok 46

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Szolgáltatás interfészA viszonyban definiálni kell a QoS paramétereket

és a forgalom karakterisztikájátR-spec: a QoS igény (pl: sebesség r)T-spec: az adó forgalom karakterisztikáját

specifikálja Jelzés protokoll szükséges az R és T

specifikáció átvitelére:■ RSVP

23.04.20. Számítógép Hálózatok 47

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Engedélyezés

A forgalomirányítók a T és az R specifikáció alapján eldöntik, hogy tudják-e vállalni az új folyamot

23.04.20. Számítógép Hálózatok 48

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Intserv: QoS Erőforrás lefoglalás■ Hívás felépítés, jelzés (RSVP)■ forgalom, QoS deklarálás■ elemenkénti engedélyezés

QoS-sensitive scheduling (e.g., WFQ)

request/reply

23.04.20. Számítógép Hálózatok 49

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Differenciált SzolgáltatásokMegpróbálja kiküszöbölni az alábbi

hiányosságokat: Skálázhatóság: nagy sebességű hálózatoknál,

nagy mennyiségű folyam esetén a forgalomirányítókon nem nagyon jó állapotot karbantartani

Flexibilis Szerviz Modellek: Az Intserv-nek csak két modellje volt; több relatív osztályt kell definiálni (Platinum, Gold, Silver, …)

Egyszerűbb jelzés: (mint az RSVP) sokan csak egy minőségi jellemzőt szeretnének meghatározni

23.04.20. Számítógép Hálózatok 50

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Diffserv - MotivációCsak a hálózatok szélein lehet finomhangolni

■ Lassabb vonalak■ Pl.: levél szelektálás a postán

Megjelöli a csomagokat egy mezővel.■ Pl.: prioritás bélyeg

A mag hálózat csak a mező alapján határozza meg a QoS paramétereket■ Kevés típus, jól definiált viselkedés■ Gyorsan kezelhető

Evolution rather than revolution

23.04.20. Számítógép Hálózatok 51

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

DiffservEgy architetúrát definiál és egy halmaz továbbító

viselkedést■ A szolgáltatókon múlik, hogy hogyan definiálják és

implementálják a szolgáltatásokat ezen architektúrán■ Sokkal flexibilisebb szolgáltatás modell, különböző

szolgáltatók, különböző szolgáltatásokA fő motiváció a Diffserv mögött a skálázhatóság

■ A gerinc hálózatot egyszerűnek tartjaFolyam aggregátumokat kezel

23.04.20. Számítógép Hálózatok 52

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Határ forg. ir. / Host funkciók Osztályozás: Megjelöli a

csomagokat az osztályozási szabályok alapján.

Mérés: megméri, hogy egy adott folyam adott profilba esik-e.

Jelölés: az adott profilba eső folyamot megjelöli.

Kondícionálás: késleleti és ezután továbbítja vagy eldobja vagy átírja a jelölést a forgalmon

23.04.20. Számítógép Hálózatok 53

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Osztályozás és kondicionálásA csomag Type of Service (TOS) mezője

IPv4, vagy Traffic Class mezője IPv6.6 bit a Differentiated Service Code Point

(DSCP) ez eldönti a PHB-t amit a csomag kapni fog

2 bitet nem használnak

23.04.20. Számítógép Hálózatok 54

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Gerinc funkciók

Továbbítás: a “Per-Hop-Behavior” vagy PHB alapján az egyes csomagokat minden ugrásnál a TOS mezők alapján kezelik

ELŐNY:

Nincs állapot kezelés a gerinc forgalomirányítókon!

23.04.20. Számítógép Hálózatok 55

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Továbbítás (PHB)

PHB több különböző eredményre vezethet.

PHB nem specifikálja a használandó mechanizmust

Példa: ■ Class A x%-ot kap a kimenő vonalból■ Class A csomagok mindég Class B

csomagok előtt mennek ki

23.04.20. Számítógép Hálózatok 56

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Továbbítás (PHB)

Gyorsított továbbítás Expedited Forwarding (EF):■ Garantál egy minimális sebességet az EF

forgalomnak ■ Garantálja az izolációt (az EF forgalmaz nem

zavarhatja meg más)■ Csúcs sebesség alapján döntik el az

engedélyezést■ Lehetséges szolgáltatás: virtuális drót

23.04.20. Számítógép Hálózatok 57

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Továbbítás (PHB)

Biztos továbbítás, Assured Forwarding (AF): ■ AF 4 osztályt definiál bizonyos sebességgel

és pufferekkel■ Relatív szolgáltatások definiálására (gold,…)■ Minden szolgáltatáson belül 3 eldobó

prioritás■ Hogyan hat ez ki a TCP-re?■ A nem megfelelő forgalom át lesz

osztályozva

23.04.20. Számítógép Hálózatok 58

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Virtuális bérelt vonal

A felhasználóknak egy dedikált forgalmi csatorna■ Garantált sávszélesség a két pont között■ Alacsony késleltetés, jitter.

A belépés vezérlés teszi ezt lehetővé (EF)

23.04.20. Számítógép Hálózatok 59

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Differenciált Szolgáltatások kérdések

AF és EF kutatási terület.Diffserv működéséhez sávszélesség

menedzsment kell a gerincen.■ Egyszerű az egyszerű szolgáltatásokhoz (EF), de

nagyon komplex s lehet (egyezmények)

■ Sávszélesség bróker

Mit kezdjenek olyan hálózatokkal melyek ezt nem támogatják, máshogyan támogatják

23.04.20. Számítógép Hálózatok 60

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Az RSVP szerepe

Az unicast/multicast forgalomirányító protokollok információit használja

Minden résztvevőnél jelen van.Erőforrás foglalásokat továbbít.Minden ugrásnál ellenőrzik a

teljesíthetőséget, a sikertelen kísérletről értesíti a kezdeményezőt

23.04.20. Számítógép Hálózatok 61

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Reservation Protocol: RSVP

Upper layer protocols and applications

IP

Link layer modules

ICMP IGMP RSVP

IP service interface

Link layer service interface

23.04.20. Számítógép Hálózatok 62

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

RSVP célok Kapcsolatmentes hálózat:

■ Nem célja a forgalomirányítás.■ Együtt kell élnie az útvonal változásokkal.

Támogatnia kell a multicast-ot.■ Különböző vevők különböző kepeségekkel rendelkeznek és

más-más QoS-t szeretnének■ A csoport tagság változás ne legyen költséges■ A foglalások aggregálhatóak■ Át tudja adni a foglalásokat más küldőknek

Vezérlés költség csökkentés. Moduláris felépítés Eredmény:

■ Vevő orientált■ Soft-state

23.04.20. Számítógép Hálózatok 63

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Vevő kezdeményezésűA vevő kezdeményezi a foglalás a fa mentén

■ A multicast fa meglétét feltételezi■ Az, hogy meddig kell a kérésnek utazni a kérés

tartalmától függTulajdonságok:

■ Jól skálázható: párhuzamos műveletek (csatlakozás/lecsatlakozás).

■ Heterogén vevő állomány

23.04.20. Számítógép Hálózatok 64

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Soft StateA forgalomirányítók ideiglenes állapotot

tartanak fenn.Periodikusan frissíteni kell.Alternatíva: Hard state

■ Nincs periodikus frissítés.■ Az állapot megmarad.■ Expliciten el kell távolítani.■ Problémás…

Soft state:■ Alkalmazkodik az útvonal változásokhoz■ Hibatűrő

23.04.20. Számítógép Hálózatok 65

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

RSVP Szolgáltatás modell Minden adatfolyamra külön. PATH/RESV üzenetek periodikusan. Egy irány:

■ Ha nem sikerült akkor hiba üzenet.■ Nincs ack üzenet.

Üzenet típusok:■ PATH message

– T-Spec■ RESV message

– R-Spec– Szűrő

■ CONFIRMATION message– Generated only upon request.– Unicast to receiver when RESV reaches node with established state.

■ TEARDOWN message■ ERROR message (if PATH or RESV fails)

23.04.20. Számítógép Hálózatok 66

UN

IVER

SIT

Y O

F SZ

EG

ED

Dep

artm

ent o

f Sof

twar

e E

ngin

eeri

ng

UN

IVE

RS

ITA

S S

CIE

NT

IAR

UM

SZ

EG

ED

IEN

SIS

Tartalom ACL TCP/IP szállítási réteg

■ Bevezető■ Viszony felépítés, menedzselés, befejezés■ Három fázisú kézfogás■ DOS■ TCP szegmens■ UDP szegmens■ Torlódás vezérlés■ Ablakozás

– Tachoe– Reno– Vegas

Várakozási sor menedzselő algoritmusok■ FIFO■ RED■ WRED

NAT QoS

23.04.20. Számítógép Hálózatok 67