Computer Networks A. Tanenbaum

Transkript

1 Computer Networks A. Tanenbaum Kjell Åge Bringsrud (Basert på foiler av Pål Spilling) Kapittel 1, del 1 INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 1

2 Problemområde og fokusering hvordan skal vi bygge opp effektive kommunikasjonsnettverk? kursets fokusering: gi en funksjonell forståelse av bygge-elementene vise hvordan elementene settes sammen til operative nett fokus på prinsipper, konsepter og generalitet INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 2

3 Disposisjon den generelle kommunikasjonsmodellen tjenester og overføringskvalitet (QoS) nett-strukturer funksjonelle behov kommunikasjons-arkitekturer INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 3

4 Generelt nett Video konferanse Kommunikasjons nett INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 4

5 Kommunikasjon og tjenester (1) INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 5

6 Kommunikasjon og tjenester (2) INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 6

7 Overføring via pakker Klient Tjener node fast linje INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 7

8 Generelt pakkeformat rammer pakker meldinger PDU (Protocol Data Unit) Hode Data, for eks bit Hale M-adresse S-adresse Sjekksum INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 8

9 bruker: Ulike syn på et kommunikasjonsnett ønsker f. eks. pålitelig overføring av informasjon mellom to kommuniserende brukere nett-konstruktør: ønsker et kost-effektiv design nett-operatør: størst mulig utnyttelse av ressursene nettet skal være enkelt å administrere og drive INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 9

10 Telenett (1) Sentral Telefon-nettet Aksess nett Trunk linje Applikasjon Applikasjon Signalering Telefon-nettet Signalering INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 10

11 Telenett (2) Connection Control Management Trunk-linje Demultiplekser Svitsj Multiplekser INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 11

12 Telenett (3) Signalering Data nett Common Channel Signaling in-band signalering out-of-band signalering Management System INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 12

13 Viktige elementer og begreper sentraler eller svitsjer linjesvitsjing; optimalisert for telefonkapsitet synkron kommunikasjon ingen feilkorrigering i overføringen trunklinjer; linjer med høy trafikk-kapasitet mange samtaler deler en trunklinje multipleksing/demultipleksing konfigurerbar transmisjons infrastruktur enkle endesystemer med en tjeneste; telefon INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 13

14 Datanett INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 14

15 Noen viktige begreper databit samles i pakker ( bit) noder eller pakke-svitsjer mellom-lagring og fremsending asynkron kommunikasjon virtuelle linjer eller datagram minst to linjer ut fra hver node endesystemer med et stort antall tjenester INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 15

16 Datanett og tjenester Tjener Disk Komm. Prog. vare Disk Komm. Prog. vare Klient B r u k e r node fast linje INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 16

17 Viktige funksjoner Viktige og nødvendige funksjoner adressering, ruting, og fremsending deteksjon og korreksjon av feil ende-til-ende pålitelighet metningskontroll multicasting overføringskvalitet INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 17

18 Krav til et moderne datanett nodene skal ha Plug and play egenskaper ingen konfigurering ved innkopling av noder automatisk oppdage hvem som er nabo-noder hvilke naboer er operative, ikke operative utveksling av topologi informasjon på det grunnlag, beregne ruter (korteste vei) til alle andre noder i nettet INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 18

19 Ruting Pre- Pross. Ruting prosess Rutetabell Fremsender INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 19

20 Litt historikk teleoperatørene har 150 års erfaring: i konstruksjon og drift av telenett var monopoler frem til pakke-svitsjing som konsept; 1964 pakke-svitsjing realisert i 1970; ARPANET dekket USA i 1973 med ~50 noder en arm fra California til Hawaii en arm fra Østkysten via Kjeller til London (UCL) FFI var med i utviklingen av TCP/IP INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 20

21 Utviklingstrekk (1) utviklingen av telenett drevet frem av teleoperatørene optimalisert for telefonbruk (vertikal optimalisering) synkron bit-basert kommunikasjon utviklingen av internettet drevet frem av informatikere og datamaskinlevererandører horisontal integrasjon (IP over alt, alt over IP) asynkron pakke-basert kommunikasjon sammensmelting av tele, data og informasjonsteknologi INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 21

22 Utviklingstrekk (2) forskjellen i designfilosofi har resultert i: mange nyttige internett-tjenester ingen tilsvarende utvikling i telesektoren (vi ser bort fra mobiltelefonen) PC, TV og mobiltelefon: får stadig økende funksjonalitet tilbyr etter hvert overlappende tjenester gir økt konkurranse i markedet internett protokollen er det felles bærende element! teleoperatørenes dilemma i dag: skal de gå fullt og helt over på IP? INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 22

23 Utviklingstrekk (3) mikroelektronikken: dobling av CPU-kapasiteten hver mnd tilsvarende for minne og lagringsmedium superraske rutere fiberoptikken: bølgelengdemultipleksing (WDMA) 2,5, 10, og 40 Gb/s pr. bølgelengde bølgelengdekanaler all-optisk svitsjing INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 23

24 Utviklingstrekk (4) Mobilitet innebærer at det skal være mulig å kommunisere fra hvor som helst med hvem som helst når som helst Mobilitet: personmobilitet (mobil-ip) terminalmobilitet (mobiltelefonen) tjenestemobilitet INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 24

25 Tre-deling av kommunikasjons-systemet Tjener Distribuert applikasjon Tjeneste aksess punkt Klient Bruker Mellomvare Endesystem Komm.nett Overførings system INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 25

26 To-deling av selve nettet IP rutere (internettet) Svitsjet eller konfigurerbar transmisjonsinfrastruktur; ATM, SDH, Hel-optisk INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 26

27 Samtale-univers Tjener Samtaleunivers Overføringssyntaks Klient Bruker Komm.nett INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 27

28 Samtale-univers felles oppfatning av hva de to prosessene kan samarbeide om en mer formell beskrivelse: et sett av datastrukturer (resident del) operationer som kan utføres på disse strukturene (kommunisert over nettet) INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 28

29 Eksempel på samtaleunivers <Fligth> :: <Carrier>>Flight-no> <Origin><Departure-time> <Destination><Arrival-time> <Available-seats-class-1> <Available-seats-class-2> resident del <Operations>:: <Type> <Carrier><Fligth-no> <Class><No-of-seats> <Type>:: Inquire Book-seats Cancel-seats kommuniseres over nettet INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 29

30 Overførings-syntaks inhomogene ende-systemer ulik hardware ulike operativsystemer ulike programerings-språk kommunikasjonen over nettet må foregå i en syntaks som begge sider oppfatter på samme måten INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 30

31 Byggeklosser endesystemer med distribuerte applikasjoner overføringssystemet: nett: fysiske linker ; tvistede parrkabler, koaksial kabler, fiberkabler svitsjer/noder; programmerbare datamaskiner endesystemene: Kommmunikasjons-programvare en nett-spesifikk del; nettverks-adapter en applikasjons-avhengig del; middleware INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 31

32 Kommunikasjonsmodell B r u k e r A Komm.-nettet B B r u k e r Kursets fokus INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 32

33 Typiske bruker-tjenester filoverføring; FTP elektronisk post; E-post Web Nett-Video IP-telefoni tjenestene setter ulike krav til overføringen over nettet; kalt Tjenestekvalitet (QoS) INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 33

34 Tjenestekvalitet (QoS)) båndbredde (kapasitet) akseptabel forsinkelse (latency) akseptabel variasjon i forsinkelsen (jitter)) pålitelighet maksimal akseptabel pakke størrelse INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 34

35 Eksempler på tjenestekvalitet Tjeneste Båndb. Pålitel. Forsink. Jitter. tale 64 kb/s mindre kort liten tale (kringk.) 64 kb/s mindre irrelev. liten TV (kringk.) 5 Mb/s mindre irrelev. liten Video-konf. 5 Mb/s mindre kort liten Eksempler på tradisjonelle teletjenester Har krevd synkron overføring INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 35

36 Eksempler på tjenestekvalitet Tjeneste Båndbr. Pålit. Forsink. Jitter terminal >9,6 kb/s høy kort kan være stor fil-trans. >100 kb/s høy irrelev. irrelev. El.post irrelev. høy irrelev. irrelev. Eksempler på tradisjonelle data-komm. tjenester Benytter asynkron overføring INF3190 V2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 36