Computer Networks A. Tanenbaum

Transkript

1 Computer Networks A. Tanenbaum Kjell Åge Bringsrud (Basert på foiler av Pål Spilling) Kapittel 1, del 3 INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 1

2 Tjenestekvalitet, mer spesifikt Overføringskapasitet Ende-til-ende forsinkelse Variasjon i forsinkelsen (jitter) Akseptabelt pakketap INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 2

3 Eksempel; overføring av tale Sampler A D omformer Buffer Playout D A omformer et sample hvert 125 µs 8 bit pr sample 64 kb/s 160 samples pr pakke (20 ms) 1280 bit nyttelast pr pakke hver pakke har et sekv.no. 20 ms mellom hver pakke variasjon i ankomsttidene fanges opp i et utspillingsbuffer bufferstørrelse må stå i forhold til største variasjon i gangtiden når utspilling starter, tas en pakke ut av bufferet hver 20 ms hva med pakker som kommer for sent? INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 3

4 Ulike avveininger Kortest mulig forsinkelse i to-veis samtale subjektive lytterprøver med hensyn på følt kvalitet sier at gangtid frem og tilbake (RTT) opp til ms har lite å si for kvalitetsinntrykket kortere pakker gir kortere overføringstider, større overhead, og større trafikkbelastning større trafikkbelastning øker sannsynligheten for pakketap store variasjoner i overføringstidene, øker bufferbehovet på mottakersiden, og øker ende-til-ende forsinkelsen INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 4

5 Utjevningsbuffer Sekvens no Pakke generering Pakke ankomst Utspilling Overførings forsinkelse Tapt; Disse kom for sent Buffer forsinkelse tid INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 5

6 Utspillingsbuffer Pakker inn Pakker tas av køen hvert 20. ms Playout D A omformer INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 6

7 Ende-til-ende forsinkelse Antall pakker ankommet pr. tidsintervall 90% 95% 98% INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 7

8 Tjeneste-modellen Tjener Klient Disk Komm. Prog. vare API Disk Komm. Prog. vare B r u k e r Komm. nett INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 8

9 Forenklet virtuell kommunikasjonsmodell INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 9

10 Funksjonelle behov (1) applikasjonsprosessenes behov: navning av maskiner og tjenester konvertering av navn til addressering tilgang til kommunikasjonstjenesten (API): service aksess punkt (SAP) virtuelt tilknytningspunkt mellom applikasjonsprosess og komm.hierarkiet Etablering, bruk, og nedkopling av forbindelser spesifisere QoS krav INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 10

11 Funksjonelle behov (2) overførings-systemets behov : (endesystemer og nett) etablering, bruk og nedkopling av forbindelser ruting oppfylle applikasjonenes QoS krav: pålitelighet; feilretting/flytkontroll/metningskontroll båndbredde forsinkelse og jitter INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 11

12 Referansemodeller disse er bygget opp hierarkisk; lagdelt for å lette forståelsen for å abstrahere vekk detaljer samle i et lag funksjonalitet som naturlig hører sammen et lag bygger på tjenester fra laget under, og tilbyr en verdiøket tjeneste til laget over verdiøkningen skjer gjennom samarbeid med det tilsvarende lag i motsvarende maskin INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 12

13 Forholdet tjeneste og protokoll INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 13

14 Referansemodeller vi har tre aktuelle referansemodeller å forholde oss til: ISO s ref.modell for Åpne systemer Internet modellen mellomvare-modellen (tre-lags) ingen motsetning mellom disse, men de har litt forskjelling abstaksjonsmål INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 14

15 ISO s ref.modell Node/ svitsj Endesystem Endesystem Applikasjon Applikasjon Presentasjon Sesjon Transport Nett Link Fysisk Komm.-medium ende-til-ende Svitsj Applikasjon Presentasjon Sesjon Transport Nett Link Fysisk Komm.-medium INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 15

16 Internet modellen Applikasjon Transport IP Nettverk adapter_1 ende-til-ende Ruter Transport IP Nettverk adapter_1 Nett_1 Nett_2 INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 16

17 Mellomvare-modellen Applikasjon Mellomvare Nettverk Plattform Mellomvare Nettverk Komm.nett INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 17

18 Protokoller, hva er det? bygge-elementer i kommunikasjons-arkitekturen hvert protokoll-objekt har to viktige grensesnitt: tjeneste-grensesnittet protokoll-grensesnittet (systemavhengig) (standardisert) virtuell utveksling av Protokoll-Data-Enheter (PDU) et sett av regler/avtaler mellom to protokoll-objekter standardisert såvel semantisk som syntaktisk protokoll-objektet kan modelleres som en endelig tilstandsmaskin INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 18

19 Protokoll, samarbeid gir verdiøkning Høyere-lags protokoll objekt PDU Tjeneste grensesnitt Høyere-lags protokoll objekt Service Aksess Punkt Protokoll objekt PDU Protokoll grensesnitt Protokoll objekt INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 19

20 Viktige data-enheter N+1 - PDU N - laget N - SAP N - SDU N-objekt N-PCI N - SDU N - PDU N-1 - laget N-1 - SAP INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 20

21 Tjenestegrensesnittet (implementasjonsavhengig) Service aksess punkt N+1 - objekt N - objekt Tjeneste melding Prim.type Primitiv parametere NSDU (N+1-PDU) INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 21

22 Eksempler på tjenesteprimitiver CONNECT (M_SAP;..) LISTEN (lokal_sap;..) SEND (lokal_sap; SDU) RECEIVE (lokal_sap; buffer) SAP: IP_addr; IP_SAP; T_SAP (internett arkitekturen) INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 22

23 Total adresse til applikasjonen internett arkitekturen Transport_SAP IP_SAP Nettverk Total internett adress: IP_addr; IP_SAP; Tr._SAP INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 23

24 Hvert lag gir overhead Komm. nett INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 24

25 Etablering av en forbindelse Klient K T Tjener CON_conf CON_req CON_ind CON_resp CON_req: K slår et no. CON_ind: ringer hos T CON_resp: T løfter røret CON_conf: stopper å ringe hos K Komm. nett INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 25

26 Internett arkitekturen FTP HTTP NV TFTP Applikasjon TCP UDP Transport IP Internet Nett 1 Nett 2 Nett 3 Nettverk INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 26

27 Oppsummering to-deling av kommunikasjons-systemet: overføringsdelen/transportsystemet OBS! inkluderer nettet og ende-systemene To/flere applikasjonsprosesser utgjør tjenesten tre-deling i ende-systemene: nett-adapter; spesifikk for hver type nett middleware applikasjonsprosess INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 27

28 Oppsumering hver tjeneste setter sine spesifikke krav til overføringssystemet: QoS krav klasser av overføringsprinsipper: asynkron kommunikasjon synkron kommunikasjon isokron kommunikasjon INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 28

29 nett-strukturer: Oppsummering kringkastingsnett; direkte kommunikasjon, maskenett; indirekte kommunikasjon. internet; samling av autonome subnett indirekte kommunikasjon. adressering og ruting: punkt-til-punkt (unicast) gruppe-kringkasting (multicast) kringkasting broadcast) INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 29

30 overføringsveien: Oppsummering linjesvitsjing; synkron kommunikasjon pakkesvitsjing; asynkron kommunikasjon: virtuell linje; fast rute datagram; ingen fastlagt rute varierer fra pakke til pakke krav til overføringen: pålitelighet; feilretting, flyt- og metnings-kontroll optimalisering av yteevnen INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 30

31 Oppsummering tre referansemodeller et lag bygger på tjenestene fra laget under, gir en verdiøket tjeneste til laget over gjennom samarbeid med sin makker et protokoll-objekt har tre grensesnitt: et tjeneste-grensesnitt (mot tjenestebruker) et protokol-grensesnitt mot sin makker et tjeneste-grensesnitt (mot tjeneste-yter) INF3190 Våren 2004 Kjell Åge Bringsrud; kap.1 Foil 31