Elosztott rendszerekNGM_IN005_1

Az Internet, mint infrastruktúra

Hálózati történelem1962 Paul Baran RAND csomagkapcsolt katonai hálózat terve1969 Bell Labs UNIX1969 ARPANet m!ködni kezd

University of California at Los Angeles, SRI (in Stanford), University of California at Santa Barbara, University of Utah.

1973 Robert Metcalfe: Ethernet XEROX, (1979 3Com)1973 TCP/IP Vint Cerf, Bob Kahn1979 USENET1983 csak TCP/IP az ARPANeten, DNS1990 ARPANet -> NSFNET1989-90 Tim Berners-Lee: WWW1993 InterNIC, Mosaic1995 Kereskedelmi gerinc szolgáltatók1996 OC-3 (155 Mbps) gerincek

2

ARPANet tervezési elvek

Megbízható m!ködésEgyszer!ségEgyértelm! megoldásokModularitás kihasználásaHeterogenitás feltételezéseStatikus paraméterek alkalmazásának elkerüléseKell"en jó megoldás már megfelelMéretezhet"ségTeljesítmény és költségek összevetése

3

Internet felhasználás

4

Hálózati architektúrák

Réteg szerkezet! architektúrákrétegek

szolgáltatás igénybevételi pont (SAP)csomagok (PDU)

5

Hoszt 1

Protokoll

Hoszt 2

Protocol

Magasabb

szint

Magasabb

szint

Szolgáltatás

Interfész

Felek közöttiInterfész

Hálózati architektúrák (folyt.)

6

OSI Internet

Application Application

Presentation

Session

Transport Transport

Network Internet

Datalink Host-to-networkPhysical

Az Internet architektúraAlkalmazási réteg

alkalmazás specifikus protokollokweb, e-mail, fájl átvitel, stb.

Szállítási rétega hálózati szolgáltatásokat nyújtó rétegmegbízható átvitel (TCP), kapcsolat nélküli átvitel (UDP)

Hálózati (Internet) rétegIP csomagok célbajuttatásaroutolási információk kezelése

7

Hálózati topológiákTávközlés

Többszint! csillagExodikus faSzövevényes (meshed) hálózat

Számítógép hálózatokLAN

síncsillaggy!r!fa

WANrészleges szövevényes

8

Összekötött hálózatok

A korai Internet szerkezete

Az Internet mai szerkezete

9

NSFNET backboneStanford

BARRNET

regional

BerkeleyPARC

NCAR

UA

UNM

Westnetregional

UNL KU

ISU

MidNet

regional…

Backbone service provider

Peering

pointPeering

point

Large corporation

Large corporation

Smallcorporation

“Consumer ” ISP

“Consumer” ISP

“ Consumer” ISP

Címzés

IPv4 címosztályok

10

0network host

10 network host

110 network host

1110 multicast address

A

B

C

D

Osztály1.0.0.0 to

126.255.255.255

128.0.0.0 to

191.255.255.255

192.0.0.0 to

223.255.255.255

224.0.0.0 to

239.255.255.255

32 bit

Címzés (folyt.)

IPv4 címtér

11

Csomagtovábbítás

12

Router

Útvonal meghatározás

Routolási tábla

Csomag továbbítás

Bejöv! csomag Kimen! csomag

Routolási protokoll Routolási protokoll

Input

port

Input

port

Input

port

Input

port

Output

port

Output

port

Output

port

Output

port

Összeköt!

szerkezet

Útvonal meghatározás

Routolási protokollroutolási algoritmusroutolási információk cseréje

Legkisebb költség! útvonal meghatározásaGlobális algoritmus

kapcsolat-állapot routolásDecentralizált algoritmus

távolság-vektor algoritmusStatikus vagy dinamikus

13

Hierarchikus routolás

Routolási szempontból autonóm rendszerekméretezhet"ségadminisztráció

Intra-AS routolásInter-AS routolás

14

Hoszt

h2a

b

b

a

aC

A

B

d c

A.a

A.c

C.bB.a

c

b

Hoszt

h1

Intra-AS routolás

Inter-AS

routolás

Intra-AS routolás

BGP hálózat

15

Autonóm rendszerek

16

AS-ek és IX-ek

17

Végpont-végpont kommunikáció

Megbízható, sorrendtartó unicast (TCP)torlódáskezelésadatfolyam szabályozáskapcsolat menedzselés

Nem megbízható unicast vagy multicast (UDP)Nem megoldott szolgáltatások

valósidej!garantált sávszélességmegbízható multicast

18

Küld! folyamat Fogadó folyamat

RDT protokoll RDT protokoll

Megbízható csatorna

Nem megbízható csatornaHálózati réteg

Szállítási réteg

Alkalmazási réteg

Torlódáskezelés

Hálózati rétegben effektíven kezelhet"

de az IPv4 nem oldja meg

Szállítási rétegben (TCP)

végponti megoldások

megel"zés

19

Cél1.5-Mbps T1 link

Router

Forrás2

Forrás

1

100-Mbps FDDI

10-Mbps Ethernet

Torlódás

Sik

ere

se

n t

ová

bb

íto

tt c

so

ma

go

k

Hálózatba berakott csomagok

Elméleti

Kívánatos

Valódi

Torlódáskezelés (folyt.)

Sávszélesség kihasználásatorlódási ablak méret maximalizálásakét fázis

lassú kezdés (küszöbérték)elkerülés

additív növelés, multiplikatív csökkentésTCP Tahoe, Reno, Vegas

20

QoS megoldásokAlapvet" hálózati szolgáltatás jellemz"k

Sebesség (sávszélesség)KésleltetésJitter

Alkalmazások igényei

21

Alkalmazások

Real-timeElasztikus

ToleránsNem toleráns

AdaptívNem adaptív

Sebesség adaptív

Késleltetés adaptív

Interaktív Aszinkron

Nem adaptívSebesség

adaptív

QoS megoldások (folyt.)

Hálózati szolgáltatások nyújtásaBest-effort

tetsz"leges, éppen nyújtható szintQuality of Service

garantált szintszint-prediktívszabályozott késleltetés

22

QoS megoldások (folyt.)

Int. Serv.er"forrás foglalás (RSVP)per flow megközelítés

Diff. Serv.edge router

per flow kezelésin és out profile jelölés (token vödör)

core routerper class kezelés

23

IPv6

Megnövelt címtérEgyszer! és kiterjeszt" fejlécekQoS lehet"ségekAutomatikus címváltotatás

prefix + interface tokenDHCP

Roaming hoszt

24

IPv6 (folyt.)

25

Biztonsági kérdések

Eredeti protokollokban kevés védelem véletlen vagy szándékos hibák kivédéséreCsomagsz!rés (t!zfalak)Biztonsági protokollok

TLShttps, SSL

IPSec

26

Mérési kérdések

Forgalom mérésmérési hely (AS gateway és peering router, backbone router, access router)id" információ (szinkronizálatlan órák)nagy számú infrastruktúrális entitás

address registry, DNS, geolocation infotöbb protokoll-réteghelyi vagy elosztott adatgy!jtés?

27