Elosztott rendszerek NGM_IN005_1 Az Internet, mint infrastruktúra
Hálózati történelem 1962 Paul Baran RAND csomagkapcsolt katonai hálózat terve 1969 Bell Labs UNIX 1969 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 Kahn 1979 USENET 1983 csak TCP/IP az ARPANeten, DNS 1990 ARPANet -> NSFNET 1989-90 Tim Berners-Lee: WWW 1993 InterNIC, Mosaic 1995 Kereskedelmi gerinc szolgáltatók 1996 OC-3 (155 Mbps) gerincek 2
ARPANet tervezési elvek Megbízható m!ködés Egyszer!ség Egyértelm! megoldások Modularitás kihasználása Heterogenitás feltételezése Statikus paraméterek alkalmazásának elkerülése Kell"en jó megoldás már megfelel Méretezhet"ség Teljesítmény és költségek összevetése 3
Internet felhasználás
4
Hálózati architektúrák Réteg szerkezet! architektúrák rétegek szolgáltatás igénybevételi pont (SAP) csomagok (PDU) Hoszt 1
Hoszt 2
Szolgáltatás Interfész
Magasabb szint
Protokoll
Felek közötti Interfész
Magasabb szint
Protocol
5
Hálózati architektúrák (folyt.) OSI
Internet
Application
Application
Presentation Session Transport
Transport
Network
Internet
Datalink
Host-tonetwork
Physical
6
Az Internet architektúra Alkalmazási réteg alkalmazás specifikus protokollok web, e-mail, fájl átvitel, stb. Szállítási réteg a hálózati szolgáltatásokat nyújtó réteg megbízható átvitel (TCP), kapcsolat nélküli átvitel (UDP) Hálózati (Internet) réteg IP csomagok célbajuttatása routolási információk kezelése 7
Hálózati topológiák Távközlés Többszint! csillag Exodikus fa Szövevényes (meshed) hálózat Számítógép hálózatok LAN sín csillag gy!r! fa WAN részleges szövevényes 8
Összekötött hálózatok A korai Internet szerkezete NSFNET backbone
Stanford BARRNET regional Berkeley
PARC
ISU MidNet regional
…
Westnet regional
UNL
UNM
NCAR
KU
UA
Az Internet mai szerkezete Large corporation “Consumer ” ISP Peering point
Backbone service provider
“ Consumer” ISP
Peering point
“Consumer”ISP
Large corporation Small corporation
9
Címzés IPv4 címosztályok Osztály A
0 network
B
10
C
110
D
1110
1.0.0.0 to 126.255.255.255
host
network
128.0.0.0 to 191.255.255.255
host
network multicast address
host
192.0.0.0 to 223.255.255.255 224.0.0.0 to 239.255.255.255
32 bit
10
Címzés (folyt.) IPv4 címtér
11
Csomagtovábbítás Router
Routolási protokoll
Útvonal meghatározás
Routolási protokoll
Input port
Output port
Input port
Output port
Routolási tábla
Input port Bejöv! csomag
Csomag továbbítás
Kimen! csomag
Input port
Összeköt! szerkezet
Output port
Output port
12
Útvonal meghatározás Routolási protokoll routolási algoritmus routolási információk cseréje Legkisebb költség! útvonal meghatározása Globális algoritmus kapcsolat-állapot routolás Decentralizált algoritmus távolság-vektor algoritmus Statikus vagy dinamikus 13
Hierarchikus routolás Routolási szempontból autonóm rendszerek méretezhet"ség adminisztráció Intra-AS routolás Inter-AS routolás Inter-AS routolás
C.b
a
C
Hoszt h1
b
B.a
A.a
A.c a
d c b A Intra-AS routolás
a
c B
b
Hoszt h2
Intra-AS routolás 14
BGP hálózat
15
Autonóm rendszerek
16
AS-ek és IX-ek
17
Végpont-végpont kommunikáció Megbízható, sorrendtartó unicast (TCP) torlódáskezelés adatfolyam szabályozás kapcsolat menedzselés Nem megbízható unicast vagy multicast (UDP) Nem megoldott szolgáltatások valósidej! garantált sávszélesség megbízható multicast Küld! folyamat
Fogadó folyamat Alkalmazási réteg
Megbízható csatorna
RDT protokoll
Szállítási réteg
RDT protokoll
Nem megbízható csatorna
Hálózati réteg
18
Torlódáskezelés Hálózati rétegben effektíven kezelhet"
Forrás 1 10-M
bps
Ethe
FD bps
Sikeresen továbbított csomagok
megel"zés
Cél
DI
-M
100
de az IPv4 nem oldja meg végponti megoldások
Router 1.5-Mbps T1 link
Forrás 2
Szállítási rétegben (TCP)
rnet
Torlódás
Elméleti Kívánatos
Valódi
Hálózatba berakott csomagok
19
Torlódáskezelés (folyt.) Sávszélesség kihasználása torlódási ablak méret maximalizálása két fázis lassú kezdés (küszöbérték) elkerülés additív növelés, multiplikatív csökkentés TCP Tahoe, Reno, Vegas 20
QoS megoldások Alapvet" hálózati szolgáltatás jellemz"k Sebesség (sávszélesség) Késleltetés Jitter Alkalmazások igényei Alkalmazások
Elasztikus
Interaktív
Real-time
Aszinkron
Nem toleráns
Nem adaptív
Sebesség adaptív
Toleráns
Nem adaptív
Adaptív
Sebesség adaptív
Késleltetés adaptív
21
QoS megoldások (folyt.) Hálózati szolgáltatások nyújtása Best-effort tetsz"leges, éppen nyújtható szint Quality of Service garantált szint szint-prediktív szabályozott késleltetés 22
QoS megoldások (folyt.) Int. Serv. er"forrás foglalás (RSVP) per flow megközelítés Diff. Serv. edge router per flow kezelés in és out profile jelölés (token vödör) core router per class kezelés 23
IPv6 Megnövelt címtér Egyszer! és kiterjeszt" fejlécek QoS lehet"ségek Automatikus címváltotatás prefix + interface token DHCP Roaming hoszt 24
IPv6 (folyt.)
25
Biztonsági kérdések Eredeti protokollokban kevés védelem véletlen vagy szándékos hibák kivédésére Csomagsz!rés (t!zfalak) Biztonsági protokollok TLS https, SSL IPSec 26
Mérési kérdések Forgalom mérés mérési hely (AS gateway és peering router, backbone router, access router) id" információ (szinkronizálatlan órák) nagy számú infrastruktúrális entitás address registry, DNS, geolocation info több protokoll-réteg helyi vagy elosztott adatgy!jtés? 27
