Számítógép hálózatok A hálózati réteg általánosan. Magasabb rétegek
Vadász Ea4
1
1
Miről lesz szó? • A hálózati rétegről (általánosan) – – – –
A címzések, a címterek …. A funkciók … A hálózatszervezés (ÖK alapú, ÖK mentesség) A forgalomirányítás … követelmények, mozzanatok, módszerek … – A torlódásvezérlés …
• Általánosan átnézzük a felső 4 réteget – – – –
A szállítási (Transport), a viszony (Session), a megjelenítési (Presentation) és az alkalmazási (Application) réteget. Vadász Ea4
2
Alatta end-to-end: a MAC címvilágban … Keretekben csak MAC forrás-cél címek. Felette valódi forrás cél címzések, de a hálózati-gép címvilágban …
2
A hálózati réteg jellemzői • A szállítási és az adatkapcsolati réteg között vagyunk – A szállítási réteg valódi end-to-end bázisú: valódi forráscél "elképzelése" van, nem tud a hálózatról, annak topológiájáról … – Az adatkapcsolati réteg egyetlen "vonalon" (single link) keresztüli keretmozgatást végez, erről tud, ezen pl. forgalomszabályozást végez …
• A hálózati réteg (már) forrás-cél átvitellel foglakozik, ugyanakkor (még) az "egész hálózatot" is ismeri (annak konfigurációját, jellemzőit [pl útvonalárakat …]). Ezért ez különös réteg ... Vadász Ea4
3
Alatta end-to-end: a MAC címvilágban … Keretekben csak MAC forrás-cél címek. Felette valódi forrás cél címzések, de a hálózati-gép címvilágban …
3
A réteg feladatai • Általánosan: – jól meghatározott szolgáltatások a szállítási réteg felé, azaz – a szállítási funkcionális elemtől NSAP-on át (Network Services Access Point) kapott és megcímzett adategységet (csomagot) a cím szerinti NSAP-hoz (a funkcionális társelemhez) (és sehová máshová) eljuttatni.
• Más szóval – A csomagokat a forráscsomóponttól a célcsomópontig eljuttani a hálózaton keresztül …
Vadász Ea4
4
4
A címzések (addressing) • A címzés egyfajta azonosítás, címzés kell, hogy entitásokat megkülönböztessünk, elérjünk – Pl. az adatkapcsolati rétegben volt a MAC címtér • a fizikai (eszköz) címek az elemei. A MAC címeket a HW gyártók biztosítják, egyediek …
• Más címterek? – Ismerjük a SAP címeket: a szolgálatok címeit • Itt és most az NSAP címeket … hálózati szolgálatokat azonosítanak (egy funkciót, egy "processzt").
Vadász Ea4
5
5
A címzések (addressing) • Más címterek? – Szükségünk lesz csomópontok címeire egy hálózaton (alhálózaton) belül • Ez a cím a csomópontot (gazdagép vagy kapcsológép) elérhetővé teszi egy hálózaton belül. • Ezek mások, mint a MAC címek. Egy csomóponton lehet két hálózati eszköz, két MAC címmel … • Érezzük, hogy ez a csomópont cím előbb-utóbb leképzendő MAC címmé (hisz az adatkapcsolati rétegben már az kell).
– Szükségünk lesz a hálózatok (alhálózatok) címeire. Ezek hálózatok, alhálózatok elérhetőségi irányának meghatározásához kellenek … Hálózatot azonosítanak. Logikai hálózati címeknek is nevezik ezeket (Logical Network Address) Vadász Ea4
6
6
A címzések (addressing) • Végül – a hálózatok elérhetőségi irányainak címterei is felmerülnek. • Pl. felépített virtuális áramkör azonosítók, port- csatornacímek, útvonal-címek stb.
• A hálózati réteg feladatát így fogalmaztuk – A csomagokat a forráscsomóponttól a célcsomópontig eljuttani a hálózaton keresztül … – de ebbe beleérjük az esetleges hálózatközi együttműködést is !
Vadász Ea4
7
7
A "szokásos" ábránk ... NSAP
Szállítási réteg
szegmensek
Transport Layer
Hálózati réteg
csomagok
Network Layer
keretek
Data Link Layer
Adatkapcs. réteg Fizikai réteg
Physical Layer bitek
• A szegmensekben forrás és cél címek (LNA+HA), továbbá az NSAP cím. Utóbbi kijelöli a cél NSAP cimet … • A csomagokhoz elérhetőségi irány cím kijelölődik (itt egyszerű, de …) • A keretekhez már MAC cím kell … Vadász Ea4
8
8
Hálózatközi együttműködés is ... A hálózat
Szegmensek (LNA+HA)
Szállítási Hálózati Adatkapcs.
B hálózat
(VA)
Hálózati (PA)
(MAC) Adatkapcs.
Fizikai
Fizikai
Adatkapcs. Fizikai
Szállítási (VA)
Hálózati
(MAC) Adatkapcs. Fizikai
• Mondjuk, virtuális áramkörön (VA) alapuló N szolgálat: az LNA+HA cím leképződik VA címmé a csomagokban. Ez útvonalat ad … • A kapcsolócsomópontban a VA címhez port cím (PA) is rendelődik. Ez az elérhetőségi irány cím … • Természetes a VA (+PA) → MAC cím leképzés is … Vadász Ea4
9
A címterek a hálózati rétegben HA
- hoszt címek
LNA
- (al)hálózati címek
PA
- port cimek egy routerben
VA
- virtuális áramkör címek
SAP
- szolgálatok azonosítói
9
A hálózati réteg funkciói • Forgalom (útvonal) irányítás
F
N
N
C
– A csomag célbajuttatása. N – Nyilvánvaló, ehhez ismerni kell a "topológiát", terhelésmegosztást kell elérni (alternatív utakat választani) ...
• Torlódásvezérlés – Ne legyenek a hálózat egyes részei túlterheltek… – Más mint a forgalomszabályozás (az csak 2 pont között szabályoz, ez a hálózatra [annak részére])! – Ez is foglakozik persze pufferezéssel …
• Hálózatközi együttműködés – Heterogén hálózatok is összekapcsolhatók legyenek: internetworking Vadász Ea4
10
10
Az eddigiekből kivehető • Elemi követelmények: – A hálózati szolgálatoknak függetleneknek kell lenni az alhálózati technikáktól! – A szállítási rétegtől elrejtendő az alhálózatok száma, típusa, a topológia! – A szállítási réteg számára ismert (hozzáférhető) hálózati+hoszt címeknek egységes rendszert kell alkotniuk!
Vadász Ea4
11
11
A nyújtott szolgálattípusok • Összeköttetés alapú szolgálat (Virtuális áramkör, Circuit Switching) • Összeköttetésmentes szolgálat – Üzenetkapcsolásos (Message Switching)
F
N
VC
N N
M2 F
N
M1
N
C
N
– Csomagkapcsolásos (Packet Switching) • Datagram Packet Switching
C
P2 F
N
P1
N
C
N
VC#2:P3, P4
• Virtual Circuit Packet Switching
F
N
VC#1:P1, P2 Vadász Ea4
N
C
N 12
Ezekből a csomagkapcsolás lesz a lényeges. Az IP ilyen.
12
Megjegyzés • Az összeköttetés alapú és összeköttetésmentes szolgálattípusok nemcsak itt jelennek meg – a felsőbb rétegekben is lehetnek ilyenek, – az adatkapcsolati rétegben is lehetnek … – és lehetséges a "váltás"! • Pl. Modemes kapcsolt vonalon (összeköttetés a fizikai rétegben) összeköttetésmentes adatkapcsolati protokollon virtuális áramkör alapú (összekötettéses) hálózati protokoll … és "fordítva" …
• A hálózati rétegben nagyobb a jelentősége az ÖK alapú-ÖK mentes filozófiának, mint az adatkapcsolatiban volt! • A hálózati rétegben a választásra nagyobb hatással van a szállítási rétegbeli filozófiának, mint az adatkapcsolati rétegbeliének! Vadász Ea4
13
13
A lényeges szolgálattípusok • Az összeköttetés alapú (VC) szervezés. Előnyei – dedikált átviteli csatorna alakul ki, garantált átviteli sebességgel; – Az áramkör kialakítása után elvileg nincs csatornahozzáférési késleltetés.
• és a datagram csomagkapcsolásos (összeköttetésmentes). Előnyei – Jobban kihasználható media; – A nem dedikált csatornák lehetnek olcsóbbak; – Kis forgalom esetén nincs fölösleges út lefoglalás ...
Vadász Ea4
14
14
A virtuális áramkörön alapuló alhálózat-szervezés • A hívásfelépítés során a forrás és célállomás között virtuális áramkör (Virtual Circuit) alakul ki. Ebből: • Forgalomirányítás a hívásfelépítéskor történik! • A kommunikáció során a csomagok ugyanazon az úton (a nyitott VC-n) haladnak mindkét irányban. • A kommunikáció befejezése után a VC-t fel kell szabadítani! • Az egyes csatornákon több VC építhető. Számuk maximált. Vadász Ea4
VC alapú
15
15
A címzés jellegzetessége • Összeköttetéses (VC alapú) szervezés esetén • a teljes forrás - cél címre csak a hívásfelépítés során van szükség! • A kommunikáció során már elegendő a virtuális áramkör jelzése!
Vadász Ea4
VC alapú
16
16
A forgalomirányítás forgatókönyve • A hivásfelépítéskor a csomópont kiválasztja a megfelelő irányú csatornát és azon virtuális áramkört foglal le (általában a legkisebb szabad sorszámút) • Ha nincs szabad áramkör, másik útvonalat választ. Ha ez sincs, a hivásfelépítés sikertelen. • Minden csomópontban épül táblázat, a nyitott VC-t rögzítendő: melyik vonal melyik áramkörre kapcsolódik) • Mindez ismétlődik az útvonalat érintő valamennyi csomópontra ...
Vadász Ea4
VC alapú
17
17
Egy példa A
C
C A B
B
C
VC#0
VC#0
D
C
E
D
E C
E
D
• Van 5 csomópont: A, B, C, D, E • Az egyes csomópontokban a vonalak (csatornák) címe (a portcím) egyszerűen a szomszéd neve … • Induláskor már létezzen B-C-D között egy virtuális áramkör. • Egy vonalom max 2 VC alakítható ki … • Feladat: A és D között két VC igény ... Vadász Ea4
VC alapú
18
18
Az első VC A-ból D-be … A
C VC#0
A B
B
C
D
C
VC#1
C
VC#0
E
D
E
VC#0
C
E
D
A táblák a csomópontokon
A
B
C
D
E
0C 0B – 0D 0C 0C
0A – 1D 1C
Vadász Ea4
VC alapú hívásfelépítés 1
19
19
A másik VC A-ból D-be … C VC#0
VC#
1
A B
B
C
D
C
VC#1
C
VC#0
E
E
VC #0 C
VC#0
E
D
D
VC #0
A
A táblák a csomópontokon
A
B
C
D
E
0C 0B – 0D 0C 0C
0A – 1D 1C
1C
1A – 0E 0E
0C – 0D
Vadász Ea4
20
VC alapú hívásfelépítés 2
20
A kommunikáció C szempontjából C VC#0 A VC# 1 B
B
C VC#0
C
D E VC #0
C
VC#1 VC#0
C
E
E
D
VC #0
A
D
C 0B – 0D 0A – 1D 1A – 0E VC alapú kommunikáció Vadász Ea4
• C az A-tól VC#0 csomagot kap: a táblázata 2. sora szerint VC#1re módosítja és küldi a D-nek • C az A-tól #1 jelzésű csomagot kap: a 3. sora szerint intézkedik, #0-val küldi E-nek … • C a D-től #0-val csomagot kap: 1. sora szerint #0-val B-nek küldi • C a D-től #1-gyel kap: #0A a továbbítás ... 21
21
VC alapú kommunikáció • Végül a lebontás: a táblabejegyzések törlése …. • Lehetne más technika? – Persze! Pl. • Nincsenek táblák a csomópontokon (de portcímek vannak!) • Hivásfelépítéskor a forrás összegyűjti az útvonal portcímeit, és ezt elhelyezi minden csomag címében pl VC#0 A-tól D-ig: A-C-D VC#1 A-tól D-ig: A-C-E-D • A router ebből a címből minden csomagnál különösebb döntés nélkül tudja, melyik portjára kell továbbítani egy bejött csomagot … Vadász Ea4
VC alapú
22
22
Datagram alapú alhálózat szervezés • Minden csomag teljes forrás-célcímet tartalmaz – A cím = (hálózat + hosztcím) + NSAP cím
• Az egyes csomagok egymástól függetlenül haladnak, minden csomagra külön-külön van útvonalirányítás!
Vadász Ea4
Datagram alapú
23
23
A két szervezés összehasonlítása Áramkör létesítés
Szükséges
Nem lehetséges
Címzés
Minden csomag rövid VC címet tartalmaz
Minden csomag teljes címet tartalmaz
Állapotinformáció
Minden nyitott VC Az alhálózat bejegyzést igényel az érintett állapotmentes csomóponton
Foorgalomirányítás
Csak áramkör felépítéskor
Minden csomagra újból
Torlódásvezérlés
Könnyű (ismert számú VCre lehet előre puffert foglalni)
Nehéz
Csomóponti hibák hatása
A csomóponton átmenő VC megszakad
Nincs, legfeljebb egyes csomópontokra
Összetettség
A hálózati rétegben
A szállítási rétegben
Tipikus alkalmazás
Vadász Ea4 ÖK alapú szolgálatra
24 ÖK mentes szolgálatra
24
A hálózati réteg funkciói • Forgalom (útvonal) irányítás – A csomag célbajuttatása. – Nyilvánvaló, ehhez ismerni kell a "topológiát", terhelésmegosztást kell elérni (alternatív utakat választani) ...
• Torlódásvezérlés – Ne legyenek a hálózat egyes részei túlterheltek… – Más mint a forgalomszabályozás (az csak 2 pont között szabályoz, ez a hálózatra [annak részére])! – Ez is foglakozik persze pufferezéssel …
• Hálózatközi együttműködés – Heterogén hálózatok is összekapcsolhatók legyenek: internetworking Vadász Ea4
25
25
A forgalomirányítás • A útvonalválsztó algoritmus (routing alg.) dönti el, hogy a beérkező csomagot melyik kimenő vonalra kell továbbítani – datagram hálózatoknál csomagonként, – VA hálózatoknál csak a hívásfelépítés során (VC létrehozás során). • Routing refers to the process of choosing a path, which often involves multiple hops, over which to send packets from a source machine to a destination machine across multiple physical networks. • Router refers to a computer making such a decision. Vadász Ea4
Forgalomirányítás
26
26
Követelmények, tervezési szempontok • Egyszerűség, megbízhatóság • Helyesség (1 példányban, a megadott címre …) • Robosztusság: meghibásodás esetén is maradjon működőképes (legalább valamilyen mértékben) • Adaptivitás. Adaptív, ha képes önállóan felépülni és alkalmazkodni a körülményekhez • Stabilitás: indulástól véges idő alatt stabil állapotba kerüljön • Optimálás: költség, késletetés, min. ugrásszám szempontok lehetnek ... Vadász Ea4
Forgalomirányítás
27
27
Az útvonalválsztás "mozzanatai" • Információgyűjtés. Kellenek információk a döntésekhez. Pl. táblázatokat kell létrehozni, melyekben cél címekhez továbbítási irány címeket rendelünk … • Döntések. Ezeket a (router) csomópontok "hozzák", hogy merre továbbítsák a vett csomagot …
Vadász Ea4
Forgalomirányítás
28
28
Egy modern útvonalirányító Funkcionális részei, feladatmegosztás • CPU, ami kezeli
• Input interfaces
– Routing protokollt (RIP, OSPF) • Ez szolgálati protokoll, routing tábla előallításhoz
– Egyéb protokollokat
– Link Layer kezelése – Esetleges input puffer
• Otput interfaces – Pufferek (Queueing) – Scheduling – Link Layer kezelés
• Forwarding engine – Routing table – Lookup – Blocking/non-blocking
Vadász Ea4
29
I/O interfészekből több van …
29
Is it Difficult? • Dealing with multiple physical network connections (multi-homed hosts), single connections are straightforward. • Selecting the best path in view of: – – – – –
network load (congestion, delay, throughput) datagram length (fragmentation and assembly) type of service (specified in the datagram header) connectivity changes (updates and temporal changes). connectionless protocol (datagram) vs connection oriented (virtual circuit). – fairness Vadász Ea4
30
30
Hierarchia a címzésekben • Valamennyi célcím-irány pár táblázatba rendelése esetén túl nagy táblázatok alakulnának ki (és túl sok szolgálati kommunikáció kellene), legalább is nagy hálózatoknál … • Megoldás: hierarchiát alakítunk ki: a teljes hálózatot alhálózatokra, ezeket al-alhálózatokre stb. bontjuk … • Az alhálózatokra bontás szempontjai többfélék lehetnek. Pl: – földrajzi elhelyezkedés; – funkcionális összetartozás (pl. közös cél); – fizikai közeghatárok, adatkapcsolati protokollok szerinti ...
Vadász Ea4
Forgalomirányítás
31
31
Hierarchia a címzésekben • Ekkor a címzés: Hálózat cím + alhálózat cím + hoszt cím alakú. • Ekkor a csomóponti táblázatokban elegendő – alhálózat cím → elérhetőségi iránya és – saját alhálózaton belüli cél cím → elérhetőségi iránya bejegyzéseket írni! Lássuk be, hogy ez sokkal kevesebb bejegyzést eredményez!
Vadász Ea4
Forgalomirányítás
32
Elérhetőségi irány: a portcím
32
Forgalomirányítási döntési módszerek • Néhánnyal foglakozunk: – – – – – –
Egyutas, többutas, táblázat nélküli módszerek, adaptív centralizált, adaptív elszigetelt, fordított tanulás …
(Ez az osztályozás nem tiszta szempontú! Pl adaptív elszigetelt módszerek a táblázatnélküli módszerek, és a fordított tanulás módszerek …)
Vadász Ea4
Forgalomirányítás
33
33
Egyutas forgalomirányítás • Minden címhez (akár hálózati, akár hoszt cím) egy továbbítási irány rögzített • Előnye: egyszerű. Csak akkor optimális, ha a tárolt irány optimális. • Hátránya: nem robosztus (nem hibatűrő).
Vadász Ea4
Forgalomirányítás, döntés
34
34
Többutas forgalomirányítás • Minden címhez több, súlyozott továbbítási irány rögzített. Ezek közül súlyozott sorsolással választunk. Pl. B egy táblabejegyzése a következő
A
cím A: 0,75; C: 0,2; D: 0,05
B
D
E
C
• Az irányok választásának szempontjai (sorsolási súlyok): – előre megadott (fix) súlyok; – a prioritás (a csomagok prioritás adja meg); – a kommunikációtípus (a forgalmi osztály adja meg, pl gyors választ igényel, v. nagy sávszélességet igényel stb.) Vadász Ea4
Forgalomirányítás, döntés
35
35
Többutas forgalomirányítás • Előnyei – több szempont is figyelembevehető; – robosztus; – adaptív.
• Hátrány – Bonyolult. Több feldolgozást igényel.
Vadász Ea4
Forgalomirányítás, döntés
36
36
Táblázat nélküli módszerek • A "forró krumpli" módszer – Amerre a legrövidebb a sor, arra továbbítjuk a csomagot (minél korábban "megszabadulni" a csomagtól) – Előnye: Nem kell információt gyűjteni! Egyszerű. Robosztus. – Hátránya: rossz vonali kihasználtság. A késleltetési idő nem korlátos.
Vadász Ea4
Forgalomirányítás, döntés
37
37
Táblázat nélküli módszerek • Az "elárasztásos" (flooding) módszer – Minden csomagot minden irányba - kivéve, ahonnan jött továbbítunk. – Előnye: Nem kell információt gyűjteni! Egyszerű. Robosztus. – Hátránya: Nagyszámú többszörözött csomagot eredményez. Ezt "fékezni" lehet: • Ugrásszámlálással. Csomag fejben számlálómező, melyet minden csomópont inkrementál. Egy bizonyos ugrásszám (ez a hálózat "átmérője") után a csomópontok eldobják a csomagot (hálózatátmérőig történő elárasztás). • Csomagok sorszámozásával. Az adó sorszámozza a csomagokat. Ha egy csomópont ugyanattól a feladótól ugyanolyan szorszámú csomagot kap, mint amilyet már korábban kapott (és az időzítés nem járt le), akkor eldobja ... (mégis van információgyűjtés …) Vadász Ea4
Forgalomirányítás, döntés
38
38
Adaptív centralizált forgalomirányítás • Működése: – (Nagykapacitású) központ begyűjti az összes információt a csomópontokról (topológia, forgalmi irányok, terhelések …) – Ebből kiszámítja az optimális utakat és – letölti azokat a csomópontok tábláiba.
• Előnye: adaptív és optimális. • Hátrányai: – Sebezhető. A központ hibáira védetlen. Hiba esetén elvesztheti az adaptivitását, optimalitását. – Túlterhelődnek a központ felé vezető utak (az informciógyűjtés és a letöltés is forgalom …). Általában nagy a szolgálati forgalom. – Esetenként instabil lehet: késleltetések lehetnek ... Vadász Ea4
Forgalomirányítás
39
39
Adaptív elszigetelt módszerek • Ilyenek a táblázatnélküli módszerek és • a "fordított tanulás" (backward learning) módszer …
Backward learning • Minden csomag (fejében) ugrásszámláló, amit a csomópontok inkrementálnak • Kezdetben "senki nem tud semmit" … Ekkor "elárasztás" történik …
Vadász Ea4
Forgalomirányítás
40
40
A fordított tanulás • Ha egy állomás valamely vonalán csomagot kap j ugrásszámlálóval, akkor tudja, hogy a feladó című állomás legfeljebb j lépés távolságban van … • A vett adatokat a táblázatában gyűjti, "tanul" – meghatározza, hogy melyik állomás melyik irányban érhető el a legkevesebb ugrásszámmal … – Időnként "felejtenie kell" a régi bejegyzéseket (hogy alkalmazkodhasson a változásokhoz)
• Előnyei: nem igényel szolgálati kommunikációt. Adaptív, robosztus. • Hátrányok: A "kezdeti elárasztás" fölösleges kommunikáció. Sámításigényes. Csak ugrásszám optimumot biztosít (mást nem). Vadász Ea4
Forgalomirányítás
41
41
A fordított tanulás alesete • Szelektív elárasztás – A topológia ismeretében előre hoz forgalomirányítási döntéseket (nagyjából) és e szerint áraszt el … – Előny: robosztus, egyszerű. Optimális késleltetést eredményezhet. – Hátrány: rosz vonalkihasználás lehet ...
Vadász Ea4
Forgalomirányítás
42
42
Csomagszórásos forgalomirányítás • Csomópont valamennyi (sok) állomásnak küldi (ugyanazt) a csomagot. Ez a "broadcasting". – Némely alkalamazásban ez amúgy is elengedhetetlen! Pl. osztott AB frissítése… egy ütemezési felhívás …
• Ennek lehetséges implementációi: – Mindenkinek külön csomag. Hát ez elég gyenge: listát kellene vezetni a broadcasting-ban résztvevőkről … Gyenge sávszélességkihasználás jön ki … Ez nem is broadcasting igazán … – Az ún. többcélcsomópontos forgalomirányítás (multidestination routing). Ez jobb ... Vadász Ea4
Forgalomirányítás, különlegesség
43
43
Multi-Destination Routing • A csomagban benne az összes célcím (lista v. bittérkép formában) • Egy csomópont vizsgálja az "összes célcím" struktúrát (pl a listát), hogy meghatározza a kimenő vonala(ka)t. Tegyük föl, talált valamennyi kimenő vonalat. • Minden vonalra készít új csomagot, benne új "összes célcím" struktúrát (pl listát) és • küldi ezt a vonalra ...
Vadász Ea4
Forgalomirányítás, különlegesség
44
44
Feszítőfát alkalmazó megoldások • Feszítőfa (spanning tree): a (al)hálózat olyan alhalmaza, mely hurkot nem tartalmaz, de az összes csomópontot magába foglalja • Nyelőfa (sink tree): azon optimális utak halmaza, melt az összes forrásból egy adott célba vezetnek. • A csomópontok ismerik a forrás egy feszítőfáját (pl a nyelőfáját), és • egy csomópont a feszítőfa vonalaira másolja a csomagot (kivéve azt a vonalat, amiről az érkezett …
Vadász Ea4
Forgalomirányítás, különlegesség
45
45
Információgyűjtési módszerek • Már említettünk ilyeneket az eddigiekben is • Most összefoglalunk … Beszélünk statikus és dinamikus információgyűjtésről .. • Statikus (információgyűjtésű) forgalomirányítás – A hálózat üzemeltője (menedzsere) tölti ki a csomópontok táblázatait … – A "input" számára • a topológia és • egyéb szempontok (költség, késleltetés, legrövidebb út stb.)
– Nagy tapasztalat kell hozzá ...
Vadász Ea4
Forgalomirányítás
46
46
Dinamikus információgyűjtésű • Elosztott forgalomirányításhoz … • A szomszédok időnként "átadják" egymásnak "tudásukat" a hálózatról: táblázataikat, amik tartalmazzák az egyes célok elérési irányait + az illető cél "távolságát" (ugrásszám, elérési idő becsült érték stb.). • A táblát kapó hozzáadja a távolságértékhez a táblát küldő (becsült) távolságát, igazítja az irányt, ebből kiszűri az optimumot … ezzel frissíti a saját táblázatát. • Előny: adaptiv, robosztus, közel lehet az optimumhoz • Hátrány: szolgálati kommunkikáció-igényű + számításigényű
Vadász Ea4
Forgalomirányítás
47
47
Példa A-t vizsgáljuk, aki B-től és C-től kap táblákat ... 1
A
2
B
C 4 D
4
B táblája A A:1 C A:3 D D:4
+1
A "módosíja" a kapott táblákat: A kiválasztja a legjobbakat:
C táblája A A:2 B A:3 D D:4
+2
Módosított B B:1 C B:4 D B:5
A a legjobbakból új táblát készít: (És ez nem függ a régitől!)
Módosított C C:2 B C:5 D C:6 A táblája B B:1 C C:2 D B:5
Vadász Ea4
48
48
Methods to Build Routing Tables • Two main methods to build routing tables are discussed later: – Shortest Path: weighs each path usually in terms of time (mean queueing and transmission delay obtained by hourly or daily test runs), geographical distance, bandwidth, average traffic, comms cost, mean queue length, measured delay, etc., or as a function of these. – Vector Distance: weighs each path in terms of the number of hops.
Vadász Ea4
49
49
Áttérünk a torlódásvezérlésre • Eddig forgalomirányítás volt … – elég általános, – megismertünk néhány kifejezést … – tudjuk, kell az információgyűjtés, és a döntések …
• Most új hálózati rétegbeli funkcióval foglakozunk, ez a torlódásvezérlés. • Ismételjük: az LLC-ben forgalomszabályozás volt (két pont közötti probléma), itt torlódásvezérlés … • Annyi hasonlatosság van, hogy mindkettőben a pufferezés a kulcskérdés, a pufferkapacitások végessége a gond ... Vadász Ea4
50
50
A torlódásvezérlés célja • Megelőzze és/vagy elhárítsa azokat a szituációkat, melyekben egy összeköttetés vagy egy csomópont túlterheltté válik … • Nézzük ezt egy ábrán! Kézbesített csomagok száma
Optimális eset: ∝ pufferes csomópontok
Korlát: a hálózat véges kapacitása Valós eset: véges pufferes csomópontok Bedugulás (csomagvesztés), aminek oka már nem a hálózati kapacitás, hanem a pufferek korlátai Elküldött csomagok száma Vadász Ea4
51
51
Torlódásvezérlő algoritmusok • • • • •
Pufferek előrefoglalása Csomageldobás (különböző eldobási szempontokkal) Lefojtócsomagok módszere Izaritmikus torlódásvezérlés Forgalomszabályozásos torlódásvezérlés
Vadász Ea4
52
52
Pufferek előrefoglalása • VC alapú hálózatokban … a hívásfelépítés során a VC-khez mindjárt puffereket is rendelünk: a hívásfelépítő csomag nemcsak táblabejegyzéseket generál, hanem puffereket is foglal … • Ha nincs elegendő puffer, nem épül fel az áramkör (esetleg más utat keres, végső soron elutasítódik) • Mekkora puffereket? Pl. az adóablak méretnek megfelelőt! Ez biztosan elég! – Pl. megáll-és-vár esetén elegendő 1 puffer: az ack ui nemcsak "helyességet" igazol, hanem puffer ürülést is! • Hátrány: A "biztosan elég" nem gazdaságos. Fölös pufferkapacitást foglal (és elutasíthatnak emiatt más hívásfelépítést). Javítás: sokáig tétlen puffereket felszabadítják (Kockázatos!) Vadász Ea4
53
53
Csomageldobás • Nem foglanak előre puffereket, de van minden vonalra valamekkora … • Ha egy csomóponthoz csomag érkezik és azt képtelen pufferelni, akkor eldobja … FCFS pufferhasználat ez .. – Előbb-utóbb letelik az időzítés, majd újraadják …
• Meggondolás: bármit eldobni? Ack-t, szolgálati csomagot? – Erre két módosítási elgondolás javasolható, 2 szempont ...
Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Csomageldobás
54
54
Csomageldobási szempontok • Egyik: a bemenetekre legalább egy puffert (foglalunk és) hagyunk szabadon (hogy ne váljon "süketté" a protokoll) – Ha szolgálati csomag jön: puffereli és feldolgozza .. – Ha egyéb csomag jön (és nincs puffer): eldobja …
• A másik a kimeneti vonalak közötti pufferfelosztás korlátozása: – korlátozzuk a kimenő vonalak puffer-sorok hosszait • maximális hossz és • minimális hossz előírásokkal.
– A min hossz fix, a "kiéhezés" ellen, – a max hossz a forgalom függvénye lehet, változhat. Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Csomageldobás
55
55
Heurisztikus gyakorlat • "Ökölszabály" – ahol • p: a pufferek össz száma; • k: a kimenetek száma; • m: a max hossz egy kimenetre.
m=
p k
– És ezt "módosítják" a terheléstől függően. – Lökésszerű terheléseknél ez persze elég reménytelen …
Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Csomageldobás
56
56
Csomageldobási szempont 3 • A harmadik: eldobási szempontokat alakítanak ki – Mielőtt egy puffersor betelik, adott küszöbértéknél … – a kimenetekre is … – Pl. prioritási osztályok befolyásolhatnak … vagy – az ugrások számát nézik, és azt dobják el, amelyik "kevesebbet" utazott … (kisebb erőforrásigényű ennek megismétlése a mögöttes gondolat)
Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Csomageldobás
57
57
Lefojtócsomagok módszere • Choke packets • A forrásokat kell lefojtani, még mielőtt a torlódás beállna … • Csomópont figyeli a kimenő vonalak "telítettségét", és ha az egy küszöbértéket elér, fojtócsomagot küld a feladónak (ebbe az irányba csökkentsék a forgalmat jelentéssel), de az eredeti csomagot továbbítja … – Az eredeti csomagot meg is jelölheti "ez a csomag nálam már váltott ki fojtóüzenetet" (ti, többiek, ne féljetek tovább)
Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Lefojtás
58
58
Lefojtócsomagok módszere • A küldő – az első lefojtó csomag vétele után csökkenti a forgalmát, majd – egy időzítésig nem fogad újabb fojtást (duplikált fojtások lehetnek). – Ennek leteltével újabb időzítés: • ha ezalatt újabb fojtócsomag jön, tovább lassít, • ha nem, visszaállítás az eredeti sebességre …
Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Lefojtás
59
59
Izaritmikus torlódásvezérlés • Az elgondolás: korlátozzuk a hálózaton egyidejűleg bentlévő csomagszámot … maximális csomagszám a hálózatra … • De hogy? – Legyenek a hálózaton ún. engedélyező csomagok (permit packets). (Kezdetben annyi permit, amennyi a maxcsomagszám. Most ne firtassuk, hogy "keletkeznek"). – Ezek "körbejárnak" a hálózaton … – Ha forrás-hoszt küldeni akar, • előbb permit-et kell birtokolnia (pl. kapnia), • azt megsemmesítenie, és utána • küldheti a csomagját ... Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Izaritmikus
60
60
Izaritmikus torlódásvezérlés – A cél-hoszt mikor megkapta a csomagját • leveszi a hálózatról, • azt feldolgozhatja, és utána • generál és "körbeküld" helyette permit csomagot …
• Módosítás: van "engedélyező" központ, attól kell kérni permit-et. – A hátrány nyilvánvaló, ez • szolgálati overhead-del jár (bár nem naggyal), és • érzékeny a központ kiesésére.
• További gondja: ha permit csomagok "megsemmisülnek"? – Nehezen menedzselhetők (számbavétel, pótlás), kivéve az engedélyező központos megoldást. Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Izaritmikus
61
61
Forgalomszabályozásos torlódásvezérlés • Mégegyszer, forgalomszabályozás: – adó ne árasszon el vevőt (2 entitás viszonyára)
• A szállítási réteg valódi forás-cél réteg: ott értelmezhető a forgalomszabályozás – a vég-vég viszonyban lévő entitások "feldolgozási kapacitásait" (ezek különbségét) kell figyelembe venni.
• Ha a szállítási (vagy felsőbb) forgalomszabályozást nem az ottani kapacitásoktól függően alkalmazzák, hanem szigorúbb korlátozásokat (is) figyelembe vesznek, az (al)hálózat (talán) nem válik túlterheltté! • Ez a forrásra is telepíthető! Közvetlenül a kibocsájtásnál érvényesíthető ... Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Forgalomszabályozásos
62
62
Forgalomszabályozásos torlódásvezérlés • Beláthatjuk, – ha a "korlát" jó, nem lesz torlódás; – ha kicsit "lazább": egyenletes terhelésnél jó lesz, lökéses terheléseknél egyes pontokon kialakulhat torlódás. – Nem tervezhetünk a "csúcsra", ez még el kell menjen!
• Remélem "érzik", értik, miről van szó ...
Vadász Ea4
Torlódásvezérlés Forgalomszabályozásos
63
63
Miről volt szó? • A hálózati rétegről – felette, alatta end-to-end bázis, itt az egész hálózat látszik … – A címzések, a címterek …. – A funkciók … – A hálózatszervezés (ÖK alapú, ÖK mentesség)
• A forgalomirányítás … követelmények, mozzanatok, módszerek … • A torlódásvezérlés … 5 algoritmus ebben …
Vadász Ea4
64
64
A további program • Általánosan átnézzük a felső 4 réteget – – – –
A szállítási (Transport), a viszony (Session), a megjelenítési (Presentation) és az alkalmazási (Application) réteget.
Vadász Ea4
65
65
A szállítási réteg Viszonyréteg 4. Szállítási réteg Hálózatiréteg
TSAP
TSAP Szállítási entitás
Szállítási protokoll TPDU
Szállítási entitás NSAP
NSAP
Viszonyréteg 4. Szállítási réteg Hálózatiréteg
• TSAP: Transport Service Access Point • TPDU: Transport Protocol Data Unit • A 4. réteg, a hálózati- és a viszonyréteg között
Vadász Ea4
66
66
A szállítási réteg • Feladata – Interfész alulra, fölülre – Megbízható, gazdaságos adatszállítást forrástól célhosztig, függetlenül a hálózatoktól (a céltól, forrástól, a közbenső alhálózatoktól), ÖK vagy ÖK mentes alapon – Tudjuk, hogy valódi end-to-end szolgáltató entitások vannak …
• Miért kell? – Az interfész - ha nem lenne, nem kellene e szerep … – Megbízhatóság - ezt az adatkapcsolati és a fizikai réteg biztosíthatná … – ÖK alapú és ÖK mentes szolgáltatási jelleg - ezt is biztosíthatják az alsóbb rétegek … – Vég-vég - ezt a hálózati r. biztosíthatná
Vadász Ea4
67
67
A szállítási réteg • Miért kell? • Demagóg válasz • A jó válasz inditékai – – – – – –
A szállítási réteg a hálózati fölött operál Tudjuk, a hálózati réteg lehet ÖK alapú és ÖK mentes, és lehet megbízhatatlan! (Az IP ÖK mentes és megbízhatatlan) Még megbízható hálózati réteg mellet is lehet összeomlás … Azt gondolnánk: tegyük megbízhatóbbá, és meg van oldva. De: a hálózati (és alsóbb) rétegekre kicsi a hatásunk • A hidakat, router-eket (sokszor) nem mi üzemeltejük • Az alsóbb rétegek kártyákban, csipekben, esetleg OS-ben implementáltak, nem "változtahatjuk" könnyen ...
Vadász Ea4
68
Demagóg válasz: csak! Az ARPANET korában a viszony és megjeleítési réteg "üres" volt. Sokan panaszolták is. Ha még a transzport réteg is üres lenne? ...
68
A szállítási réteg • A jó válasz – Legyen a hálózati réteg fölött a szállítási, ami valóban megbízható forrás-cél szolgálatokat biztosít, – és ekkor fejleszthetünk alkalmazásokat, melyek – szabványos interfészeken keresztül különböző hálózatokon (megbízható és megbízhatatlan is) is jól működnek, kliensszerver alapon szolgáltatnak.
• Ez az érv olyan erős, hogy tervezési szempontból a szállítási réteg lett a legfontosabb. • Megjegyzés a szabványosodásról Vadász Ea4
69
Megbízható - nem megbízható: kérésre megerősítés (nyugta, ack) is, nemcsak bejelentés A megjegyzés: Az alsóbb rétegek feladatai szinte e réteg céljainak elérését biztosítani. Az alsóbb rétegek egész jól standardizálódtak. A szállítási és felsőbb rétegekben erősebb a szabványosítási munka.
69
A szállítási réteg • Fontos cél a szállítási rétegben – hibamentes átvitel akár hibákkal terhelt hálózati réteg fölött is! – Ebből következik: a a fölöttes rétegeknek tényleg nem kell emiatt nyugtázással stb. foglakozni! – (PL. ha egy hálózati összeköttetés megszakad, akkor a szállítási réteg nyit egy újat és ott folytatja, ahol a régivel abbahagyta.. A fölöttes réteg észre sem veszi ezt.)
• Fontos célja még – elrejteni a hálózatok bonyolultságait a felettes rétegek elől ... Vadász Ea4
70
70
A tágyalandó témák • Csomag - üzenet méretek (legkönnyebben elintézhető, ezért előre vesszük) • Címzések és címterek: a szokásosakon kívül itt még a kapcsolat és a tranzakció azonosítás is • Kapcsolati szolgáltatások, a lehetséges szolgálat primitívek (és ezek összefüggései az egyéb témákkal) • Cím - névfeloldások , a szolgálatot igénylő entitás vagy a szolgálatot biztosító kezdeményezze-e (esettanulmány)
Vadász Ea4
71
71
Üzenet szegmentálás-összerakás; nyalábolás-szétbontás • Darabolás - összerakás – van, hogy egy üzenet (ami a felsőbb rétegtől jön) túl nagy a hálózati (esetleg az adatkapcsolati) rétegnek – A szállítási réteg ilyenkor darabol - összerak.
• Multiplexálás - demultiplexálás – Előfordul, hogy sok kis üzenet van ugyanahhoz a célhoz. – A szállítási réteg nyalábolhatja ezeket egy csomagba (illetve demultiplxálja ezt a másik oldalon). Teljesítménynövelés.
Vadász Ea4
72
72
Kapcsolati szolgálatok • Csomagszámozás (szegmensszámozás) – A helyes sorrend visszaállítás szogálathoz kellhet (ÖK mentes kapcsolatnál feltétlenül)
• Hibavezérlés – Lehetnek hibás, elveszett, v. késő csomagok – a várt csomagszám térből kilógó csomagok … – A technikák itt • Ellenőrző összeg a csomagokban, • időzítések, hogy a késő csomagokat eldobjuk, • a csomagszámozás egyedi legyen.
• Az end-to-end bázishoz kell flow-control – A kérdés itt: vajon mind a forrás, mind a cél foglakozzon az elveszett késő csomag problémából való kilábolással Vadász Ea4
73
73
A címterek • MAC címek - az adatkapcsolati rétegben. Hidak ezt a címteret használják. Hálózati cím- MAC cím feloldás. Ugyanitt a DSAP címek tere • Hálózati címek - a hálózati rétegben. Routerek használják. Hálózatcím - alhálózat cím - hosztcím alak, maszkolás a címrészek szétválasztására. Ugyanitt NSAP címtés is.
• A szállítási rétegben – – – –
Hálózati címek. Hálózatcím- hosztcím alak. TSAP címek (portszámok) Társalgások azonosítói (Connection ID) Tranzakciók azonosítói Vadász Ea4
74
74
A címterekhez ... • Ezek új címosztályok – Társalgások azonosítói (Connection ID) • a szolgáltatást igénylő (kliens) és a szolgáltatást nyújtó (szerver) közötti társalgást (conversation) azonosítják. • A szállítási réteg ezeket használva koordinálja az alacsonyabb réteg címtereit (a hálózati- és a SAP címtereket)
– Tranzakciók azonosítói • Részben hasonlók, de kisebb egységek azonosítására valók, mint a társalgás • Kisebb egység pl. egy request-respond pár. Ezekből épülhet a társalgás. • Ezeket is azonosítják, ezzel lehetővé téve ezek indulásának megérkezésének nyomonkövetését.
Vadász Ea4
75
Megkülönböztetett terminológia: szolgálat - szolgáltatás
75
A szállítási réteg szolgálatprimitívjei
ÖK alapúhoz
• Természetes, lehet ÖK mentes és ÖK alapú szolgálat. Utóbbi lehet megerősítéses. • A primitívek – – – – – – – –
T-CN-kérés T-CN-bejelentés T-CN-válasz T-CN-megerősítés (*) T-DC-kérés T-DC-bejentés T-DA-kérés ÖK menteshez T-DA-bejelentés Vadász Ea4
76
Figyelmet arra, hogy ezeket a szolgálat-primitíveket TSAP pontokon érjük el a viszonyrétegből, vagy sok esetben az alkalmazói rétegből magából. Ebből a T a jelölésekben. További jelölés: CN
connect
DC
disconnect
DA
data
*
csak megerősítéses szolgálathoz
76
Forgatókönyv példák (A viszonyréteg szemszögéből) T-CN-kér T-CN-kér T-CN-bej T-CN-meg
T-CN-vál
T-CN-kér T-CN-bej T-CN-bej
T-DC-bej
T-DC-kér
T-DA-kér
T-DA-bej T-DC-bej
T-DA-bej
T-DA-kér
ÖK visszautasítva a hívott által
T-DA-bej T-DC-bej
idő
T-DC-kér
T-CN-vál
T-DC-kér
idő
T-DA-kér
T-DA-kér idő
T-DA-bej
T-CN-bej
ÖK alapú, bontást a cél kezdeményezi (Szinkronizációhoz!)
Megerősített ÖK alapú Vadász Ea4
77
77
Az előző példákhoz ... • A szállítási rétegben cél a hibamentes átvitel … • Persze, mégis lehet hiba …
T-DA-kér T-DA-kér T-DA-kér
idő
T-DA-bej (hiba)
ÖK mentes hibátlan, hibás
• Miután az itteni nyilak mind a viszony-szállítási réteg interfészhez tartoznak, nem mutatják, hogy a hibakontrol milyen szolgálatokat kíván (használ) a szállítási-hálózati interfészen! • A szállítási protokollon - természetesen lehet (van) hibakezelés! Vadász Ea4
78
78
A szállítási réteg protokolljai • Ha (elvileg) nézzük, mit is kívánna az OSI, nagyon bonyolult lenne a helyzet! • Attól függően, hogy milyen alattunk a hálózati réteg (általában hibátlan csomagkézbesítés és nincsenek RESET-ek; u.a. de vannak RESET-ek; hibás csomagkézbesítés és RESETek is) eleve több protokoll osztály kell! • Nagyon sok protokoll-elem (TPDU) kell, hogy minden protokoll osztály megvalósulhasson. • Mindez nem fér be a tárgyba! Lesz viszont szó az ismert szövetekről, (TCP/IP), és ott lesznek esettanulmányok (TCP, UDP)
Vadász Ea4
79
79
A szállítási kapcsolat menedzselése • A címzés-névfeloldás probléma – Az emberek számára is elfogadható gazdagép névterek leképzése hálózati címekké a viszonyréteg problémája – A TSAP címek menedzselése viszont itteni kérdés is!
• A TSAP címek "megtalálása" funkció biztosítható – – – –
fixen "bedrótozva"; elosztva a hálózat valamennyi entitására speciális névszolgáltató (directory szolgáltató) segítségével; speciális szolgáltatóval.
Vadász Ea4
80
80
A TSAP cimek • Az utóbbi kettőnél (speciálisak) két stratégia lehet a "kezdeményezőtől" függően – az igénylő (kliens) a kezdeményező • az kliens a speciális csomaggal kér leképzést a névtérből/be a címtérbe/ből.
– A szolgáltató (server) a kezdeményező • a szolgáltató időnként (rutinból) broadcast csomagban bejelenti, milyen szolgáltatásokat biztosít. • Ezeket a hálózati entitások (vagy a név-dir szolgáltatók) összegyűjtik, táblázatba foglalják. • Utána már mehet a feloldás.
Vadász Ea4
81
81
Esettanulmány •
A feladat: – B gépen van aktuális időt szolgáltató processz (a viszony, vagy magasabb rétegben) – Az A gép egy processze (kliens) szeretné lekérdezni az időt ÖK alapon.
•
Tegyük fel – Az OS biztosít rendszerhívást egy TSAP-hoz, ebben megadhatunk egy TSAP címet (pl. portot). A kliens processz rendszerhívással a saját pl. TSAP-6-ját el tudja érni T-CNkéréssel. – B szolgáltató processze fut, hallgatja a TSAP-122-őt (azon T-CN-bejelentést).
•
A forgatókönyv – Az A processz T-CN-kérést ad, forrásként a TSAP-6-ot, célként a B: TSAP-122-őt adva; – Az A gép valamilyen NSAP-on hálózati összeköttetést létesít a B gép valamilyen NSAPjához. Ezzel eléri a B szállítási entitását. Ezzel létrejött a szállítási összeköttetés; – T-CN-bejeltéssel értesíti a B szállítási entitása a B processzt az összeköttetés létrejöttéről; – A B processz a B:TSAP-122 - A:TSAP-6 "vonalon" T-CN-válasszal elfogadja; Erről az A T-CN-bejeltéssel értesül; – Most már mehet A-ról a T-DA-kérés … stb. Vadász Ea4
82
82
Mire világítanák rá? • • •
Az, hogy A a TSAP-6-on próbálkozik, az az ő ügye, ő választott a 6-os port címet. De honnan vette a B:TSAP-122 címet? Válaszok: – B időszolgáltatója már régen a 122-ös porton szolgáltat, és ezt a felhasználók megszokták, tudják … – a 122-es port konvencionálisan időszolgáltató, méghozzá ÖK alapon (innen a 122). Szintén konvenció, hogy minden gépen fut időszolgáltató, így a B-n is (innen a B). – Esetleg több mint konvenció - szabvány ez (néhány kulcsfontosságú szolgáltatásnál ez valóban így van. Pl. 519/TCP Unix time szolgáltaás). – Van egy procesz szerver processz, aminek "fix" portcíme van. Ettől kérhetjük, indítsa el a szolgáltatót, és mondja meg, milyen portcímet hallgat … (Ez persze nem jó olyan szolgáltatásra, amit nem lehet csak úgy "indítani", mert pl állandóan futó daemon). – Van egy név-szolgáltató (dir-szolgáltató) processz ismert címen. Ez visszadja, hogy milyen deamon fut, és milyen portcímen lehet elérni … Ráadásul ennél ascii névvel kereshető egy-egy szolgáltató processz …
Vadász Ea4
83
83
A viszonyréteg • Itt is felmerülhet a szükségesség kérdése – A "megbízhatósággal" már nem kell foglalkozni, akkor mivel?
• Alapvető célja: lehetőséget adjon felhasználóknak (alkalmazásoknak, megjelenítési rétegbeli entitásoknak) viszonyokat létesíteni. • A viszony: összeköttetés, amin adatokat cserélhetünk. Dialógus.
Vadász Ea4
84
84
A viszonyréteg • Feladata tehát – dialógus kontroll, ahol a dialógus lehet • szimplex, half duplex, full duplex.
– Viszony adminisztráció, azaz • viszony létesítés (authentikáció, dialógus azonosítás, esetleges megegyezés a viszony tartási idejéről, megegyezés, melyik fél kezdje a dialógust stb.); • dialógus a viszonyon (az aktuális adatátvitel, nyugtázás, megszakadt kommunikáció helyreállítása stb.); • viszony bontás (megkülönböztetendő a megszakadt kommunikációtól).
Vadász Ea4
85
85
Viszonyok és szállítási összeköttetések Lehetséges esetek • Egy viszony egy összeköttetésen viszony connection
Természetes.
• Több viszony egy összekötteésen viszony connection
Pl. légitársaság helyfoglalás: a kisasszony egymás után különböző helyfoglalásokat intéz ua-on a kapcsolaton.
Egy viszony több összeköttetésen viszony connection
Ha megszakad a kapcsolat, akkor újraépülve másik, folytatható a dialógus. Ilyenkor szinkronizácó! Vadász Ea4
86
86
A viszonyadminisztrációhoz • Authentikáció – igénye felmerül: egy viszony/dialógus legyen ellenőrzött, azonosított, engedélyhez kötött, esetleg elutasítható egy felhasználó/csoport számára, engedélyezett mások számára. – ÖK alapú viszonynál ezt elég egyszer, a viszony kiépítésekor elvégezni. – Van tehát szolgálat, ami login nevekkel, jelszavakkal foglakozik, authentifikál, engedélyez, elutasít…
• Dialógusazonosítás – Mint a tarnszport rétegben a kapcsolatot, ezt is azonosítani kell ... Vadász Ea4
87
87
A viszonyadminisztrációhoz • A dialógus kontroll – Elvileg a szállítási összeköttetések full duplexek … – Van helyzet, amikor az alkalmazásnak szimplex, half dulplex dialógus jobban megfelel – Példa • AB lekérdező rendszer, a lekérdező kérdésére az AB szolgáltató válaszol. • Hogy egyszerű lehessen a lekérdező, feladott kérdésére a válasznak meg kell érkeznie, mielőtt új kérdést tesz. • Ez tipikusan half duplex működést igényel.
Vadász Ea4
88
88
A szinkronizáció • Itt a célja: hiba, "meg nem egyezés" esetére a viszonyrétegbeli entitások egy korábbi ismert állapotba jussanak vissza. • Miért kellhet? – Hiszen az alsó réteg(ek) nyújtják a megbízhatóságot? – Azt igen, de a felsőbb rétegbeli hibákat nem! – Példa: • Fájlrendszert mentünk hálózaton keresztül és a célnál az adathordozó "kimerül". • A célnál az operátor új kötetet helyez be, és folytatják … De honnan? • Nyilvánvalóan az utlsó még jól átvitt fájl utáni ponton ... Vadász Ea4
89
89
Még egy kérdés • A tárgyalásmódunkban a viszonyrétegek ÖK alapú szolgálat-típus elemek összességének tűnt. Nem lehet ÖK mentes viszony? • De lehet. – Ilyen pl. az RPC, Java RMI, CORBA (ha ezeket ebbe a rétegbe értelmezzük) – Azért nehéz a tárgyalás, mert ezeknél a SW technológiáknál az OSI terminológiát nem nagyon használják …
• Van mindig ez a réteg? – Nincs. A DoD modellben nincs. Máshová helyezik ezeket a funkciókat. Vadász Ea4
90
90
A megjelenítési réteg • Az OSI első javaslata óta e réteg szerepe változott.
• Ma jobb volna ábrázolási rétegnek (Representation Layer) nevezni. • Míg az alatt lévők a bitek forrástól célig való eljuttatásával foglalkoznak, e réteg feladata
• megőrizni az átvitt információ jelentését! • Az adatok ui. struktúráltak, lehetnek – szövegek, adat rekordok, struktúrák stb., fájlok stb. – És ezeket a különböző gépek különböző szintaxissal kezelik. Lehet pl. • • • •
ASCII EBCDIC karakterkészlet English Cirill aphabet little endian big endian byte sorrend fájl szintaxis különbségek stb. Vadász Ea4
91
Mind az ASCII, EBCDIC képes angol ABC-t reprezentálni … American Standard Code fot Information Interchange Extended Binary Coded Decimal Interchange Code Shift-JIS ABC a japán karaktereknek ... Intel processzorok little endian (reverse-byte-order) módszerűek: a kevésbé szignifikáns bitek (least significant bits; lowest binary values) "elől" vannak az üzenetkben, az összetettebb (pl. word) típusokban … A Motorola processzorok pedig big endian jellegűek (most significant bit appears first).
91
A megjelenítési réteg feladatai • Az adatstruktúrák (bit order, byte order, char code, file syntax) átalakítása (translation) és vissza … • Adattömörítés (miután szoros összefüggésben van az adatábrázolással, kézenfekvő …) és visszaállítás • Titkosítás és visszafejtés (miután ez is kapcsolatos az adatábrázolással, kézenfekvő, hogy ez is ebben a rétegben van). Célja a biztonság növelése.
Vadász Ea4
92
92
A megjelenítési réteg • Kérdés: van-e szükség e rétegre? • Válasz: meg lehetünk nélküle, de akkor az alkalmazásoknak kell elvégezniük a fenti funkciókat, feltéve, hogy igényt tartunk ezekre.
Vadász Ea4
93
93
Az alkalmazási réteg • A legfelső réteg • Szolgáltatásai az felhasználóknak jók. • Legnépszerűbbek: – fájltovábbítás; levelezés; – távoli géphasználat; WEB stb.
• Mi lehet itt érdekes (és még általános)? – Itt nincs SAP azonosítás, érdekes lehet tehát, hogyan (milyen módszerekkel) lehet kérni a szolgáltatást! • OS rendszerhívás elfogással (syscall iterception) • Távoli oprációval (Remote Operation) • Kollaboratív módszerrel (Collaborative Computing) Vadász Ea4
94
94
OS Syscall Interception • Az OS-nek "nincs tudomása" a hálózati szolgáltatások létéről • Mielőtt a Syscall eljutna a helyi OS szolgáltató rutinjához, elcsípik előle a kérést és a hálózatra irányítják • Vagyis a szokásos syscall-okkal kell kérni a hálózati szolgáltatásokat is. • Pl. DOS read from file server
Vadász Ea4
95
95
Remote Operation • A helyi OS törődik a kliens kérésével, azt ő közvetíti a távoli szerverhez, • míg a távoli szervernek nincs tudomása az alkalmazásról (a kliensről), csakis az OS-ről tud …
Collaborative Computing • Mind a szolgáltatást kérő, mind a szolgáltató tudomással bír a másikról, együtt koordinálják a munkát … Peer-to-peer együttműködés.
Vadász Ea4
96
96
Vége
Vadász Ea4
97
97
