Blok 7: netwerken

Blok 7: netwerken

Les 5

Christian Bokhove

Vraag

Welke problemen kom je tegen als je een netwerk bouwt ‘op de data-link laag´?

Hoe kunnen deze problemen worden opgelost? We moeten de volgende vragen beantwoorden:

– Waarom zijn Bridges en Remote Bridges niet genoeg om wereldwijde (of inter-planetaire) netwerken te bouwen?

– Hoe kunnen we wél wereldwijde (of inter-planetaire) netwerken bouwen?

Data-Link Service Provider: Samenvatting

De Data-Link Laag verbetert de Physical service provider zodat:

– Frames kunnen worden getransporteerd,

– In-volgorde– Betrouwbaar

OPMERKING: In principe levert de data-link service provider diensten over een enkele ´draad´.

De Data-Link Service Provider kan verbindingsloos of verbindingsgericht zijn.

Physical service provider

NetworkProtocolEntity

NetworkProtocol

Entity

Data-LinkProtocolEntity


#3 #4

#1 #2

Data-Link provider


NetworkProtocol

Entity#1 #2

Data-Link Service Provider: Samenvatting (2)

Point-to-Point netwerk: verbindt twee systemen

Point-to-multipoint netwerk: verbindt meerdere systemen



NetworkProtocol

Entity



#3 #4

#1 #2


NetworkProtocol

Entity


LLC

MAC#4

#1LLC

MAC#6

#3

NetworkProtocol

Entity

LLC

MAC#5

#2

system system systemsystem system

De Netwerk Protocol Laag

De netwerk protocol laag is het cement van de verbinding van:

– Data-link laag netwerken– Netwerk laag netwerken

De ‘gebruikers' van de netwerk laag zijn Transport Protocol Entiteiten

De Protocol Data Units die getransporteerd worden door Netwerk Protocol entiteiten heten:

– Packets, datagrams, cells, ..– Er zijn dus verschillende benamingen voor dit fenomeen.

De Netwerk Protocol Laag (2)

router /switch

router /switch

router /switch

PC PC PCPC PC PC

Data-Link NetwerkData-Link Netwerk Data-Link NetwerkData-Link Netwerk

NetwerkNetwerk

De Netwerk Protocol Laag (3)

De functionele structuur langs het (rode) pad:TransportProtocolEntity

Data-Link Service Provider


NetworkProtocol

Entity


TransportProtocol

Entity

NetworkProtocol

Entity

#1 #2

#3 #4 #5 #6

Netwerk Laag Protocol Functies

Forwarding / Switching– Dit mechanisme ´duwt´ een

packet (is een PDU) door een netwerk.

Routing:– Dit mechanisme bepaalt

welke route de packets moeten volgen.

Congestion Handling:– Dit mechanisme ´beschermt´

het netwerk tegen een overmaat aan packets.

Contention Handling:– Dit mechanisme verwerkt de

packets die ´strijden´ om een ´poort´.

Addressing:– Om het systeem te herkennen,

hebben we een adres nodig (bijvoorbeeld: telefoonnummer, IP adres).

Segmentation & Reassembly:– Packets kunnen groter zijn dan

DL frame grootte: we moeten een packet dus kunnen splitsen (bij de zender) en weer samenstellen (bij de ontvanger).

router/switch PC/hostPC/host

TransportProtocolEntity

TransportProtocolEntity


Network Protocol Entiteit

#4

Data-Link Service Provider#5



#1

#3 #6

#2

Forwarding / Switching: Switch architectuur

Forwarding/switching

Routing/switching table

Routing

router/switch

Forwarding / Switching: Verbindingsloos

DL-ServiceProvider


#1


Routing

DL-ServiceProvider

#nDL-Service

Provider

#10

……

Address SAP / Port X 3Y 3Z 10

Routerings Functie

Om packets door te kunnen sturen, hebben we een routeringstabel nodig. De routerings functie is verantwoordelijk voor het vullen van de

routeringstabel. Het vullen kan gebeuren door het verzamelen, opslaan en delen van

topologische informatie, zodat routes door een netwerk bepaald kunnen worden.

Informatie moet tussen systemen worden uitgewisseld om de routeringstabel te vullen. Hiervoor bestaan speciale protocollen.

Voorbeelden van Routerings Protocollens voor het Internet zijn:– Routing Information Protocol (RIP): version 1 - RFC 1058, version 2 -

RFC 1388.– Open Shortest Path First (OSPF): version 2 - RFC 1247.– Border Gateway Protocol (BGP): version 3 - RFC 1267

Routerings Tabel

Niet alleen routers/switches hebben een routerings tabel: een PC heeft er ook één

Om deze te zien:– Kies: Start > Programma´s > MS-DOS prompt– Typ: netstat -r (dit commando is voor Windows

95/98/NT en LINUX hetzelfde)

We komen later terug op wat dit allemaal betekent.

Contention Handling

Neem aan dat een aantal packets aankomt:

– Bijna tegelijkertijd, en– Bij verschillende 'poorten'

Als deze packets naar eenzelfde poort doorgestuurd moeten worden:

– Kunnen de packets (tijdelijk) de capciteit van die poort overschrijden.

– Deze packets strijden dan dus om dezelfde poort

Het mechanisme dat dit fenomeen afhandelt, heet: contention handling.

router/switch


DL-ServiceProvider

#1DL-Service

Provider

#4DL-Service

Provider

#2DL-Service

Provider

#3

#1 #4#2 #3

Contention Handling (2)

We zijn contention handling eerder tegengekomen:

– In Les 3 (Medium Access Control) strijden meerdere hosts om dezelfde physical service provider.

In de netwerk laag kan contention bij de output poort voorkomen. Het is dus lokaal, en kan worden opgelost:

– Door strijdende packets tijdelijk op te slaan (buffer).

In het figuur staat alleen uitgaand verkeer!

router/switch


DL-ServiceProvider

#1DL-Service

Provider

#4DL-Service

Provider

#2DL-Service

Provider

#3


buffer

buffer

buffer

buffer

Contention Handling (3)

Contention is een tijdelijk probleem. Het afhandelen van contention maakt deel uit van de

´normale´ functies (I.t.t. congestion handling, zie verderop).

Het effect van contention is dat packets vertraagd kunnen zijn.

Het is mogelijk om bepaalde packets prioriteit toe te kennen om vetraging te verminderen:

– In de Internet wereld wordt dit gestandaardiseerd.

Congestion Handling

Als er té veel packets in (een deel van) het netwerk zijn. Dit is altijd relatief ten opzichte van (delen van) het netwerk.

Realistische voorbeelden:– Tele-voting (bijv. Sound Mix Show) zorgde er voor dat het

telefoonnetwerk ´verstopt´ raakte. – In de jaren 70 / 80 stortte het Internet volledig in door

verstopping (het probleem werd veroorzaakt op Transport protocol niveau: TCP's slow-start mechanisme).

– Het 'I Love You'-virus zorgde op dlen van het Internet voor verstopping.

Congestion Handling - Voorbeelden

In technische termen, kan congestie bijvoorbeeld veroorzaakt worden door:

– Veel gebruikers willen communiceren met dezelfde server (dus hoe dichter je bij de server komt, hoe meer verkeer, en dus packets, je ziet)

– Veel gebruikers versturen packets die over dezelfde link moeten gaan (bv. De capaciteit van een transatlantische link is niet genoeg, en erg duur).

– Het aantal packets dat bij een router aankomt is groot ten opzichte van de snelheid van die router

– De buffers die de packets tijdelijk opslaan, kunnen té klein zijn (ze ´overflowen´).

Congestion Handling - …

Als congestie zich voordoet, heeft het de neiging om zich over het hele netwerk te verspreiden.

Er is een sterke analogie tussen congestie in netwerken en verkeersopstoppingen.

De oplossing is, echter, dramatisch anders:– In verbindingsloze netwerken gooien we de packets gewoon

weg.– In verbindingsgerichte netwerken weigeren we simpelweg een

verbinding te maken.

Congestion Control - Mechanisme

Mogelijke manieren om congestie op te lossen:– Probeer het te vermijden.– Meet ´zaken´ en neem toepasselijke maatregelen

als congestie wordt opgemerkt.

Blok 7: netwerken

Documents

Transcript of Blok 7: netwerken