11. Távközlő Hálózatok előadás

1. 11. Távközlő Hálózatok előadás 2005. okt. 18.

2. 2.2.2 TCP/IP alapú hálózatok • 1 Az információközlő hálózatok alapismeretei • 2 Az információközlő hálózati technológiák áttekintése • 2.1 Rögzített távközlő hálózatok • 2.2 Rögzített számítógép-hálózatok • 2.2.1 Fizikai és adatkapcsolati réteg • 2.2.2 TCP/IP alapú hálózatok • 2.2.2.1 Klasszikus TCP/IP • 2.2.2.2 QoS IP • 2.2.2.3 MPLS • 2.2.2.4 VoIP

3. 2.2.2.1 Klasszikus TCP/IP • 1 Az információközlő hálózatok alapismeretei • 2 Az információközlő hálózati technológiák áttekintése • 2.1 Rögzített távközlő hálózatok • 2.2 Rögzített számítógép-hálózatok • 2.2.1 Fizikai és adatkapcsolati réteg • 2.2.2 TCP/IP alapú hálózatok • 2.2.2.1 Klasszikus TCP/IP • 2.2.2.2 QoS IP • 2.2.2.3 MPLS • 2.2.2.4 VoIP

4. 2.2.2.1 Klasszikus TCP/IP • Tanultátok... • Torlódásvédelem a szállítási rétegben • Hálózatelérési réteg: • PPP+fizikai pont-pont kapcsolat • Hordozó hálózat, pl. Ethernet

5. 2.2.2.1 Klasszikus TCP/IP • „buta hálózat, okos végberendezés” • végberendezés amúgy is okos, drága (PC) • többé-kevésbé kivétel pl.: mobiltelefon (de ezek is gyorsan fejlődnek) • így gyorsabb lehet a működés • 10 Gb/s IP továbbítás manapság • ez csak egyszerű csomópontokkal lehetséges • állapotot a végpont tárolja • hálózati csomópont meghibásodása esetén praktikus • TH-ban fordítva!

6. 2.2.2.2 QoS IP • 1 Az információközlő hálózatok alapismeretei • 2 Az információközlő hálózati technológiák áttekintése • 2.1 Rögzített távközlő hálózatok • 2.2 Rögzített számítógép-hálózatok • 2.2.1 Fizikai és adatkapcsolati réteg • 2.2.2 TCP/IP alapú hálózatok • 2.2.2.1 Klasszikus TCP/IP • 2.2.2.2 QoS IP • 2.2.2.3 MPLS • 2.2.2.4 VoIP

7. QoS IP • Klasszikus IP: best effort, „legjobb szándék” • QoS csomagkapcsolt hálózatokban (ismétlés) • QoS = Quality of Service, (garantált) szolgálatminőség • a főbb minőségi paraméterek: • csomagvesztés aránya • téves csomagkézbesítés aránya • csomagkésleltetés • a késleltetés ingadozása • a sávszélesség mennyiségi és nem minőségi paraméter!!

8. QoS IP • Miért kell QoS IP? • alkalmazások igénylik • VoIP • Video-on-Demand (igény szerinti videózás, VoD) • de akár FTP, WWW, peer-to-peer (egyenrangú hálózat) is • IP szinten kell: • alsó szintű késleltetés feljebb nem javítható • vesztés, késl. ingadozás is csak a késleltetés rovására javítható

9. IntServ • Egyik megoldási javaslat: IntServ • Integrated Services, integrált szolgáltatású hálózat • IETF, 1994 • A folyamokhoz (flow) viszonyt (session) épít • egy folyam: azonos helyről azonos helyre utazó csomagok összessége • ezekhez egy ún. viszonyt épít fel az IntServ • kb. mint vonalkapcsolásnál a hívás felépítése • (összeköttetéses hálózati réteg) • viszonyhoz QoS garanciák • állapotok az útválasztókban (ez új!! -- de nem feltétlen jó) • ha nincs elég erőforrás, nem sikerül a felépítés • ezért lehet QoS-t garantálni!

10. IntServ • Ehhez kell: erőforrás-foglaló protokoll • ilyen pl. RSVP (Resource ReSerVation Protocol, erőforrás-foglaló protokoll) • (szójáték: Repondez S'il Vous Plait) • 1997, IETF • IntServ hátránya: nem skálázható • állapot minden viszonyról minden közbenső útválasztóban! • ez sok viszony esetén túl sok állapot kezelését jelenti • ráadásul ez ellentétes az Internet filozófiájával (okos terminál, buta, de gyors csomópont; állapot a végberendezésben)

11. DiffServ • Differentiated Services,differenciált szolgáltatású hálózat • skálázhatónak tervezték • nincs abszolút, csak relatív garancia!! • pl. 3 szolgáltatási osztály: arany, ezüst, bronz • ebben a példában az arany osztályhoz tartozó csomagok mindig jobb kiszolgálásban (kisebb késleltetés, kisebb vesztési arány) részesülnek, mint az ezüst osztályhoz tartozók • a gyakorlatban többféle osztály is lehetséges

12. DiffServ • alap: DiffServ tartomány (domain): • pl. LAN, egy szolgáltató gerinchálózata • határ- és belső útválasztók:

13. DiffServ • határ-útválasztó (border/edge router): • működése összetett • de: egyszerre kevés adatfolyamot kezel • feladatai: • hívásengedélyezés (Call Admission Control, CAC) • elosztott v. centralizált algoritmus • centralizált: sávszélesség bróker (bandwidth broker) • megjelölés (marking) • adatcsomagokat „megbélyegezni” • rendszabás (policing) • a szerződések betarttatása

14. DiffServ • belső-útválasztó (interior/core router): • működése egyszerű • de: egyszerre sok adatfolyamot kezel • feladata: • a jelölés alapján a megfelelő prioritású csomagtovábbítás • több DiffServ tartomány összekapcsolható • a tartományok tulajdonosai közötti megállapodás után

15. DiffServ • a hívásengedélyezés lehetővé teszi a relatív garanciából az abszolút garancia felé vezető elmozdulást • pl.: cél: a menzán minden oktatót max. 5 perc sorban állás után kiszolgáljanak, és minden hallgatót max. 10 perc sorban állás után kiszolgáljanak • megoldás lehet: minden oktatót előre veszünk a sorban (vagy pl. két oktató -- egy hallgató -- két oktató -- stb.) • ÉS: nem engedünk be ebédidőben, csak max. 200 embert az étterembe • így persze lehet olyan, aki éhen marad

16. IP QoS: IntServ vs. DiffServ • IntServ: hozzáférési hálózat inkább • DiffServ: inkább gerinchálózat • cél: végponttól végpontig tartó QoS • valószínű a IntServ+DiffServ+sok más • problémák pl: • számlázás • szolgáltatók közötti együttműködés • Ami jelenleg a legtöbb helyen QoS helyett van: túlméretezés • a sávszélesség olcsó • így jó eséllyel elkerülhető a torlódás • egyszerű, de nem tökéletes módszer • pl. késleltetésre továbbra sincs garancia

17. 2.2.2.3 MPLS • 1 Az információközlő hálózatok alapismeretei • 2 Az információközlő hálózati technológiák áttekintése • 2.1 Rögzített távközlő hálózatok • 2.2 Rögzített számítógép-hálózatok • 2.2.1 Fizikai és adatkapcsolati réteg • 2.2.2 TCP/IP alapú hálózatok • 2.2.2.1 Klasszikus TCP/IP • 2.2.2.2 QoS IP • 2.2.2.3 MPLS • 2.2.2.4 VoIP

18. MPLS • MultiProtocol Label Switching, többprotokollos címkekapcsolás • alapötlet ATM-éhez hasonló • klasszikus IP csomagtovábbítás: • célcím alapján leghosszabb prefix keresés a továbbítási táblában • és ezt minden csomagra újra • MPLS: • az azonos helyről azonos helyre menő csomagoknak dedikált útvonalak, ún LSP-k (Label Switched Path, címkekapcsolt útvonal) felépítése • ezekhez tartozó csomagok „címkékkel” megjelölése • a továbbítási táblázatban a címkék alapján gyorsan lehet keresni • rögzített címkehossz • egyszerű keresés • kevés címke • LSP egy „cső” -- ami az egyik végén bemegy, az a másikon kijön. Mint az ATM VC/VP

19. MPLS • A címkekapcsolás hasonló az ATM cellakapcsolásához: • Hasonló az ATM-hez, de itt osztott közeg van/lehet, ezért az interfész száma nem elegendő információ az előző/következő csomópont megadására

20. MPLS • MPLS: „többprotokollos” • 2. és 3. réteg is változhat • gyakorlatban a 3. mindig IP • a 2. lehet pl: ATM, Ethernet, stb. • A címke: • ATM: VPI/VCI mező • Ethernet: plusz fejléc az IP fejléc elé • GMPLS: Generalized MPLS, általánosított MPLS • 2. réteg lehet pl. TDM vagy WDM rendszerű kapcsolat • általánosított címke ekkor pl.: időrés v. hullámhossz

21. MPLS • LSR: Label Switching Router -- címkekapcsoló útválasztó • ismeri az MPLS protokollt, azaz tud címke alapján kapcsolni • legtöbb esetben képes a sima IP cím alapú útválasztásra is • szomszédos LSR-ekből MPLS tartományok hozhatók létre • csakúgy mint pl. DiffServ esetében • itt is vannak határon lévő és belső csomópontok • a határon lévők teszik be/veszik ki az LSP-kből (a „csövekből”) a csomagokat • a belső LSR-ek csak a továbbítást végzik a címkék alapján • LSP felépíthető különféle protokollokkal • pl. az RSVP módosított változatával is (RSVP-TE, RSVP Traffic Engineering, RSVP forgalomszervező)

22. MPLS • MPLS tervezési cél: gyors csomagtovábbítás • de a gyors továbbítás közben megvalósult e nélkül is • viszont: traffic engineering-nek (TE, forgalomszervezés) egy remek eszköze • stratégiai és hibákra való reagálásként útvonalválasztás • QoS LSP-nként (InteServ szerű) • látszólagos magánhálózatok (Virtual Private Networks, VPN) kiépítésére is hasznos