500 likes | 625 Views
Komunikacijske tehnologije. Komutacija paketa Packet Switching. Principi. Komutacija linija predviđena za glas Resursi se dodjeljuju određenom pozivu Većinu vremena konekcija je prazna Brzina je fiksna Oba kraja moraju raditi na istoj brzini. Osnovne operacije.
E N D
Komunikacijske tehnologije Komutacija paketa Packet Switching
Principi • Komutacija linija predviđena za glas • Resursi se dodjeljuju određenom pozivu • Većinu vremena konekcija je prazna • Brzina je fiksna • Oba kraja moraju raditi na istoj brzini
Osnovne operacije • Podaci se prenose u malim paketima • Obično oko 1000 okteta • Veće poruke se dijele u manje pakete • Svaki paket sadrži korisničke informacije uz kontrolne informacije • Kontrolne informacije • Usmjeravanje (adresiranje) • Paketi se primaju, kratko spremaju (buffered) i šalju na slijedeći čvor • Spremi i proslijedi - Store and forward
Prednosti • Efikasna upotreba linije • Jedna linija od čvora do čvora može biti dijeljena među više paketa kroz vrijeme • Paketi idu u repove (queue) i šalju se koliko je brzo moguće • Konverzija brzina • Svaka stanica se spaja čvor svojom brzinom • Čvorovi spremaju pakete ako trebaju izjednačiti brzinu • Paketi se primaju i kada je mreža puna • Isporuka može biti sporija • Mogu se koristiti prioriteti
Komutacijske tehnike • Stanice razbijaju duge poruke u pakete • Paketi se šalju jedan po jedan na mrežu • Pakete se koristi na dva načina • Datagram • Virtual circuit
Datagram • Svaki paket se obrađuje neovisno • Paketi mogu koristiti bilo koju praktičnu rutu • Paketi mogu doći izvan redoslijeda • Paketi mogu nestati • Na prijemniku je da posloži pakete u odgovarajući raspored, te da se nosi sa nedostajućim paketima
Virtualne linije - Virtual Circuit • Ruta se određuje i “uspostavlja” prije slanje paketa • Zahtjev sa uspostavom i potvrda uspostave uspostavljaju konekciju (handshake) • Svaki paket sadrži identifikator virtualne linije (virtual circuit identifier)umjesto odredišne adrese • Nije potrebno odabirati rutu za svaki paket • Jasan zahtjev za prekid virtualne linije • Nije dedicirani put
Virtualne linije ili Datagram • Virtualne linije • Mreža može pružiti redoslijed i kontrolu greški • Paketi se prosljeđuju brže • Nema potrebe za proračunom rute • Manje pouzdan • Gubitak čvora – gubitak svih linija • Datagram • Nema uspostave veze na početku • Bolje ako je manje paketa • Fleksibilniji • Usmjeravanjem se može izbjeći zagušeni dio mreže
Komutacija paketa i linija • Performanse • Kašnjenje propagacije - Propagation delay • Vrijeme slanja - Transmission time • Kašnjenje čvora - Node delay
Vanjske i unutarnje operacije • Komutacija paketa – datagrami ilivirtualne linije • Sučelje između stanice i mrežnog čvora • Orijentirano an vezu - Connection oriented • Stanica traži logičku konekciju (virtual circuit) • Sve pakete se identificira pripadnošću toj konekciji & redom označavaju • Mreža isporučuje pakete u slijedu • Vanjske virtual circuit service • np. X.25 • Bez konekcije - Connectionless • Paketi se obrađuju neovisno
Kombinacije (1) • Vanjska virtualna linija, interna virtualna linija • Dedicirana ruta kroz mrežu • Vanjska virtualna linija, interni datagram • Mreža obrađuje svaki paket neovisno • Različiti paketi za isti vanjsku virtualnu liniju mogu proći različitim internim rutama • Mreža sprema pakete na odredišnom čvoru radi slaganja u pravilni redoslijed
Kombinacije (2) • Vanjski datagram, unutarnji datagram • Paketi se obrađuju neovisno i od strane mreže i od strane korisnika • Vanjski datagram, unutarnja virtualna linija • Vanjski korisnik ne vidi konekciju • Vanjski korisnik šalje paket po paket • Mreža slaže virtualne konekcije
Usmjeravanje - Routing • Kompleksni, krucijalni dio kod mreža s komutacijom paketa • Koje se karakteristike traže? • Ispravnost • Jednostavnost • Robusnost • Stabilnost • Poštenost • Optimalnost • Efikasnost
Kriteriji po performansama • Upotrjebljavaju se za odabir rute • Minimalni hop • Najmanja cijena
Odluke - vrijeme i mjesto • Vrijeme • Paket ili virtualna linija • Mjesto • Distribuirano • Na svakom čvoru • Centralizirano • Izvor
Usmjeravanje • Odluke o usmjeravanju se obično donose na osnovi znanja o mreži (ne uvijek) • Distribuirano usmjeravanje • Čvorovi koriste lokalno znanje • Mogu skupljati znanje od susjednih čvorova • Mogu koristiti znanje od čvorova na potencijalnoj ruti • Centralno usmjeravanje • Skuplja informacije od svih čvorova • Kada se vrši osvježavanje? • Kada se obnavljaju informacije o mreži u čvorovima • Fiksno – nema obnavljanja • Promjenjivo – redovita obnavljanja
Strategije usmjeravanja • Fiksno (ili statičko) • Poplavljivanje - Flooding • Slučajno - Random • Prilagodljivo - Adaptive
Fiksno usmjeravanje • Jedna trajna ruta za svaki par izvor-odredište • Rute se određuju korištenjem algoritma za određivanjem najjeftinijeg ili najbržeg puta • Ruta ostaje fiksna dok ne dođe do promjene u topologiji
Poplavljivanje - Flooding • Ne traži ikakvo znanje o mreži • Čvor šalje pakete svakom susjedu • Dolazni pakete se retransmitiraju prema svakom linku vezi osim prema dolaznom linku • Na kraju će vjerojatno nekoliko kopija doći do odredišta • Svaki paket se jedinstveno označava tako da se kopije mogu odbaciti • Čvorovi mogu zapamtiti već poslane pakete • Može se staviti brojač hopova u pakete
Svojstva Flooding-a • Svaka moguća ruta će biti isprobana • Vrlo robusno • Barem jedan paket će proći minimalnom rutom • Može se iskoristiti za uspostavu virtualne linije • Svi čvorovi će biti posjećeni • Korisno za distribuiranje informacija
Slučajno usmjeravanje - Random Routing • Čvor odabere jedan odlazni put za primljeni paket • Odabir može biti slučajan ili round-robin • Može se odabrati odlazni put na temelju izračuna vjerojatnoće • Nema potrebe za poznavanjem mreže • Ruta obično ne ispadne najkraća
Prilagodljivo usmjeravanje -Adaptive Routing • Koristi se na skoro svim mrežama • Odabiri ruta se mijenjaju kako se mijenaj stanje na mreži • Greške, ispadi • Zagušenje • Traži znanje o mreži • Odluke su kompleksnije • Kompromis između kvalitete informacija o mreži i dodatnog opterećenja • Prebrzo reagiranje može izazvati osciliranje
Prilagodljivo usmjeravanje - prednosti • Poboljšane performanse • Pomaže kod kontrole zagušenja • Kompleksan sustav • Ne mora nužno iskoristiti teoretske benefite
Klasifikacija • Bazirano na izvore informacija • Lokalno (izolirano) • Ruta prema linku s najmanjim redom • Rijetko se koristi – ne upotrjebljava dostupne informacije • Susjedni čvorovi • Svi čvorovi
ARPANET Usmjeravanje(1) • Prva generacija • 1969 • Distribuirano prilagodljivo • Procijenjeno kašnjenje kao kriterij • Bellman-Ford algoritam • Čvorovi izmjenjuju delay vector sa susjedima • Tablica usmjeravanje se ažurira • Ne uzima u obzir brzinu linije, samo queue • Dužina queue-a nije dobar pokazatelj kašnjenja • Sporo reagira na zagušenje
ARPANET Usmjeravanje (2) • Druga generacija • 1979 • Uzima kašnjenje kao kriterij • Direktno se mjeri kašnjenje • Koristi Dijkstra-in algoritam • Dobro kod malog i srednjeg opterećenja • Pod velikim opterećenjem slaba povezanost između prijavljenog i stvarnog kašnjenja
ARPANET Usmjeravanje (3) • Treća generacija • 1987 • Novi način izračuna “troška” nekog linka • Mjeri prosječno kašnjenje u zadnjih 10 sekundi • Normalizira na osnovi trenutne vrijednosti i prethodnih rezultata
X.25 • 1976 • Sučelje između hosta i mreže s komutacijom paketa • Gotovo univerzalno rješenje na mrežama s komutacijom paketa i za komutaciju paketa kod ISDN • Definira tri sloja • Fizički • Link • Paket
X.25 – fizički sloj • Sučelje između priključene stanice i linka do čvora • Data terminal equipment DTE - korisnik • Data circuit terminating equipment DCE (čvor) • Koristi fizičke specifikacije kao X.21 • Pouzdan prijenos preko fizičkog linka • Niz okvira
X.25 - Link • Link Access Protocol Balanced (LAPB) • podskup HDLC
X.25 – Paketni sloj • Vanjske virtualne linije - External virtual circuits • Logičke konekcije (virtual circuits) između pretplatnika
Usluge na virtualnim linijama • Virtualni poziv • Dinamička uspostava • Trajna virtualna linija • Virtualan linija fiksno dodijeljena od mreže
Multipleksiranje • DTE može uspostaviti 4095 istovremenih virtualnih linija prema drugim DTE-ovimapreko jednog DTC-DCE linka • Paketi sadrže 12 bitnibroj virtualne linije
Kontrola greški i toka • HDLS
Sekvence paketa • Kompletne sekvence paketa • Omogućava veće blokove podataka kroz mrežu sa manjom veličinom paketabez gubitka integriteta paketa • A paketi • M bit 1, D bit 0 • B paketi • The rest • Nula ili više A followed by B
Reset irestart • Reset • Reinicijalizira virtualnu liniju • Brojevi sekvenci se postavljaju na nulu • Paketi u tranzitu su izgubljeni • Na višim slojevima je da povrate pakete • Restart • Ekvivalentno zahtjevom za čišćenje na svim virtualnim linijama
Literatura • Stalling Chapter 10 • X.25 na ITU-T web site • www.protocols.com