Hálózati technológiák és alkalmazások

1. Hálózati technológiákés alkalmazások Vida Rolland 2008.03.18

2. Versenyhelyzetes feltöltés • A modem megméri milyen távol van a fejállomás • Távolságbecslés (ranging) – mint a ping • Szükség van rá az időzítések miatt • A feltöltési csatornát az időben miniszeletekre osztják (minislot) • Minden felfele haladó csomag egy vagy több minislot-ban • A minislot-ok hossza hálózatonként más és más • Tipikusan 8 byte felhasználói adat egy minislot-ban 2008.03.18

3. Versenyhelyzetes feltöltés • A fejállomás rendszeresen bejelenti mikor új minislot-csoport kezdődik • A kábelen való terjedés miatt nem egyszerre hallják meg a modemek • Mindenki ki tudja számítani mikor volt az első minislot kezdete • Minden modemhez hozzárendelve egy speciális minislot melyben feltöltési sávszélességet igényelhet • Több modem ugyanazon a minislot-on • Ha a modem csomagot akar küldeni, szükséges számú minislot-ot igényel • Ha a fejállomás elfogadja, a nyugtában megmondja mely minislot-okat jelölte ki • Ha további csomagokat akar küldeni, a fejlécben új minislot-okat kérhet • Ha az igényléskor ütközés, nincs nyugta • Vár egy véletlen ideig és újra próbálkozik • Minden egymás utáni kudarc után a max. idő duplázódik 2008.03.18

4. Versenymentes letöltés • Letöltésnél csak egy küldő, a fejállomás • Nincs versenyhelyzet, nincs szükség minislot-okra • Nagyméretű forgalom lefelé • Nagyobb, 204 byte-os rögzített csomagméret • Ebben Reed-Solomon hibajavító kód • 184 byte a felhasználói adatoknak 2008.03.18

5. Le- és feltöltés a kábelen 2008.03.18

6. DOCSIS • DOCSIS 1.0 (1997) • Nagysebességű internetelérés • RF Return • Kétirányú kommunikáció biztosítása • Telco Return • Dial-up kapcsolat az upstream forgalomra • Nem kell módosítani az infrastruktúrát, egyirányú kommunikáció a kábelen • A modemárak 300$-ról (1998) <30$-ra estek • DOCSIS 1.1 (1999) • VoIP, gaming, streaming • Kompatibilis a DOCSIS 1.0-val • QoS, CM authentikáció • Ma ez van elterjedve 2008.03.18

7. DOCSIS • A DOCSIS 1.0-ban minden szolgáltatás „best effort” alapon versenyez a feltöltési sávszélért • A DOCSIS 1.1-ben minden szolgáltatáshoz QoS garanciákat lehet rendelni DOCSIS 1.0 DOCSIS 1.1 2008.03.18

8. DOCSIS • DOCSIS 2.0 (2002) • Kapacitás szimetrikus szolgáltatásokhoz • Nagyobb upstream kapacitás mint a DOCSIS 1.0-ban (x6) és a DOCSIS 1.1-ben (x3) • QPSK helyett 32-QAM, 64-QAM vagy 128-QAM az upstream részen is • TDMA helyett TDMA és S-CDMA a MAC rétegben • Már elérhető technológia • DOCSIS 3.0 (2006) • 160 Mbps downstream, 120 Mbps upstream • Channel bonding • Több csatornát párhuzamosan használhat egy felhasználó 2008.03.18

9. Biztonságos kommunikáció • A kábel egy osztott közeg • Bárki elolvashatja a mellette elhaladó forgalmat • Hogy a szomszédot ne hallgathasd le, a forgalom kódolva mindkét irányban • Meg kell egyezni a modem és a fej között egy közös titkosítási kulcsban • Két „idegen” között, egy osztott, lehallgatható közegen • Diffie-Hellman algoritmus • Aliz és Bob megegyezik két nagy prímszámban: n és g • Bizonyos feltételeket teljesíteniük kell • Nyílvánosak, mondjuk Bob választ és elküldi nyíltan Aliznak • Aliz kisorsol egy nagy (512 bites) számot: x • Bob kisorsol egy hasonlót: y • Aliz elkezdi a kulcscserét: elküldi Bobnak az (n, g, gx mod n) hármast • Bob visszaküldi a gy mod n értéket • Mindketten kiszámolják a közös kulcsot: • (gx mod n)y = (gxy mod n) = (gyx mod n) = (gy mod n)x • Cecil ismeri g-t és n-t, de nem tudja visszafejteni x-et és y-t • Túl sok időt venne igénybe, még egy szuperszámítógéppel is 2008.03.18

10. MITM támadás • A Diffie-Hellman algoritmus nem véd a MITM támadás ellen • Man-In-the-Middle • Honnan tudom hogy Alíz tényleg Alíz-e? • Cecil kisorsol egy saját számot: z • Elfogja Aliz (n, g, gx mod n) hármasát és saját (n, g, gz mod n) hármasát küldi tovább Bobnak • Elfogja Bob gy mod n válaszát és a saját gz mod n választát küldi tovább Aliznak • Megegyezik Alizzal a (gxz mod n) és Bobbal a (gyz mod n) közös kulcsban • Aliz és Bob azt hiszik egymással beszélnek, pedig Cecil közöttük van • Szükséges valamilyen authentikációs megoldás • Digitális aláírás • Publikus/privát kulcspár • Aliz ismeri Bob publikus kulcsát • Biztos hogy ez tényleg Bob publikus kulcsa? • Certificate authority – trusted third party (megbízható harmadik fél) • Bob egy digitális aláírást csatol a csomagjához, a privát kulcsot használva • Aliz ellenőrizni tudja Bob publikus kulcsával hogy a csomag tényleg Bobtól származik • Jelszó, hangfelismerés, biometrikus ellenőrzés 2008.03.18

11. Szélessávú előfizetők 2008.03.18

12. DSL vs. más technológiák • A DSL a legelterjettebb szélessávú technológia • Megelőzi a kábel modemet, FTTH-t és más technológiákat • Itt a DSL megnevezés az összes létező DSL változatot magába foglalja 2008.03.18

13. Új szélessávú előfizetők • OECD - Organisation for Economic Co-operation and Development • Gazdasági Együttműködési és Fejlesztési Szervezet • 30 ország: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, Finnország, Franciaország, Németország, Görögország, Magyarország, Izland, Írország, Olaszország, Luxemburg, Hollandia, Norvégia, Lengyelország, Portugália, Szlovákia, Spanyolország, Svédország, Svájc, Törökország,Egyesült Királyság,Kanada, USA, Mexikó,Japán, Dél Korea,Ausztrália, Új Zéland 2008.03.18

14. 100 főre jutó előfizetések 2008.03.18

15. 100 főre jutó szélessávú hozzáférés(Q3-2005) 2008.03.18

16. Növekedés 2006-2007-ben 2008.03.18

17. Növekedés az utóbbi 6 évben 2008.03.18

18. Országonkénti eloszlás 2008.03.18

19. DSL letöltési sebességek • DSL letöltési sebességek • Mbps, 2006 május 2008.03.18

20. DSL feltöltési sebességek • DSL feltöltési sebességek • Mbps, 2006 május 2008.03.18

21. DSL lefedettség • Egy adott ország területének hány százalékán érhető el DSL szolgáltatás? • A vezetékes telefonvonalak hány százaléka képes DSL szolgáltatásra • Ha túl messze a központ, a telefon OK de a DSL nem • Villágviszonylatban elég nagy lefedettség, de (sok helyen) messze még a 100% • Két fontos korlátozó tényező • Távolság • Nagyon gyéren lakott területeken, elszigetelt helyeken vagy nem gazdaságos, vagy nem megoldható technikailag • Nagy sávszélességet igénylő alkalmazások • A nagysebességű hagyományos internetezés (web, e-mail) továbbra is fontos • Egyre jobban elterjednek a nagy sebességet igénylő alkalmazások (video, triple play) • Ezeknek a támogatása nagysebességű DSL technológiákkal fontosabb lehet mint a hagyományos „lassú” DSL megoldások terjesztése 2008.03.18

22. Szélessáv vs. népsűrűség 2008.03.18

23. DSL lefedettség vs. népsűrűség 2008.03.18

24. A keskenysáv fokozatosan visszaszorul 2008.03.18

25. IKT eszözzel rendelkező háztartások aránya Magyarországon (KSH – 2007) 2008.03.18

26. DSL Magyarországon • Magyarországon 2002-ben 32000 ADSL, illetve 31000 kábel modemes szélessávú előfizető • 100 főre lebontva 0.6 %-os elterjedés • 37. hely a világban • 2003 decemberében a Matáv bejelentette a 100 ezredik ADSL előfizetőt • több mint 200%-os évi növekedés • 2004 decemberében 200.000 előfizető • 2005 áprilisában 276.000 előfizető • 2006 szeptemberében ~500.000 előfizető • 2007 január – 1 millió előfizető (?) 2008.03.18

27. Internetelérés eloszlása Magyarországon (2007 - KSH) 2008.03.18

28. Mennyibe kerül? • A szélessáv egyelőre „luxuscikk” • A viszonylag magas ár korlátozza az elterjedést is • A magas ár legfontosabb oka a piaci verseny viszonylagos hiánya a szolgáltatók között (a) (b) (c) • A vezetékes telefonvonalak (a), mobil előfizetések (b) és a DSL előfizetések (c) a Bruttó Nemzeti Jövedelem (Gross National Income - GNI) függvényében (2002 vége) • Az országok 4 csoportba osztva • Alacsony GNI (745 USD alatt) – Kamerun, Nepál, Ukrajna • Alsó közepes GNI (746 – 2975 USD) – Kína, Románia, Oroszország • Felső közepes GNI (2976 – 9205 USD) – Magyarország, Argentína, Mexikó • Magas GNI (9206 USD felett) – USA, Ausztria, Dél Korea • DSL majdnem kizárólag csak a „gazdag” országokban • Az alsó közepes kategória 3.8%-a megtévesztő, ez majdnem mind kínai (2.2 millió) 2008.03.18

29. A szélessáv luxuscikk..., de terjed 2008.03.18

30. Mennyibe kerül? • A magyarországi DSL szolgáltatás még költséges európai és világviszonylatban • Magyarország világviszonylatban a 35., Európában pedig a 23. • egy magyarországi ADSL felhasználó a jövedelmének közel tízszer nagyobb hányadát költi az előfizetésre, mint egy hasonló német vagy egy osztrák felhasználó • Az adatok 2003 júliusára vonatkoznak. 100 kbit/s szélessávú hozzáférés ára, az átlagos havi jövedelem százalékaként 2008.03.18

31. Mbit/s ára (2007) 2008.03.18

32. Gyorsan csökkenő árak • A szélessáv ára csökken a leggyorsabban 2008.03.18

33. Kinél van szélessáv Magyarországon? 2008.03.18

34. Nemzetközi szabályozás • A világ számos országában a kormány beavatkozott a piaci viszonyokba, az elérhető árú szélessáv elterjesztése érdekében • Közvetlen részvétel a hálózatok kiépítésében és üzemeltetésében • Szabályozások egy egészséges konkurenciára épülő szélessávú szolgáltatáspiacmegteremtésére • Megszüntetni a monopolhelyzetben levő („incumbent”) szolgáltatók privilégiumait (pl. Matáv) 2008.03.18

35. Nemzetközi szabályozás • Egy új szolgáltató betörése egy tradicionálisan monopol-helyzetben lévő szolgáltató által dominált piacra nehéz • Korlátozott méretű piac • Viszonylag lassan megtérülő, nagyméretű befektetések • A versenyhelyzet kialakításához meg kell könnyíteni ezt • A hosszú engedélyezési procedúrák egyszerüsitése • A külföldi befektetőkkel szembeni korlátozások feloldása • Adózási kedvezmények • Az új infrastruktúra kiépítését vállaló szolgáltatók támogatása • kedvező megoldás a hosszútávú piaci versenyhelyzet kialakulására • Szabad hozzáférés biztosítása a hálózathoz 2008.03.18

36. Local Loop Unboundling - LLU • Az infrastruktúrával rendelkező szolgáltatókat kényszerítik, hogy biztosítsák más potenciális szolgáltatók részére a szabad hozzáférést a saját hálózatukhoz • legfőképpen a helyi előfizetői hurokhoz való hozzáférés • korrekt, non-diszkriminatív alapon és elérhető áron • Többféle megoldás • a helyi hurok teljes átengedése • a konkurrens szolgáltató teljes mértékben rendelkezik a vezetékkel, úgy a hangátvitelt mint az adatátvitelt tekintve • a helyi hurok megosztása • a konkurrens szolgáltató vagy a helyi hurok hangátvitelt biztosító részével, vagy az adatátvitelt biztosító résszel rendelkezik • bitfolyam alapú hozzáférés • az incumbent szolgáltató kiépít egy nagysebességű átvitelt biztosító vonalat a felhasználóhoz, és biztosítja a konkurrens szolgáltatók hozzáféréset ehhez a vonalhoz • A vonal technikai karbantartása és a szolgáltatás üzemeltetése továbbra is az „incumbent” szolgáltató hatáskörébe tartozik 2008.03.18

37. Local Loop Unboundling - LLU • 2002-ig a világ 58 országában alkalmazták, változó sikerrel • Japánban NTT West és NTT East az incumbent operátor • 97-ben bevezették az LLU-t, kevés sikerrel • Eredmény: 2000 végén még csak 70.000 ADSL vonal • 2000-ben megszigorítottak a szabályokat • Csökkentek az LLU-ra kiszabható árak • Csökkent az időrés melyen belül az „incumbent” szolgáltató köteles volt a hozzáférést lehetővé tenni • Eredmény: 2003 elején 6.5 millió ADSL vonal • Az ADSL piac 70%-a a konkurrens cégeknél • Az EU-ban nem volt ilyen sikeres • 80% továbbra is az incumbent szolgáltatóknál 2008.03.18

38. Közös tulajdonú szolgáltatások • A versenyhelyzet szabályozása nehéz ha ugyanannak a szolgáltatónak van egy DSL és egy kábel TV szolgáltatást biztosító infrastruktúrája • csak az egyik szolgáltatást üzemelteti • elkerüli az esetleges versenyhelyzetet a szolgáltatások között • negatív hatás az árakra, és a szolgáltatások elterjedésére • Rossz példát mutattak a Skandináv országok • Sok vezetékes, mobil és kábel TV előfizető, de kevés broadband • Svédországban a Telia-nak van a legnagyobb vezetékes telefonhálózata, de a legnagyobb kábel TV szolgáltató is • Eredmény: Svédországban a Telia kábel előfizetők csak 3.5%-a kapott internetet is a kábelen (2002) • Dániában a Telia egy konkurrens kábel TV és kábel modem szolgáltató • Verseny az incumbent TDC-vel • Eredmény: Dániában a Telia kábel előfizetők 32%-a kapott internetet is a kábelen (2002) 2008.03.18

39. Közös tulajdonú szolgáltatások • Új EU szabályozások • Külön könyvelésre, majd jogi különválásra kényszerítették a kábel és telco részlegeket • Deutsche Telekom beszüntette a kábel TV szolgáltatását • Magyar kiskapu: • 1999-ben a Matáv eladta a MatávKábelTV kft. szavazati jogainak 75%-át a Hungária Biztosítónak • Gyakorlatilag továbbra is a Matáv üzemeltette a szolgáltatást 2008.03.18