Εισαγωγή στα ίκτυα Επικοινωνιών

Πανεπιστήµιο Αθηνών Τµήµα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εισαγωγή στα ίκτυα Επικοινωνιών Λάζαρος Μεράκος

Στόχος του µαθήµατος Εισαγωγή2 Πρώτη επαφή µε τα δίκτυα επικοινωνιών Ενδεικτική θεµατολογία: Εισαγωγή στα δίκτυα επικοινωνιών Φυσικό επίπεδο, Επίπεδο σύνδεσης δεδοµένων, Τοπικά δίκτυα, Επίπεδο δικτύου, Επίπεδα µεταφοράς, συνόδου, και παρουσίασης, Επίπεδο Εφαρµογών, Στοιχεία ανάλυσης απόδοσης δικτύων, Σύγχρονες τάσεις και εξελίξεις

Βιβλιογραφία Εισαγωγή3 1. ίκτυα Επικοινωνιών: Ένα πρώτο µάθηµα, J. Warland, δεύτερη έκδοση 2. Computer Networks, A. S. Tanenbaum, ISBN: 0133499456, Prentice Hall 3. Data and Computer Communications, W. Stallings,2000, ISBN 0130843709, Prentice Hall 4. Αρης Αλεξόπουλος, Γ. Λαγογιάννης, Τηλεπικοινωνίες και ίκτυα Υπολογιστών, Έκτη Έκδοση, ISBN 960-220-086-3 5. D. Groth, J. McBee, Ο πλήρης οδηγός της εγκατάστασης δικτύων, εκδόσεις Γκιούρδας, ISBN 960-512-245-6 6. J. Kurose, K. Ross, Computer Networking, A Top-Down Approach featuring the Internet, ISBN 0-201-61274-7

Περιεχόµενα Εισαγωγή4 Τι είναι τα δίκτυα επικοινωνιών ίκτυα Τηλεφωνίας ίκτυα δεδοµένων Τι είναι το Internet Τι υπάρχει στα άκρα και στο κέντρο του δικτύου Μεταγωγή πακέτων και κυκλωµάτων Ταξινόµηση των δικτύων

Εισαγωγή5 ίκτυα επικοινωνιών Ορισµός: Τηλεπικοινωνιακό δίκτυο είναι ένα δίκτυο από κόµβους που είναι διασυνδεδεµένοι έτσι ώστε να επιτρέπουν την ανταλλαγή της πληροφορίας ανάµεσα σε τελικούς χρήστες Πληροφορία: ήχος, video, δεδοµένα, εικόνες Χρήστες: φυσικά πρόσωπα, προγράµµατα υπολογιστών, συσκευές Ψηφιακή µετάδοση πληροφορίας: µετατροπή πληροφορίας σε δυαδικά ψηφία 0,1 (bit) και αποστέλλονται από ένα ποµπό σε ένα δέκτη ως ηλεκτρικά ή οπτικά σήµατα (ηλεκτροµαγνητικά κύµατα) Τηλεπικοινωνιακές ζεύξεις: Σηµείο προς σηµείο ή µοιραζόµενες ζεύξεις (σύρµατα χαλκού, οπτική ίνα, ραδιοζεύξη)

Τηλεπικοινωνιακές ζεύξεις Εισαγωγή6

ικτυακοί κόµβοι Εισαγωγή7 Τερµατικοί κόµβοι: Τηλέφωνα, υπολογιστές, εκτυπωτές, εξυπηρετητές αρχείων, Κάµερες, οθόνες βίντεο κτλ Επικοινωνιακοί κόµβοι: Τηλεφωνικά κέντρα, δροµολογητές, αναµεταδότες

Τηλεπικοινωνιακά ίκτυα Εισαγωγή8 Τηλεφωνικό ίκτυο (αρχικά αναλογικό, σήµερα κυρίως ψηφιακό) ίκτυα Υπολογιστών (Γραφεία, οργανισµούς, εργοστάσια, Internet) Ενοποιηµέναδίκτυαολοκληρωµένων υπηρεσιών Ραδιοφωνία, Τηλεόραση Σχόλιο: Όλαταδίκτυαστηρίζονταισεκοινέςαρχές

Συνέπειες από τη χρήση των δικτύων Μείωση του κόστους εξοπλισµού Επαύξηση των δυνατοτήτων επικοινωνίας Αύξηση της παραγωγικότητας Μείωση του χρόνου διάδοσης των πληροφοριών Σύγκλιση δικτύων υπολογιστών και τηλεφωνικού δικτύου & ίκτυα ευρείας ζώνης Απλοποίηση των δικτυακών υποδοµών υνατότητα αποδοτικής µετάδοσης όλων των µορφών πληροφορίας υνατότητα ανάπτυξης νέων εφαρµογών Επιπτώσεις σε όλους τους τοµείς της οικονοµίας Εισαγωγή9

Εισαγωγή 10 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα τηλεφωνίας) 1830 Ανάπτυξη του τηλέγραφου από τον S. Morse 1876 Ανάπτυξη του τηλεφώνου από τον G. Bell 1880 Αντικατάσταση γραµµών σηµείο-προς-σηµείο από τηλεφωνικά κέντρα που χειρίζονται άνθρωποι 1890 Εµφάνιση ηλεκτροµαγνητικών µεταγωγών 1970 ιάδοση µεταγωγών υπολογιστών 1990 Κυψελωτή τηλεφωνία

Εισαγωγή 11 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα τηλεφωνίας) Ψηφιακή Μετάδοση: Φωνή ==>> bits χαµηλότερα επίπεδα θορύβου, ευκολότερη πολυπλεξία και µεταγωγή, δυνατότητα χρήσης δικτύων ολοκληρωµένων υπηρεσιών Σηµατοδοσία Kοινού Kαναλιού (Common Channel Signaling - CCS): Μεταφορά πληροφοριών ελέγχου κλήσεων και δικτύου πάνω από ξεχωριστό (out of band) δίκτυο σηµατοδοσίας Νέες υπηρεσίες (προώθηση κλήσης, χρέωση πιστωτικής κάρτας, χρέωση καλούµενου), συντοµότερες συνδέσεις και καλύτερος έλεγχος φορτίου και κατάστασης δικτύου.

Εισαγωγή 12 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα τηλεφωνίας) Ψηφιακά ίκτυα Ολοκληρωµένων Υπηρεσιών (ISDN): Στηρίζονται στην ψηφιακή µετάδοση και στη σηµατοδοσία κοινού καναλιού Βασική Σύνδεση (προσπέλαση): 3 αµφίδροµα κανάλια ύο κανάλια Β των 64kbps (για µετάδοση φωνής & δεδοµένων) Ένα κανάλι D των 16Kbps (για έλεγχο δικτύου, συναγερµό, έλεγχο συσκευών, σηµατοδοσία για ISDN υπηρεσίες, κ.λ.π)

Μεταγωγή κυκλώµατος Εισαγωγή 13 Κύριος µηχανισµός για τη µεταφορά πληροφορίας σε αυτά τα δίκτυα µεταγωγή κυκλώµατος (circuit switching) Εγκατάσταση κυκλώµατος µεταξύ δύο τηλεφωνικών τερµατικών καθ όλη τη διάρκεια της συνδιάλεξης Το κύκλωµα αποδεσµεύεται µε τη λήξη της συνδιάλεξης Αποκλειστική δέσµευση πόρων (δηλαδή πόροι για τη µετάδοση 8 bits*8000 τιµές σήµατος φωνής ανά δευτερόλεπτο=64kbps)

Εισαγωγή 14 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα Η/Υ) 1940 Εµφάνιση των πρώτων Η/Υ 1962 Ο P. Baran προτείνει τη µεταγωγή πακέτων 1969 Αρχίζει η λειτουργία του ARPANET (4 κόµβοι) 1974 Οι Cerf & Kahn δηµοσιεύουν τους βασικούς µηχανισµούς του TCP 1982 Ορίζονται τα πρωτόκολλα TCP/IP για το ARPANET 1984 Αρχίζει η χρήση του DNS (Domain Name System) 1992 o T. Berners-Lee (CERN) σχεδιάζει το World Wide Web - WWW

Εισαγωγή 15 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα Η/Υ) Ασύγχρονη Ζεύξη : RS-232-C standard, 1969 (γνωστό σαν σειριακή θύρα) µέχρι 38,400bps και µέχρι 15m RS-232-D νεώτερο standard - ταχύτερα standards RS-449, RS-422-A, RS- 423-A) Χαρακτήρες των 7-8 bits µεταδίδονται ασύγχρονα (κάθε χαρακτήρας σε αυθαίρετο χρόνο αρκεί να ικανοποιείται ένας ελάχιστος χρόνος)

Εισαγωγή 16 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα Η/Υ) Modems (1960 s) Επιτρέπουν τη µετάδοση bits µέσω τηλεφωνικών γραµµών Μετατρέπουν στον ποµπό τα bits σε αναλογικά Η/Μ κύµατα στο εύρος συχνοτήτων φωνής και αντίστροφα στον δέκτη

Εισαγωγή 17 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα Η/Υ) Σύγχρονη Ζεύξη Σκοπεύει σε ζεύξεις υψηλών ταχυτήτων µε έλεγχο σφαλµάτων ιάφορα πρωτόκολλα ζεύξης δεδοµένων (data link protocols) έχουν αναπτυχθεί (SDLC, HDLC, LAPA, LAPB, etc) Συγχρονισµός επιτυγχάνεται από το σήµα που φέρει τα bits - Μεγάλες σειρές από bits δυνατές Μετάδοση σειράς bits (εκατοντάδες / χιλιάδες) οργανωµένα σε πακέτα

Εισαγωγή 18 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα Η/Υ) Μετάδοση µε αποθήκευση και προώθηση (store and forward) Μείωση του χρόνου µετάδοσης µηνυµάτων πολλαπλών πακέτων 1λεπτό + Ν sec αντί για Ν+1 λεπτά έσµευση πόρων δεν είναι αναγκαία

Εισαγωγή 19 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα Η/Υ) Από το ARPANET στο Internet Βασικά ερωτήµατα / προβλήµατα κατά τη σχεδίαση ενός δικτύου: ροµολόγηση: επιλογή διαδροµής Έλεγχος Ροής: αποτροπή συµφόρησης Έλεγχος σφαλµάτων: αποφυγή σφαλµάτων ιευθυνσιοδότηση: προσδιορισµός διευθύνσεων Ασφάλεια: εξασφάλιση µυστικότητας πληροφορίας και ακεραιότητα κόµβων Πρότυπα: δηµιουργία συµβατού λογισµικού και υλικού Παρουσίαση: επικοινωνία τερµατικών διαφορετικού τύπου Το ARPANET ήταν το πρώτο δίκτυο µεγάλης κλίµακας που λειτούργησε Αυτόµατη δροµολόγηση αυτοδύναµων πακέτων (datagrams) ανάλογα µε την κατάσταση του δικτύου Το ARPANET εξελίχθηκε στο Internet

Εισαγωγή 20 Η εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών δικτύων (δίκτυα Η/Υ) ίκτυα Πολλαπλής Πρόσβασης (Multiple Access) - ALOHA Σύνδεση υπολογιστών σε διαφορετικά νησιά της Χαβάης (1970 s) ίκτυα Πολλαπλής Προσπέλασης (Multiple Access) -Ethernet Παρόµοιο µε το ALOHA (αναπτύχθηκε από τη Xerox, Palo Alto) Ανίχνευση φέροντος και συγκρούσεων - αποδοτικότερο του ALOHA ίκτυα Πολλαπλής Προσπέλασης (Multiple Access) Token Ring Πρωτόκολλο µε κουπόνι για την πρόσβαση στο κανάλι

Τι είναι το ιαδίκτυο Εισαγωγή 21 Εκατοµµύρια συνδεδεµένες υπολογιστικές συσκευές: Tερµατικά συστήµατα pc s, σταθµοί εργασίας, εξυπηρετητές PDA s, τηλέφωνα, τοστιέρες! Που τρέχουν δικτυακές εφαρµογές Γραµµές επικοινωνίας Οπτικές ίνες, χαλκός, ραδιοκύµατα ροµολογητές: προωθούν πακέτα (κοµµάτια πληροφορίας) µέσα στο δίκτυο

Τι είναι το ιαδίκτυο Εισαγωγή 22 Πρωτόκολλα: ελέγχουν την αποστολή και λήψη µηνυµάτων Π.χ., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP ιαδίκτυο: δίκτυο δικτύων χαλαρά ιεραρχικό δηµόσιο Internet, ιδιωτικό intranet Πρότυπα του Internet RFC: Request for comments (περισσότερα από 2000) IETF: Internet Engineering Task Force (www.ietf.org)

Εισαγωγή 23 ικτυακές τοπολογίες Κορµού Υλοποιείται από ισχυρές δικτυακές συσκευές µε απώτερο σκοπό τη µεταγωγή της κίνησης απότοένασηµείο του συστήµατος στο άλλο, µε χρήση τεχνολογιών απόδοσης υψηλών ρυθµών µετάδοσης όπως αυτών των ΑΤΜ και Gigabit Ethernet.

ικτυακές τοπολογίες Εισαγωγή 24 Κορµού Σχηµατίζεται από συσκευές που συγκεντρώνουν την κατά τόπους δικτυακή κίνηση και οι οποίες συνδέονται µε το δίκτυο κορµού µε τεχνολογίες ΑΤΜ ή και Gigabit Ethernet Si Si ιανοµής Si

ικτυακές τοπολογίες Εισαγωγή 25 Κορµού Είναι το δίκτυο εξυπηρέτησης των χρηστών και συνδέεται µε το δευτερεύον δίκτυο συνήθως µε τεχνολογία Fast Ethernet Si ιανοµής Si Si Πρόσβασης

Εισαγωγή 26 Η τοπολογία των ακαδηµαϊκών και ερευνητικών δικτύων στην Ελλάδα

Εισαγωγή 27 Τι είναι το διαδίκτυο; Μια οπτική γωνία από τις παρεχόµενες υπηρεσίες Επικοινωνιακή υποδοµή καθιστά δυνατές τις κατανεµηµένες εφαρµογές: WWW, email, µεταφορά αρχείων, παιχνίδια, ηλεκτρονικό εµπόριο, βάσεις δεδοµένων Παρεχόµενες δικτυακές υπηρεσίες Υπηρεσία µε σύνδεση Υπηρεσία χωρίς σύνδεση Ποιότητα υπηρεσίας;

Κάποιοι χρήσιµοι σύνδεσµοι Εισαγωγή 28 1) Internet Engineering Task Force (IETF): www.ietf.org 2) Internet Society: www.isoc.org 3) World Wide Web Consortium (W3C): www.w3.org/consortium 4) The Association for Computing Machinery (ACM): www.acm.org 5) Institute of Electronic and Electrical Engineering: www.ieee.org 6) IEEE Communications Society: www.comsoc.org 7) IEEE Computer Society: www.computer.org

Τι είναι ένα πρωτόκολλο Εισαγωγή 29 Ανθρώπινα πρωτόκολλα: Τι ώρα είναι έχω µια ερώτηση συγκεκριµένα µηνύµατα στέλνονται συγκεκριµένες ενέργειες εκτελούνται όταν λαµβάνονται µηνύµατα ή συµβαίνουν άλλα γεγονότα ικτυακά πρωτόκολλα: Μηχανές αντί για ανθρώπους Κάθε επικοινωνία στο διαδίκτυο γίνεται µε πρωτόκολλα Τα πρωτόκολλα ορίζουν τη µορφή, τη σειρά των µηνυµάτων που στέλνονται ή λαµβάνονται από τις δικτυακές οντότητες, και τις ενέργειες που εκτελούνται µε κάθε αποστολή και λήψη

Τι είναι ένα πρωτόκολλο Εισαγωγή 30 Αναλογία ανθρώπινου πρωτοκόλλου και πρωτοκόλλου υπολογιστών

Μια καλύτερη εξέταση της δικτυακής υποδοµής Εισαγωγή 31 Στην άκρη του δικτύου: εφαρµογές και τερµατικές συσκευές Στοκέντροτουδικτύου: δροµολογητές δίκτυα δικτύων ίκτυα πρόσβασης, Φυσικά µέσα: γραµµές επικοινωνίας

Στην άκρη του δικτύου Εισαγωγή 32 Τερµατικές συσκευές: Εκτελούν εφαρµογές (π.χ. WWW, email,...) Μοντέλο πελάτη εξυπηρετητή Ο πελάτης αιτείται και λαµβάνει µια υπηρεσία από τον εξυπηρετητή π.χ., WWW client (browser)/ server; email client/server Μοντέλο οµότιµων κόµβων Συµµετρική αλληλεπίδραση κόµβων π.χ. τηλεδιάσκεψη

Εισαγωγή 33 Στην άκρη του δικτύου: υπηρεσία µε σύνδεση Στόχος: µεταφορά δεδοµένων µεταξύ τερµατκών συσκευών. χειραψία: προετοιµασία για τη µεταφορά δεδοµένων Γεια γεια σου σε ανθρώπινο πρωτόκολλο ηµιουργία κατάστασης σε δύο επικοινωνούντες κόµβους TCP - Transmission Control Protocol Ηυπηρεσίαµε σύνδεση του Internet TCP service [RFC 793] Αξιόπιστη και σε σειρά µεταφορά ροών από bytes απώλειες: επιβεβαιώσεις και επαναµεταδόσεις Έλεγχος ροής: ιασφάλιση ότι ο αποστολέας δε στέλνει πιο γρήγορα από ότι µπορεί να δεχτεί ο παραλήπτης Έλεγχος συµφόρησης: Οι αποστολείς µειώνουν το ρυθµό µετάδοσης όταν διαπιστώσουν συµφόρηση στο δίκτυο

Εισαγωγή 34 Στην άκρη του δικτύου: υπηρεσία χωρίς σύνδεση Στόχος: µεταφορά δεδοµένων µεταξύ τερµατικών συσκευών. Ο ίδιος όπως και πριν! UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: Η υπηρεσίαχωρίς σύνδεση του Internet Μη αξιόπιστη µεταφορά δεδοµένων Χωρίς έλεγχο ροής Χωρίς έλεγχο συµφόρησης Εφαρµογές που χρησιµοποιούν το TCP: HTTP (WWW), FTP (file transfer), Telnet (remote login), SMTP (email) Εφαρµογές που χρησιµοποιούν το UDP: streaming media, teleconferencing, Internet telephony

Στο εσωτερικό του δικτύου Εισαγωγή 35 Πλέγµα διασυνδεδεµένων δροµολογητών Ηβασικήερώτηση: πώς περνούν τα δεδοµένα µέσα από το δίκτυο; Μεταγωγή κυκλώµατος: αφιερωµένο κύκλωµα σε κάθε κλήση: όπως στο τηλεφωνικό δίκτυο Μεταγωγή πακέτων: τα δεδοµένα στέλνονται σαν ξεχωριστά αυτοδύναµα κοµµάτια

Στο εσωτερικό του δικτύου: µεταγωγή κυκλώµατος Εισαγωγή 36 εσµεύονται πόροι από άκρη σε άκρη για την κλήση Εύρος ζώνης της γραµµής, δυνατότητα µεταγωγής Αποκλειστικοί πόροι: δεν µοιράζονται Εγγυηµένη απόδοση Απαιτείται διαδικασία εγκατάστασης κλήσης

Ένα απλό δίκτυο µεταγωγής κυκλωµάτων Εισαγωγή 37

Στο εσωτερικό του δικτύου: µεταγωγή κυκλώµατος Εισαγωγή 38 ικτυακοί πόροι (π.χ., εύρος ζώνης) χωρίζεται σε διαφορετικά µέρη Το κάθε µέρος κατανέµεται σε µια κλήση Οι πόροι παραµένουν αδρανείς όσο δεν χρησιµοποιούνται από τους συµµετέχοντες στην κλήση (δεν τους µοιράζονται) Πώςχωρίζεταιτοεύροςζώνης µιας γραµµής σε διαφορετικά µέρη ιαίρεση συχνότητας ιαίρεση χρόνου (ρυθµός µετάδοσης: 8.000 πλαίσια/δευτ of 8 bits/χρονοθυρίδα 64Kbps)

Στο εσωτερικό του δικτύου: µεταγωγή κυκλώµατος Μεταγωγή κυκλώµατος Αρχείο 640 Kbits TDM γραµµή των24 slots (χρονοθυρίδων) Ρυθµός µετάδοσης της γραµµής = 1.536Mbps Εγκατάσταση κυκλώµατος: 500 msec Καθυστέρηση στη µετάδοση? 1.536 x10 6 / 24 = 64Kbps για κάθε κύκλωµα Καθυστέρηση στη µετάδοση = 640Kbits/64Kbps = 10 sec Συνολικός χρόνος = 10,5 sec Εισαγωγή 39

Στο εσωτερικό του δικτύου: µεταγωγή πακέτων Εισαγωγή 40 Κάθε ροή πακέτων από άκρη σε άκρη χωρίζεται σε πακέτα Τα πακέτα των διαφόρων χρηστών µοιράζονται τους πόρους του δικτύου Κάθε πακέτο χρησιµοποιεί όλο το εύρος ζώνης της γραµµής Οι πόροι χρησιµοποιούνται ΜΟΝΟ όταν χρειάζεται Το εύρος ζώνης χωρίζεται σε κοµµάτια Αποκλειστική διανοµή πόρων έσµευση πόρων Ανταγωνισµός για τους πόρους: Οι αιτήσεις σε συναθροισµένους πόρους µπορούν να ξεπεράσουν τον αριθµό των διαθέσιµων Συµφόρηση: τα πακέτα µπαίνουν σε ουρές και περιµένουν να κάνουν χρήση της γραµµής Αποθήκευση και προώθηση: τα πακέτα µετακινούνται ένα βήµα τη φορά Μετάδοση πάνω από µία γραµµή Περιµένουν τη σειρά τους στην επόµενη γραµµή

Στο εσωτερικό του δικτύου: µεταγωγή πακέτων Εισαγωγή 41

Εισαγωγή 42 Στο εσωτερικό του δικτύου: µεταγωγή πακέτων Η µεταγωγή πακέτων επιτρέπει σε περισσότερους χρήστες να χρησιµοποιήσουν το δίκτυο 1 Mbit γραµµή Κάθε χρήστης: 100Kbps όταν είναι ενεργός Ενεργός το 10% του χρόνου Μεταγωγή κυκλώµατος: 10 χρήστες Μεταγωγή πακέτων: µε 35 χρήστες, πιθανότητα > 10 ενεργοί µικρότερη του.004 N χρήστες 1 Mbps γραµµή

Εισαγωγή 43 µεταγωγή πακέτων ή µεταγωγή κυκλωµάτων Είναι λοιπόν καλύτερη η µεταγωγή πακέτων από τη µεταγωγή κυκλωµάτων; Ιδανική για δεδοµένα που µεταδίδονται σε ριπές Μοιράζονται οι πόροι εν απαιτείται εγκατάσταση κλήσης Συµφόρηση: τα πακέτα καθυστερούν ή και χάνονται Χρειάζονται πρωτόκολλα για την ασφαλή µεταφορά δεδοµένων και τον έλεγχο συµφόρησης Ε: Πώς µπορεί να παρασχεθεί συµπεριφορά όµοια µε αυτήτης µεταγωγής κυκλώµατος όταν χρειάζεται; Εγγυήσεις στο εύρος ζώνης χρειάζεται για εφαρµογές ήχου και video Παραµένει ακόµα ένα άλυτο πρόβληµα

Μεταγωγή πακέτων: ροµολόγηση Εισαγωγή 44 Στόχος: να µεταφέρουµε τα πακέτα από την πηγή στον προορισµό περνώντας από διάφορους δροµολογητές Θα µελετήσουµε διάφορους αλγόριθµους επιλογής µονοπατιών datagram δίκτυα: Η διεύθυνση προορισµού καθορίζει και το ποιος είναι ο επόµενος κόµβος Τα µονοπάτια µπορεί να αλλάξουν κατά τη διάρκεια µιας συνεδρίας Αναλογία: οδηγώντας και ρωτώντας συνεχώς για κατευθύνσεις virtual circuit δίκτυα: Κάθε πακέτο µεταφέρει µια ετικέτα (virtual circuit ID), που καθορίζει και το επόµενο βήµα Το µονοπάτι είναι σταθερό κατά τη διάρκεια της κλήσης και καθορίζεται στη φάση εγκατάστασης της κλήσης Οι δροµολογητές διατηρούν πληροφορία για την κατάσταση της κάθε κλήσης

ίκτυα datagrams Εισαγωγή 45

Εισαγωγή 46 ροµολόγηση OSPF/BGP Ανάγκη υλοποίησης διαδικασιών (αλγορίθµων) ενηµέρωσης των πινάκων δροµολόγησης Μιαδυνατήδιαδικασίαχωρίςαυτοµατοποίηση Ο διαχειριστής δικτύου υπολογίζει και ενηµερώνει τους πίνακες δροµολόγησης Εφικτό για µικρά και σχετικά στατικά δίκτυα Βλάβη κόµβου οδηγεί σε αδυναµία δροµολόγησης κάποιων πακέτων Σχετικά αργή διαδικασία αποκατάστασης λειτουργίας ιαδικασία µε χάρτες(για µικρά δίκτυα) ροµολογητές στέλνουν λίστες µε σχετικές παραµέτρους προς όλους τους κόµβους (flooding) Με βάση ένα κοινό αλγόριθµο, οι δροµολογητές κατασκευάζουν συµβατούς πίνακες δροµολόγησης Βέλτιστα µονοπάτια προσδιορίζονται µε την διαδικασία Open Shortest Path First (OSPF)

Ιεραρχική δροµολόγηση Εισαγωγή 47 Πρώτη ιδέα: Ιεραρχία δύο επιπέδων ( κόµβος, δίκτυο ) ροµολόγηση βασισµένη στο δίκτυο εύτερη ιδέα: εύτερη ιδέα: Χάρτη της πόλης εκκίνησης (intra-as routing, OSPF) Χάρτη εθνικών δρόµων (intra-as routing, BGP) Χάρτη της πόλης προορισµού (intra-as routing, OSPF) (OSPF) µπορεί να χρησιµοποιηθεί για inter-as routing αλλά BGP ανιχνεύει καλύτερα τους βρόγχους

BGP (Border Gateway Protocols) Εισαγωγή 48 Αυτόνοµο Σύστηµα (AS): Οµάδα δροµολογητών υπό κοινό οργανισµό Κάθε AS ενηµερώνει για διαδροµές και καθυστέρηση προς όλα τα AS Ασυνέπειες (λόγω παλαίωσης πληροφορίας) εντοπίζονται και loops αποφεύγονται

Εισαγωγή 49 Asynchronous Transfer Mode (ATM) Πακέτα των 53 bytes (cells) Επιλογή του νοητού κυκλώµατος µε βάση τους διαθέσιµους πόρους πριν την µετάδοση έσµευση πόρων και ενηµέρωση των µεταγωγών/πηγής Απόρριψη σύνδεσης, δυνατή λόγω έλλειψης πόρων Απελευθέρωση πόρων στο τέλος της σύνδεσης Η επικεφαλίδα των cells φέρει κάποιον αριθµό σύνδεσης βάση του οποίου γίνετε η δροµολόγηση ATM σχεδιασµένο για υποστήριξη επιθυµητής ποιότητας ενός µεγάλου εύρους εφαρµογών

Εισαγωγή 50 ροµολόγηση Τρία VC : A D,G, E F, B D Αρίθµηση VCs µε τονµικρότερο διαθέσιµο αριθµό (ζεύξη εισόδου, VC#) (ζεύξη εξόδου, VC#) Virtual Paths (εικονικά µονοπάτια) για περιγραφή VCs τα οποία έχουν κοινή δροµολόγηση - εξοικονόµηση µνήµης και αύξηση ταχύτητας

Εισαγωγή 51 Έλεγχος κίνησης για εξασφάλιση ποιότητας υπηρεσιών (QoS) Leaky Bucket: Αδειάζει µε ρυθµό 1.5Mbps, µέγιστη χωρητικότητα 0.1Mbits Μετάδοση πακέτου: Εάν το πακέτο χωράει να αντιγραφεί στον Bucket (εφόσον ο Bucket δεν είναι γεµάτος) Μέγιστος επιτρεπόµενος ρυθµός (µεγάλο t): (0.1 +1.5t)/t, περίπου 1.5Mbps Μέγιστο µήκος ριπής (burst): 0.1Mbits Γιά 100 ροές, ταχύτητα ζεύξης 155Mbps, ταµιευτήρα (buffer) 10Mbits : Απώλειες: 0 - Μέγιστη καθυστέρηση: 10/155 = 65ms

Ταξινόµηση δικτύων Εισαγωγή 52