Spring 2000CS 4611 Kapcsolás és továbbítás Vázlat „Tárol és továbbít” kapcsolók Hidak és kiterjesztett LAN-ok Cella-kapcsolás (ATM) Feldarabolás és összerakás (ATM)

Spring 2000CS 4612 Jól kialakítható (scalable) hálózatok Kapcsoló –A csomagokat az input porttól az output porthoz továbbítja –Az output port a csomagfejben tárolt címtől függ Előnyök –Nagyobb földrajzi területet fed le (tolerate latency) –Nagyszámú hosztot támogat (scalable bandwidth) Input ports T3 STS-1 T3 STS-1 Switch Output ports

Spring 2000CS 4613 Forrás forgalomirányítás (Source Routing)

Spring 2000CS 4614 Virtuális kör kapcsolás Külön kapcsolat-felépítési (és lebontási) fázis A rákövetkező csomagok ugyanazt az utat követik Néha kapcsolat-orientált modellnek is nevezik Switch 3 Host B Switch 2 Host A Switch 1 Analógia: telefonhívás Minden kapcsoló VC táblát tart nyilván

Spring 2000CS 4615 Datagram kapcsolás Nincs kapcsolat-felépítési fázis Az egyes csomagok egymástól függetlenül továbbítódnak Néha kapcsolat nélküli modellnek is hívják Switch 3 Host B Switch 2 Host A Switch 1 Host C Host D Host E Host F Host G Host H Analógia: postai levelezés Minden kapcsoló továbbító (routing) táblát kezel

Spring 2000CS 4616 Virtuális kör modell A kapcsolatkialakítás egy teljes RTT időbe telik az első csomag küldése előtt. A kapcsolatkialakítás a teljes rendeltetési címet használja, de az egyes csomagokban már csak a virtuális kör azonosító szerepel, csökkentve ezzel a kontroll információ arányát. Ha egy kapcsoló vagy egy link meghibásodik a kapcsolatban, a kapcsolat szétesik és egy új kapcsolatot kell felépíteni A kapcsolat-felépítés erőforrás-lekötésre is alkalmat ad a kapcsolatot képező linkeken

Spring 2000CS 4617 Datagram Modell Nincs RTT késleltetés a kapcsolat-kiépítés miatt; a hoszt közvetlenül kezdheti a küldés, ha erre kész. A forrás hosztnak nincs arról információja, hogy vajon a hálózat képes-e az adatszállításra, ill. hogy a rendeltetési hoszt egyáltalán be van-e kapcsolva Mivel csomagok továbbítása egymástól független, lehetséges a meghibásodott linkek és csúcsok elkerülése igény szerint. Mivel minden csomag a teljes rendeltetési címet tartalmazza, a kontroll bitek aránya csomagonként nagyobb, mint a kapcsolat-orientált modell esetén.

Spring 2000CS 4618 Hidak és kiterjesztett LANs LAN-ok kiterjedése fizikailag korlátozott (e.g., 2500m) Kapcsoljunk össze két vagy több LAN-t hidakkal –Vételi és továbbítási stratégia –2. szintű kapcsolat (nincs szükség további headerre) Ethernet kapcsoló = Bridge on Steroids A Bridge BC XY Z Port 1 Port 2

Spring 2000CS 4619 Tanuló hidak Nem továbbít, ha nem szükséges Továbbító táblát tart nyilván HostPort A1 B1 C1 X2 Y2 Z2 A forráscímek alapján „megtanulja” a táblát A broadcast keretek mindenfelé továbbítja A Bridge BC XY Z Port 1 Port 2

Spring 2000CS Feszítő fa algoritmus Probléma: körök kialakulása A hidak osztott feszítő fa algoritmust futtatnak –Kiválasztja mely portok maradnak aktívak –Radia Perlman dolgozta ki –IEEE specifikáció B3 A C E D B2 B5 B B7 K F H B4 J B1 B6 G I

Spring 2000CS Az algoritmus áttekintése Minden hídnak egyedi id-je van (pl., B1, B2, B3) Gyökérpontnak választja a legkisebb id-jű hidat Minden LAN-on kiválasztja a gyökérhez legközelebbi hidat (id rangsor egyenlőség esetén) – kijelölt híd B3 A C E D B2 B5 B B7 K F H B4 J B1 B6 G I Minden híd azon LAN-ok felé továbbít, amelyek vonatkozásában ő a kijelölt híd

Spring 2000CS Az algoritmus részletezése A hidak konfigurációs üzeneteket váltanak –Az üzenetet küldő híd id-je –A küldőnél a gyökér híd id-re való becslés –A küldőnél a gyökér hídtól való távolságra (hops) a becslés Minden híd tárolja a kurrens legjobb konfigurációs üzenetet minden portjára (kapcsolódó LAN-ra!) Kezdetben minden híd önmagát gondolja gyökérnek

Spring 2000CS Az algoritmus részletezése (folyt.) Ha rájön, hogy ne ő a gyökér, felhagy a generáló üzenetek képzésével –Stacionér állapotban csak a gyökér generál konfigurációs üzeneteket Ha rájön, hogy nem kijelölt híd, felhagy a konfigurációs üzenetek továbbításával –Stacionér állapotban csak a kijelölt hidak továbbítják a konfigurációs üzeneteket A gyökér folytatja a periódikus konfigurációs üzenetek küldését Ha egy híd nem fogad konfigurációs üzeneteket egy adott ideig, elkezd konfigurációs üzeneteket generálni követelve, hogy ő a gyökér

Spring 2000CS Broadcast és Multicast Minden broadcast/multicast keretet továbbít –jelenlegi gyakorlat Megtanulja, ha nincs lefelé csoportelem Ezt elérheti, ha a G csoport minden eleme keretet küld a hídnak, amelyben a feladó cím a csoport multicast cím

Spring 2000CS A hidak korlátai Nem lehet méretezni –A feszítő fa algoritmus nem méretezhető –A broadcast nem méretezhető Nem fogad be heterogén elemeket Figyelmeztetés: beware of transparency

Spring 2000CS Cellakapcsolás (ATM) Kapcsolat-orientált csomagkapcsolt hálózat Mind WAN-ok, mind pedig LAN-ok kialakítására is alkalmazzák Jelző (kapcsolatkiépítő) protokoll: Q.2931 ATM fórum specifikálta A csomagokat celláknak hívják –5-byte header + 48-byte adat (payload) A fizikai szállító hálózat általában a SONET –más fizikai szintek (közegek) is lehetségesek

Spring 2000CS Változó vagy fix hosszúságú csmagok? Nincs optimális hossz –ha kicsi: magas header/adat overhead (arány) –ha nagy: alacsony kihasználtság kis üzenetek esetén Fix hosszúságú keretek kapcsolást (továbbítását) könnyebb hardver szinten megoldani –egyszerűbb hardver –lehetőség adódik a kapcsolási funkciók párhuzamosítására

Spring 2000CS Hosszú vagy rövid csomagok? Rövid csomagok javítják a várakozási (queueing) paramétereket –Kevesebb a priortásos csomagok várakozása maximum packet = 4KB link speed = 100Mbps transmission time = 4096 x 8/100 = us high priority packet may sit in the queue us in contrast, 53 x 8/100 = 4.24us for ATM –közel „menetből átvág” (cut-through) viselkedés two 4KB packets arrive at same time link idle for us while both arrive at end of us, still have 8KB to transmit in contrast, can transmit first cell after 4.24us at end of us, just over 4KB left in queue

Spring 2000CS Hossú vagy rövid (folytatás) Rövid csomagok javítják a késleltetést (hang átvitelhez) –a hang digitalizálása 64KBps szinten történik (8-bit samples at 8KHz) –need full cell’s worth of samples before sending cell –example: 1000-byte cells implies 125ms per cell (too long) –kisebb késleltetés eredménye: no need for echo cancellors ATM kompromisszum: 48 bytes = (32+64)/2

Spring 2000CS Cellaformátum User-Network interfész (UNI) –host-to-switch formátum –GFC: Generic Flow Control (still being defined) –VCI: Virtual Circuit Identifier –VPI: Virtual Path Identifier –Type: management, congestion control, AAL5 (later) –CLPL Cell Loss Priority –HEC: Header Error Check (CRC-8) Network-Network interfész (NNI) –switch-to-switch format –GFC becomes part of VPI field GFCHEC (CRC-8) VPIVCICLPTypePayload 384 (48 bytes)8

Spring 2000CS Feldarabolás és összerakás ATM Adaptation Layer (AAL) –AAL 1 és 2: olyan alkalmazásokhoz, amelyek garantált átviteli sebességet igényelnek (pl., hang, video) –AAL 3/4: adatcsomagok átvitelére tervezték –AAL 5: alternatíva adatcsomagok átviteléhez AAL ATM AAL ATM ……

Spring 2000CS AAL 3/4 Convergence Sublayer Protocol Data Unit (CS-PDU) –CPI: commerce part indicator (version field) –Btag/Etag:beginning and ending tag –BAsize: a fogadóhoz: legfoglalndó bufferre becslés –Length: a teljes PDU mérete

Spring 2000CS Cellaformátum –Type BOM: beginning of message COM: continuation of message EOM end of message –SEQ: sequence of number –MID: message id –Length: number of bytes of PDU in this cell

Spring 2000CS AAL5 CS-PDU Format –pad so trailer always falls at end of ATM cell –Length: size of PDU (data only) –CRC-32 (detects missing or misordered cells) Cell Format –end-of-PDU bit in Type field of ATM header