William Stallings Data and Computer Communications Curs 8

William Stallings Data and Computer Communications Curs 8 Capitolul 10 Comutarea Pachetelor 1

Principii z Comutarea circuitelor proiectată pentru voce y. Resurse dedicate unui anumit apel y. Mult timp o conexiune de date este neutilizată y. Rata de date este fixă x. Ambele capete trebuie să lucreze la aceaşi viteză 2

Principii de Functionare z Datele transmise în pachete mici y. Tipic 1000 de octeţi y. Mesaje mai lungi fragmentate în serii de pachete y. Fiecare pachet conţine date şi informatii de control z Informaţia de control y. Routare, adresare etc. z Pachetele sunt recepţionate, memorate o perioada scurta de timp şi trimise la nodul următor y. Store and forward 3

Utilizarea Pachetelor 4

Avantaje z Eficienţa utilizării unei linii y. O legatura între noduri împărţită de multe pachete în timp y. Pachetele puse în aşteptare şi trimise cât mai repede z Conversia ratei de date y. Fiecare staţie se conectează la nodul local cu viteza proprie y. Nodurile pot memora temporar datele pentru egalizarea ratelor z Pachetele sunt acceptate chiar dacă reţeaua este ocupată y. Transmiterea lor poate fi încetinită z Se pot defini şi utiliza priorităţi 5

Tehnici de comutare z Staţiile impart mesajele lungi în pachete z Pachetele sunt trimise reţelei pe rând, individual z Pachetele sunt tratate în două moduri: y. Datagramă y. Circuit Virtual 6

Datagrama z Fiecare pachet tratat independent z Pachetele pot ajunge pe orice cale z Pachetele pot ajunge în dezordine z Pachetele pot fi pierdute z Receptorul trebuie să le ordoneze şi să recupereze pachetele pierdute 7

Circuit Virtual z Se stabileşte o rută înainte de trimiterea oricărui pachet z Pachete de cerere şi acceptare conexiune stabilesc conexiunea (handshake) z Fiecare pachet conţine un identificator de circuit virtual în loc de adresă z Nu este necesară decizie de rutare ptentru fiecare pachet z Cerere ştergere pentru desfiinţarea circuitului virtual z Nu există cale dedicată 8

Circuit Virtual v Datagrama z Circuit Virtual y. Reţeaua poate furniza numerotarea şi controlul erorilor y. Pachetele sunt transmise în noduri mai repede x. Nu se ia decizie de rutare y. Mai puţin fiabil x. Pierderea unui nod, se pierd toate circuitele prin el z Datagramă y. Fără fază de stabilire x. Mai eficient la puţine pachete y. Mai flexibil x. Se poate folosi rutare dinamică pt. a ocoli părţi congestionate ale reţelei 9

Dim. Pachet 10

Comutare Circuite vs Pachete z Performanţă yÎntârziere y. Timp de Transmisie yÎntîrziere în Nod 11

Diagrama de evenimente 12

Operatiuni Externe si Interne z Datagrame sau circuite virtuale z Interfaţa dintre staţie şi nod reţea y. Orientat pe conexiune x. Staţia solicită conexiune logică (circuit virtual) x. Pachetele identificate aparţinând conexiunii, numerotate secvenţial x. Reţeaua livrează pachetele în secvenţă x. Serviciu de circuit virtual extern xex. X. 25 x. Diferit de operare circuit virtual intern y. Fără conexiune x. Pachetele tratate independent xserviciu de datagramă externă x. Diferit de operare datagramă internă 13

Combinatii (1) z External virtual circuit, internal virtual circuit y. Cale dedicată prin reţea z External virtual circuit, internal datagram y. Reţeaua tratează fiecare pachet individual y. Pachete diferite ale aceluiasi circuit virtual pot urma căi diferite y. Reţeaua memorează şi reordonează pachetele la nodul destinaţie 14

Combinatii (2) z External datagram, internal datagram y. Pachetele tratate independent de reţea si utilizator z External datagram, internal virtual circuit y. Utilizatorul extern nu simte conexiunile y. Utilizatorul extern trimite câte un pachet pe rând y. Reţeaua face setarea conexiunilor 15

External Virtual Circuit and Datagram Operation 16

Internal Virtual Circuit and Datagram Operation 17

Rutarea z Aspect crucial al reţelelor de comutare pachete (IP) z Cerinţe necesare y. Corectitudine y. Simplitate y. Robusteţe y. Stabilitate y. Echitate y. Optimitate y. Eficienţă 18

Criterii de selectare a rutelor z Utilizate pentru selectia cailor z Minimum de hopuri z Cost minim yvezi Stallings anexa 10 A – algoritmi de rutare 19

Costul rutelor 20

Locul si Momentul Deciziei z Momentul y. Fiecare Pachet y. La iniţializarea Circuitului Virtual z Locul y. Distribuit x. Se face în fiecare nod y. Centralizat y. Sursă 21

Sursa de Informatii si Temporizarea Actualizarii z Decizia de Rutare se bazează pe informatii din reţea (nu întotdeauna) z Rutare distribuită y. Nodurile utilizeaza informaţii colectate local y. Pot colecta informatii de la noduri adiacente y. Pot colecta de la toate nodurile de pe o rută z Routare centralizată y. Colectează informatii de la toate nodurile z Temporizarea actualizării y. La ce momente se face actualizarea info de rutare y. Fixă – nu se fac actualizări y. Adaptiva – actualizare regulată 22

Strategii de Rutare z Fixă z Inundare z Aleatoare z Adaptivă 23

Rutare Fixa z O singură cale pentru fiecare pereche sursă destinaţie z Rutele sunt determinate printr-un algoritm de cost minim z Rute fixe, până la schimbarea topologiei reţelei 24

Tabele de Rutare Fixe 25

Inundare z Nu sunt necesare informatii despre reţea z Pachetul trimis la toţi vecini z Sau la toţi în afară de unde a venit z Un număr de copii ajung după un timp la destinaţie z Fiecare pachet are un număr unic, duplicatele se ignoră z Nodurile pot reţine identitatea pachetelor pentru a nu le ruta din nou z Se poate defini un timp de viaţă a pachetelor 26

Inundare Exemplu 27

Proprietati ale Inundarii z TOATE rutele posibile sunt încercate yfoarte robust z Cel puţin un pachet va ajunge pe calea de cost minim y. Se poate folosi pentru stabilirea unui circuit virtual z Toate nodurile sunt atinse y. Utilizata pentru distribuirea de informaţii (ex. rutare) 28

Rutare Aleatoare z Nodul selectează o cale de ieşire pentru transmiterea unui pachet primit z Selecţia poate fi aleatoare sau round robin z Se pot utiliza şi probabilităţi z Nu sunt necesare informatii despre reţea z Ruta nu este în general optimă z Trafic inutil mai mic ca la inundare 29

Rutare Adaptiva z Cel mai des utilizată z Decizia de rutare se adaptează condiţiilor din reţea y. Defecte de linie sau noduri y. Congestie z Necesită informatii despre reţea z Decizia este mai complexă z Compromis între calitatea reţelei şi overhead z Reacţie prea rapidă produce oscilaţii z Prea încet pentru a fi relevant 30

Rutare Adaptiva – Avantaje z Creşterea performanţei z Ajută la controlul congestiei (Capitolul 12) z Sistem Complex y. Poate să nu ajungă la beneficiile teoretice 31

Clasificare z Sursa de informaţii y. Locală (izolat) x. Cale prin ieşirea cu coada cea mai scurtă x. Poate conţine o directie preferentiala pentru fiecare destinaţie x. Utilizat rar – nu utilizeaza infomatii despre reţea ce se pot obţine uşor y. Noduri adiacente y. Toate nodurile 32

Isolated Adaptive Routing 33

ARPANET Strategii de Rutare (1) z Prima generaţie y 1969 y. Adaptivă distribuită yÎntîrzierea estimată ca si criteriu de cost, performanţă y. Bellman-Ford y. Nodurile schimbă vectori de întârziere cu vecinii y. Se actualizeaza tabele de rutare cu informatiile primite y. Nu se ia în calcul viteza liniei doar dimensiunea cozii de aşteptare y. Dim cozii improprie pt evaluarea întârzierii y. Răspunde încet la congestie 34

ARPANET Strategii de Rutare (2) z A doua generaţie y 1979 y. Utilizeaza întârzierea ca si criteriu de performanţă yÎntârzierea măsurată direct y. Foloseste algorimul lui Dijkstra y. Bun la sarcină mica şi medie y. La încărcări mari corelaţie mică între întârzierea raportată şi cea reală 35

ARPANET Strategii de Rutare (3) z A trei Generaţie y 1987 y. Calculul Costului unui link schimbat y. Se măsoară întârzierea medie pe 10 secunde y. Se normalizează bazat pe valoarea curentă şi cele anterioare Biliografie: Stallings cap. 10 36