Embed Size (px)
Citation preview
1
Uvod 1-1
Računarske mreže(studijski programi računari)
Prof.dr Igor Radusinović[email protected]
mr Uglješa Urošević[email protected]
All material copyright 1996-2009J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved
Uvod 1-2
O čemu se radi?
Kurs u računarskim mrežama nudi:� Savladavanje principa na kojima počivaju računarske
mreže� Upoznavanje Internet arhitekture/protokola na
osnovnom nivou� Ovladavanje osnovnim analitičkim mehanizmima za
opisivanje pojava na Internetu
Ciljevi� Dostići početno znanje iz računarskih mreža� Stvaranje uslova za aktivno učešće polaznika u
budućem razvoju Interneta
2
Uvod 1-3
Informacije o kursu
� Kome je namijenjen kurs?❍ Studentima specijalističkih studija smjera računari.
� Šta je poželjno znati od ranije?❍ Osnove analognih telekomunikacija, Osnove digitalnih
telekomuniakcija � Materijali kursa:
❍ Prezentacije urađene od strane autora knjige: Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, J. Kurose & Keith Ross, Addison Wesley, 5th edition, 2009 ili
❍ Umrežavanje računara: Od vrha do dna sa Internetom u fokusu, J. Kurose & Keith Ross, Addison Wesley, prevod trećeg izdanja, CET Computer Equipment and trade, 2005
❍ WWW ❍ Zabilješke sa predavanja
Uvod 1-4
Informacije o kursu (više)
Rad broj % ocjenePitalice 5 20%Kolokvijum 2 40%Završni ispit 1 40%
� Način polaganja:
3
Uvod 1-5
Pregled kursa:
Pripremna nedjeljaI nedjeljaII nedjeljaIII nedjeljaIV nedjeljaV nedjeljaVI nedjeljaVII nedjeljaVIII nedjeljaIX nedjeljaX nedjeljaXI nedjeljaXII nedjeljaXIII nedjeljaXIV nedjeljaXV nedjeljaXVI nedjeljaZavršna nedjeljaXVIII-XXI nedjelja
Priprema i upis semestraUvod u računarske mreže. Kašnjenja u računarskim mrežamaPrincipi protokola nivoa aplikacije. HTTP Principi protokola nivoa transporta. Nekonektivni transportni servis (UDP). Konektivni transportni servis (TCP). Prvi kolokvijumSlobodna nedjeljaNivo mreže. IP protokolIP adresiranjeIP rutiranjePrincipi nivoa linka. Ethernet. WiFi.Drugi kolokvijumPrincipi realizacije multimedijalnih računarskih mrežaPrincipi zaštite računarskih mrežaPrincipi menadžmenta računarskih mrežaZavršni ispitOvjera semestra i upis ocjena.Dopunska nastava i popravni ispitni rok.
Uvod 1-6
Pregled kursa:
Glava 1: Uvod� Šta je Internet, šta su protokoli? � Ivica mreže, mrežno jezgro, mrežni pristup� Fizički medijum� Višenivovska mrežna arhitektura, protokoli, modeli
servisa� Internet okosnica i ISP-i� Kratka istorija Internet-a� Kašnjenje u računarskim mrežama
4
Uvod 1-7
Pregled kursa:
Glava 2: Nivo aplikacije� Principi protokola nivoa aplikacije� Web i HTTP
Uvod 1-8
Pregled kursa :
Glava 3: Nivo transporta� Servisi i principi nivoa transporta�Multipleksiranje i demultipleksiranje�Nekonektivni transport: UDP � Principi pouzdanog prenosa podataka�Osnove TCP
5
Uvod 1-9
Pregled kursa :
Glava 4: Mrežni nivo� Uvod i model mrežnog servisa� Mreže sa komutacijom virtuelnih kola i datagrama� Šta se nalazi u ruteru?� IP (Internet Protocol) � IP adresiranje� Osnove rutiranja
Uvod 1-10
Pregled kursa :
Glava 5: Nivo linka, LAN-ovi�Uvod, servisi�Detekcija i korekcija greške� Protokoli višestrukog pristupa, LAN-ovi� LAN adresiranje, ARP � Ethernet � Switch-evi nivoa linka�WiFi
6
Uvod 1-11
Pregled kursa :
Glava 6: Napredna poglavlja� Principi realizacije multimedijalnih računarskih
mreža� Principi zaštite računarskih mreža� Principi menadžmenta računarskih mreža
Uvod 1-12
Informacije o kursu (više)
Pitanja, komentari, … ???
7
Uvod 1-13
Šta je Internet, šta su protokoli?
Uvod 1-14Introduction 1-14
“Cool” internet primjene
Najmanji web server na svijetuhttp://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html
IP okvir za slikehttp://www.ceiva.com/
Web toster +vremenska prognoza
Internet telefoni
8
Uvod 1-15
Šta je Internet?� Milioni povezanih
računarskih uređaja: hostovi=krajnji sistemi
❍ PC radne stanice, serveri❍ Mobilni telefoni, ....izvršavaju mrežne
aplikacije
� Komunikacioni linkovi❍ Medijumi za prenos
(optičko vlakno, bakar, radio, satelit)
❍ Terminalna oprema� ruteri: prosleđivanje
paketa
Rezidencijalna mreža
Kompanijska mreža
Mobilna mreža
Globalni ISP
Regionalni ISP
ruter
PC
server
laptop
celularnitelefon
žični link
access points
Uvod 1-16
� protokoli kontrolišu slanje i prijem poruka
❍ npr, TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
� Internet: “mreža svih mreža”
❍ Labava hijerarhija❍ Javni Internet vs. privatni
intranet
� Internet standardi❍ RFC: Request for comments❍ IETF: Internet Engineering
Task Force
Šta je Internet?
Rezidencijalna mreža
Kompanijska mreža
Mobilna mreža
Globalni ISP
Regionalni ISP
9
Uvod 1-17
Šta je Internet (sa stanovišta usluge)?
� Komunikaciona infrastrukturakoja omogućava distribuiraneaplikacije:
❍ Web, email, igrice, e-commerce, baze podataka, glasanje, file (MP3) sharing
� Komunikacioni servisi koji su na raspolaganju aplikacijama:
❍ Pouzdan prenos podataka od izvora do destinacije
❍ “best effort” (nepouzdana) predaja podataka
Uvod 1-18
Šta je protokol?ljudski protokoli:� “Koliko je sati?”� “Imam pitanje”� “Mogu li da
odgovaram za 10?”� Ima li skaliranja?� Upoznavanje
… šalju se posebne poruke
… rade se različite stvari kada poruka stigne
mrežni protokoli:� Između mašina � Sve komunikacione
aktivnosti na Internetu definišuprotokoli
Protokoli definišu format, redosled poslatih i
primljenih poruka izmeđumrežnih entiteta, i akcije koje se sprovode nakon prijema poslatih poruka
10
Uvod 1-19
Šta je protokol?Ljudski protokol i protokol računarske mreže:
Pitanje: Drugi ljudski protokoli?
Dobro jutro
Dobro jutro
Profesore, mogu li da pogledam rok?
Ne, termin za gledanjeje bio juce u 8h.
TCP zahtjev
TCP odgovor
Učitaj http://www.cg.yu
<Dokument>Vrijeme
Uvod 1-20
Detaljniji pogled na mrežnu strukturu
� Mrežna ivica: aplikacije i hostovi – računarski podsistem� Pristupna mreža, fizički
medijum: komunikacionilinkovi (žični i bežični)� Mrežna okosnica:
❍ međupovezani mrežni uređaji
❍ mreža svih mreža
11
Uvod 1-21
Ivica mreže, mrežno jezgro, mrežni pristup, fizički medijum
Uvod 1-22
Ivica mreže:� Krajni sistemi (hostovi):
❍ izvršavaju aplikativne programe ❍ npr. Web, email❍ na “ivici mreže”
� Aplikacije❍ klijent/server model
• klijent host zahtijeva, dobija servis od “uvijek dostupnog” servera
• npr. Web browser/server; email client/server
❍ peer-peer (P2P) model:
• minimalno (ili ne) korišćenje dodijeljenih servera
❍ hibrid
• npr. Skype, BitTorrent
klijent/server
peer-peer
12
Uvod 1-23
Pristupne mreže i fizički medijum
Pitanje: Kako povezati krajnji sistem na edge ruter?� Rezidencijalne pristupne
mreže� Institucionalne pristupne
mreže (škole, kompanije)� Mobilne pristupne mreže
Obratiti pažnju� kapacitet (b/s) pristupne
mreže?� zajednički ili dodijeljeni?
Uvod 1-24
Pristupne mreže i fizički medijum
Popularni pristupi
� Dial-up modem� DSL� Kablovska� Optičko vlakno� Bežični pristup (GPRS,
EDGE, UMTS, WLAN, WiMAX,...)
13
Uvod 1-25
Rezidencijalni pristup: telefonska mreža
� Modemski Dial-up❍ do 56kb/s direktni pristup
ruteru❍ Ne može se “surfovati” i
telefonirati istovremeno (izuzetak je ISDN pristup)
Uvod 1-26
Rezidencijalni pristup: telefonska mreža
� ADSL: asymmetric digital subscriber line❍ do 1 Mb/s upstream (tipično < 256 kb/s)
❍ do 8 Mb/s downstream (tipično < 1 Mb/s)
❍ FDM (DMT - Discrete Multitone): • downstream (256 kanala širine 4.3125kHz)
• upstream (32 kanala širine 4.3125kHz)
• 0 kHz - 4 kHz za telefon
� ADSL2❍ do 3.5 Mb/s upstream (tipično < 800 kb/s)
❍ do 12 Mb/s downstream (tipično < 8 Mb/s)
� ADSL2+❍ do 3.3 Mb/s upstream
❍ do 24 Mb/s downstream
❍ Granica između opsega upstreama i downstreama pomjerena sa 138kHz na 276kHz.
❍ Opseg downstreama proširen na 2.2MHz• n
14
Uvod 1-27
Rezidencijalni pristup: telefonska mreža
� ADSL: asymmetric digital subscriber line - nastavak
Telefonska mreža
DSLmodem
PC
telefon
Internet
DSLAM
Postojeća telefonska linija:0-4kHz telefon; 4-138kHz US podataka; 138kHz-2.2MHz DS podataka
spliter
centrala
Uvod 1-28
Kompanijski pristup: lokalne mreže (Local Area Networks)� kompanijska/univerzalna lokalna
mreža LAN (local area network) povezuje krajnje sisteme sa edge ruterom� Ethernet:
❍ Dijeljeni ili dodijeljeni link koji povezuje krajnji sistem i ruter
❍ 10 Mb/s, 100Mb/s, GEthernet, 10GEthernet, 40GEthernet, 100GEthernet
� Upotreba: institucije, kućni LAN-ovi� LAN: KASNIJE
15
Uvod 1-29
Bežične pristupne mreže
� Dijeljena bežična pristupna mreža povezuje host i ruter
❍ Preko bazne stanice poznate kao“access point”
� WLAN❍ 2Mb/s, 11Mb/s, 54Mb/s, 600Mb/s
� wide-area (npr., celularni)❍ 3G: stotine kb/s❍ 3.5G nekoliko Mb/s❍ 4G (LTE Advanced i IEEE 802.15m):
1Gb/s (DL), 500Mb/s (UL) za korisnike sa niskom mobilnošću
Bazna stanica
mobilnihostovi
ruter
Uvod 1-30
Rezidencijalne mreže
Tipična kućna mreža sadrži: � ADSL ili kablovski modem� ruter/firewall/NAT� Ethernet� bežični access point
bežičniaccess point
bežičnilaptopovi
ruter/firewall
modemdo/odISP
Ethernet(komutirani)
16
Uvod 1-31
Fizički medijum
� Bit: prenosi se prekopredajne/prijemne parice� fizički link: između
predajnika i prijemnika� “vođeni” medijum:
❍ Signali se prenose preko čvrstog medijuma: bakar,optičko vlakno, koaksijalac
� “ne vođeni” medijum:❍ Signali se prostiru slobodno,
npr., radio
Upredena parica� Dvije izolovane
bakarne žice❍ Kategorija 3:
tradicionalne telefonske žice, 10 Mb/s Ethernet
❍ Kategorija 5 : 100Mb/s Ethernet
❍ Kategorija 5e: 1Gb/s Ethernet
❍ Kategorija 6: 10Gb/s Ethernet
Uvod 1-32
Fizički medijum: koaksijalac, optičko vlakno
Koaksijalni kabal:� Dva koncentrična
bakarna provodnika� bidirekcioni� Osnovni opseg:
❍ jedan kanal na kablu❍ rani Ethernet
� Širokopojasni :❍ više kanala na kablu❍ HFC
Kabal sa optičkim vlaknima:� Stakleno vlakno prenosi svjetlosne
impulse, svaki impuls jedan bit� Rad na visokim brzinama:
❍ Brzi tačka-tačka prenosi (npr., nekoliko 100Gb/s)
� Nizak nivo greške: veće rastojanje između ripitera i imunitet u odnosu na elektromagnetni šum
17
Uvod 1-33
Fizički medijum: radio
� signal se prenosi elektromagnetnim spektrom� nema fizičke “žice”� bidirekcioni� Efekti propagacije:
❍ refleksija❍ difrakcija❍ interferencija
Radio link:� Zemaljski mikrotalasni
(terrestrial microwave)❍ npr. kanali do 45 Mb/s
WLAN2Mb/s, 11Mb/s, 54Mb/s, 600Mb/s
wide-area (npr., celularni)3G: stotine kb/s3.5G nekoliko Mb/s4G (LTE Advanced i IEEE 802.15m): 1Gb/s (DL), 500Mb/s (UL) za korisnike sa niskom mobilnošću
� satelitski❍ do 50Mb/s kanal (ili više užih
kanala)❍ 270 ms kašnjenje od kraja do
kraja❍ geostacionarni (GEO) vs.
niskoorbitni (LEO)
Uvod 1-34
Okosnica mreže
� Skup međupovezanih mrežnih čvorišta, najčešće rutera� Fundamentalno pitanje: kako
se podaci prenose mrežom?❍ Komutacija kola (circuit
switching): svakom pozivu se dodjeljuje posebna linija(telefonska mreža)
❍ Komutacija paketa (packet-switching): podaci se šalju preko mreže u vidu diskretnih “komadića”poruke
18
Uvod 1-35
Okosnica mreže: Komutacija kola
Resursi od kraja do kraja se rezervišu za “poziv”� Kapacitet linka,
kapacitet komutiranja� Dodijeljeni resursi:
nema dijeljenja� Garantovane
performanse� Zahtijeva se
uspostavljanje poziva
Uvod 1-36
Okosnica mreže: Komutacija kola
Mrežni resursi (npr., kapacitet) su podijeljeni na “djeliće”� Djelići se dodjeljuju
pozivima� Djelić resursa je
slobodan ako ga ne koristi neki poziv (nema dijeljenja resursa)
� Dijeljenje kapaciteta linka na “djeliće”❍ Frekvencijski
multipleks❍ Vremenski multipleks❍ Kodni multipleks
19
Uvod 1-37
Komutacija kola: FDMA and TDMA
FDMA (Frekvencijski multipleks)
frekvencija
vrijeme
TDMA (Vremenski multipleks)
frekvencija
vrijeme
4 korisnika
Primjer:
Uvod 1-38
Okosnica mreže: Komutacija paketa
Svaki tok podataka od kraja do kraja se dijeli na pakete� paketi korisnika A, B dijele mrežne
resurse� Svaki paket koristi kompletan
kapacitet linka� Resursi se koriste kada su
potrebni
Kolizija oko resursa:� Suma zahtijevanih resursa
može preći nivo dostupnih resursa� Zagušenje: redovi čekanja
paketa, koji čekaju na korišćenje linka� Uskladišti i proslijedi (store
& forward): paketi se pomjeraju za jedan “hop” u intervalu vremenu
❍ Prenos preko linka❍ Čekanje na sledeći link
Podjela kapaciteta na “djeliće”Dodjela resursa
Rezervacija resursa
20
Uvod 1-39
Komutacija paketa: StatističkoMultipleksiranje
Sekvence paketa korisnika A & B nemaju fiksan sadržaj� statističko multipleksiranje.U vremenskom multipleksu svaki host dobija isti slot u okviru vremenskog multipleksa.
A
B
C10 Mb/sEthernet
2,048 Mb/s
D E
Statističko multipleksiranje
Red čekanja paketa koji čekaju na izlazni link
Uvod 1-40
Komutacija paketa vs. komutacija kola
� Odlična za “sporadične” (bursty) podatke❍ zajedničko korišćenje resursa❍ jednostavnija, nema uspostavljanja poziva� Prekomjerno zagušenje: kašnjenje paketa i gubici
❍ potrebni su protokoli za pouzdani prenos podataka i kontrolu zagušenja
� Pitanje: Kako postići performanse nivoa komutacije kola?❍ garantovan kapacitet za potrebe audio/video
aplikacija je problem koji još uvijek nije riješen!
Jeli komutacija paketa “pobjednik”?
21
Uvod 1-41
Mreže sa komutacijom paketa: prosleđivanje� Cilj: pomjeranje paketa unutar rutera od izvora do
destinacije❍ razmatraćemo kasnije više algoritama za selekciju puta
(rutirajućih algoritama)
� Datagram mreža:❍ adresa destinacije u paketu određuje naredni hop (skok)❍ rute se mogu mijenjati tokom sesije❍ analogija: vožnja, traženje informacije o željenom pravcu
� Mreža virtuelnih kola:❍ Svaki paket nosi “etiketu” tzv.tag (ID virtuelnog kola), tag
određuje naredni hop❍ Fiksna putanja se određuje prilikom uspostavljanja poziva, i ostaje
nepromijenjena do kraja sesije❍ ruteri održavaju “per-call” stanje
Uvod 1-42
Uprošćena klasifikacija mrežaTelekomunikacione
mreže
Mreže sa komutacijom kola
Mreže sakomutacijom paketa
Mreže savirt.kolima
Datagrammreže
• Datagram mreža nije ni konektivna ni nekonektivna.• Internet obezbjeđuje konektivni (TCP) i nekonektivniservis (UDP) aplikacijama.
22
Uvod 1-43
Višenivovska mrežna arhitektura, protokoli, modeli servisa
Uvod 1-44
“Višenivovska arhitektura”Mreže su kompleksne! � Mnogo elemenata:
❍ hostovi❍ ruteri❍ linkovi❍ aplikacije❍ protokoli❍ hardware,
software
Pitanje:Postoji li nada da se može
urediti struktura mreže?
23
Uvod 1-45
Organizacija avio putovanja
� Serija koraka
karta (kupovina)
prtljag (provjera)
gejt (ukrcavanja)
uzlijetanje
navođenje aviona
karta (žalba)
prtljag (podizanje)
gejt (iskrcavanje)
slijetanje
navođenje aviona
navođenje aviona
Uvod 1-46
Organizacija leta: drugačiji pogled
Nivoi: svaki nivo implementira jedan servis❍ Preko sopstvenih inter-nivovskih akcija❍ Oslanjajući se na servise nivoa ispod
karta (kupovina)
prtljag (provjera)
gejt (ukrcavanje)
pista (uzlijetanje)
navigacija aviona
Odlazni aerodrom
Dolazni aerodormKontrole leta na trasi izmeđudva aerodroma
Navigacija aviona Navigacija aviona
karta (žalba)
Prtljag (podizanje)
gejt (iskrcavanje)
pista (slijetanje)
Navigacija aviona
karta
prtljag
gejt
Uzlijetanje/slijetanje
Usmjeravanje aviona
24
Uvod 1-47
Zašto višenivovska struktura?Rad sa kompleksnim sistemima:� eksplicitna struktura dozvoljava identifikaciju, vezu
između elemenata kompleksnih sistema❍ Nivovski (višeslojni) referentni model za diskusiju� Modularizacija olakšava nadzor, nadogradnju sistema
❍ Promjena implementacije višenivovskog servisa je transparentna ostatku sistema
❍ npr., promjena procedure ukrcavanja ne utiče na ostatak sistema
Uvod 1-48
Internet arhitektura� Nivo aplikacije: protokoli koji podržavaju
mrežne aplikacije❍ FTP, SMTP, STTP
� Nivo transporta: protokoli zaduženi za prenos od kraja do kraja
❍ TCP, UDP
� Nivo mreže: protokoli zaduženi za rutiranje datagrama od izvora do destinacije
❍ Internet Protocol (IP), rutirajući protokoli
� Nivo linka : protokoli zaduženi za prenos podataka između susjednih mrežnih elemenata
❍ PPP, Ethernet
� Fizički: biti “po žici”
Nivo aplikacije
Nivo transporta
Nivo mreže
Nivo linka
Fizički nivo
25
Uvod 1-49
ISO/OSI referentni model� Nivo prezentacije: dozvaljava
aplikacijama razumijevanje značenja podataka, npr., enkripcije, kompresija,...� Nivo sesije: sinhronizacija, oporavak
razmjene podataka,...� Internet nema ove nivoe!
❍ Ovi servisi ako su potrebni se implementiraju unutar nivoa aplikacije
Nivo aplikacije
Nivo prezentacije
Nivo sesijeNivo transporta
Nivo mreže
Nivo linka
Fizički nivo
Uvod 1-50
Internet okosnica i ISP-i
26
Uvod 1-51
Struktura Interneta: mreža svih mreža
Tier 1 ISP
Tier 1 ISP
Tier 1 ISP
Tier-2 ISPTier-2 ISP
Tier-2 ISP Tier-2 ISP
Tier-2 ISP
lokalniISPlokalni
ISPlokalniISP
lokalniISP
lokalniISP Tier 3
ISP
lokalniISP
lokalniISP
lokalniISP
Uvod 1-52
Struktura Interneta: mreža svih mreža
� paket se prenosi preko mnogo mreža!
Tier 1 ISP
Tier 1 ISP
Tier 1 ISP
Tier-2 ISPTier-2 ISP
Tier-2 ISP Tier-2 ISP
Tier-2 ISP
lokalniISPlokalni
ISPlokalniISP
lokalniISP
lokalniISP Tier 3
ISP
lockalniISP
lokalniISP
lokalniISP
27
Uvod 1-53
Uvod 1-54
Kratka istorija Internet-a
28
Uvod 1-55
Istorija Interneta
� 1961: Kleinrock – teorija redova čekanja je pokazala efikasnost komutacije paketa� 1964: Baran – komutacija
paketa u vojnim mrežama� 1967: ARPAnet je
zamišljena od strane Advanced Research Projects Agency� 1969: prvi ARPAnet čvor
je pušten u rad
� 1972:❍ ARPAnet je javno
prezentovan❍ NCP (Network Control
Protocol) je prvi host-host protokol
❍ prvi e-mail program❍ ARPAnet ima 15 čvorišta
1961-1972: Prvi principi komutacije paketa
Uvod 1-56
Istorija Interneta
� 1970: ALOHAnet satelitska mreža na Havajima� 1973: Metcalfe u doktorskoj
tezi predlaže Ethernet� 1974: Cerf i Kahn -
arhitektura za međupovezivanje mreža� Kasne 70-te: sopstvene
arhitekture: DECnet, SNA, XNA� Kasne 70-te : komutacija
paketa fiksne dužine (ATM preteča)� 1979: ARPAnet ima 200
čvorišta
Cerf and Kahn principi međupovezivanja:
❍ minimalizam, autonomija – nikakve interne promjene nijesu potrebne za međupovezivanje mreža
❍ “best effort” model servisa
❍ “stateless” ruteri❍ decentralizovana
kontrolaDefiniše današnju Internet arhitekturu
1972-1980: Međupovezivanje, nove i privatne mreže
29
Uvod 1-57
Istorija Interneta
� 1983: primjena TCP/IP� 1982: definisan SMTP
e-mail protokol� 1983: definisan DNS
za “ime-u-IP adresu”translaciju� 1985: definisan FTP
protokol� 1988: TCP kontrola
zagušenja
� nove nacionalne mreže: Csnet, BITnet, NSFnet, Minitel� 100,000 hostova
povezanih u “konfederaciju” mreža
1980-1990: novi protokoli, umnožavanje mreža
Uvod 1-58
Istorija Interneta
� Rane 1990-te: gašenje ARPAneta� 1991: NSF skida restrikcije na
komercijalno korišćenje NSFnet (ugašena, 1995)� rane 1990-te: Web
❍ hypertext [Bush 1945, Nelson 1960’s]
❍ HTML, HTTP: Berners-Lee❍ 1994: Mosaic, kasnije
Netscape❍ kasne 1990-te:
komercijalizacija Web-a
Kasne 90-te – 2000te:� više “killer” aplikacija: instant
messaging (ICQ), peer2peer file sharing (npr., Napster)� zaštita� oko 50 miliona hostova, preko
100 miliona korisnika� linkovi okosnice funkcionišu na
Gb/s2011:� Dvije milijarde korisnika� Bežični pristup� Govor i Video preko IP� P2P aplikacije: BitTorrent (file
sharing), Skype (VoIP), PPLive (video)� Još aplikacija: YouTube,
Facebook, Twitter,..
1990, 2000’s: komercijalizacija, Web, nove aplikacije
30
Uvod 1-59
Kašnjenje u računarskim mrežama
Uvod 1-60
Kako nastaju gubici i kašnjenje?Paketi se smještaju u red čekanja (queue) u baferima rutera� Dolazna brzina paketa prevazilazi kapacitet odlaznog
linka� Paketi čekaju na slanje
A
B
paket se prenosi (kašnjenje)
Paketi čekaju (kašnjenje)
slobodni (dostupni) baferi: dolazni paketi se odbacuju(gube) ako nema slobodnih bafera
31
Uvod 1-61
Četiri izvora kašnjenja paketa
� 1. obrada u čvorištu:❍ Provjera greške na bitu❍ Utvrđivanje odlaznog linka❍ …
A
B
Propagacija
Prenos
Obrada u čvorištu Čekanje
� 2. Čekanje❍ Vrijeme čekanja za prenos
na odlaznom linku❍ Zavisi od nivoa zagušenosti
rutera❍ …
Uvod 1-62
Kašnjenje u mrežama sa komutacijom paketa
3. Kašnjenje uslijed prenosa:� R=kapacitet linka (b/s)� L=veličina paketa (bit)� Vrijeme slanja jednog
paketa po linku = L/R
4. Kašnjenje uslijed propagacije:� d = dužina fizičkog linka� s = brzina prostiranja po
medijumu � Kašnjenje uslijed propagacije
= d/s
A
B
Propagacija
Prenos
Obrada učvorištu Čekanje
Napomena: s i R su dvije različite veličine
32
Uvod 1-63
Analogija sa karavanom
� Vozila se “prostiru” brzinom od 100 km/h
� Naplatne rampe naplaćuju taksu za 12 s (vrijeme prenosa)
� vozilo~bit; karavan ~ paket
� Pitanje:Koliko je potrebno da se karavan “postroji” ispred druge naplatne rampe?
� Vrijeme da se “gurne” kompletan karavan kroz naplatnu stanicu na auto putu je 12*10 = 120 sec
� Vrijeme da poslednje vozilopređe od prve do druge naplatne rampe: 100km/(100km/h)= 1 h
� Odgovor: 62 minuta
Naplatna rampa
Naplatnarampa
Karavan od 10 auta
100 km 100 km
Uvod 1-64
Analogija sa karavanom (nastavak)
� Vozila se sada“prostiru” brzinom od 1000 km/h� Naplatnoj stanici treba
1 min da naplati taksu� Pitanje: Da li će vozila
vozila stići do druge naplatne stanice prije nego što se sva vozila ne obrade na prvoj?
� Da! Poslije 7 min, prvo vozilo će biti na drugoj naplatnoj rampi dok će još uvijek 3 vozila čekati na prvoj.
� Prvi bit paketa može stići do narednog rutera prije nego što je čitav paket prenesen preko prvog rutera!
Naplatna rampa
Naplatnarampa
Karavan od 10 auta
100 km 100 km
33
Uvod 1-65
Kašnjenje u čvorištu
� dproc = vrijeme obrade❍ tipično nekoliko mikrosekundi ili manje
� dqueue = kašnjenje uslijed čekanja❍ zavisi od zagušenja
� dpren = kašnjenje uslijed prenosa❍ = L/R, značajno na linkovima malih kapaciteta
� dprop = vrijeme propagacije❍ nekoliko mikrosekundi do nekoliko stotina milisekundi
nodal proc queue pren propd d d d d= + + +
Uvod 1-66
Kašnjenje uslijed čekanja
� R=kapacitet linka (b/s)� L=veličina paketa (bit)� a=srednja dolazna
brzina paketa [pak/s]
Intenzitet saobraćaja = La/R
� La/R ~ 0: srednje kašnjenje uslijed čekanja je malo� La/R -> 1: kašnjenje postaje veliko� La/R > 1: više saobraćaja “dolazi” nego što može da
“ode”, srednje kašnjenje je beskonačno!
Srednje kašnjenje uslijed čekanja
34
Uvod 1-67
“Realna” Internet kašnjenja i rute
� Kako izgledaju “realna” Internet kašnjenja & gubici? � Traceroute: daje mjerenja kašnjenja od izvora do
rutera duž Internet puta od kraja izvora do kraja do destinacije. Za svako i:
❍ šalje tri paketa koji će dostići ruter i na putu do destinacije
❍ ruter i će vratiti paket pošiljaocu❍ pošiljalac mjeri vrijeme između slanja i odgovora.
3 mjerenja
3 mjerenja
3 mjerenja
Uvod 1-68
“Realna” Internet kašnjenja i rute
1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms17 * * *18 * * *19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms
traceroute: od gaia.cs.umass.edu do www.eurecom.frTri mjerenje kašnjenja odgaia.cs.umass.edu do cs-gw.cs.umass.edu
* Nema odgovora (pokušaj propao, ruter ne odgovara)
preko-okeanskilink
