Internet Modellunikorn/lehre/gdrn/ws... · 2016. 11. 24. · Internet‐Protokolle Grundlagen der Rechnernetze ‐Einführung 51 Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, „Computer Networks“,

Internet‐Modell

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 50

Nothing statedby TCP/IP model

Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, „Computer Networks“, Fourth Edition, 2003

Internet‐Protokolle

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 51Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, „Computer Networks“, Fourth Edition, 2003

Anwendungssicht auf TCP (oder UDP)

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 52

Erzeugen eines Socketsint socket(int domain, int type, int protocol)

domain : PF_INET, PF_UNIX, PF_PACKET, ...type : SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM, ...protocol : UNSPEC, ...

Passive‐Open auf der Server‐Seiteint bind(int socket, struct sockaddr *address, int len)int listen(int socket, int backlog)int accept(int socket, struct sockaddr *address, int *len)

address : enthält IP-Adresse und Portbacklog : Anzahl erlaubter Pending-Connections

Active‐Open auf der Client‐Seiteint connect(int socket, struct sockaddr *address, int len)

Senden und Empfangen von Datenint send(int socket, char *message, int len, int flags)int recv(int socket, char *buffer, int len, int flags)

Host 2Host 1

Adressen im Internet‐Modell

53

TCP

IP IP

LINK LINK

physical

TCPUDPUDP

physical

Application Application Application Application

PhysikalischeAdresse

IP‐Adresse

Port

Demux‐Key

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung

Performance

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 54

Bandbreite

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 55

1 s1 Sekunde

0 1 1 0 1 10 …

Bandbreite b in obigem Beispiel:

Bps und bps

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 56

Kenngröße Größenordnung WertKBps 210 Byte/s 1.024MBps 220 Byte/s 1.048.576GBps 230 Byte/s 1.073.741.824TBps 240 Byte/s 1.099.511.627.776Kbps 103 Bits/s 1.000Mbps 106 Bits/s 1.000.000Gbps 109 Bits/s 1.000.000.000Tbps 1012 Bits/s 1.000.000.000.000

Vereinfachung für Überschlagsrechnungen:

Zeit x zur Übertragung eines Bits bei Distanz d und Signalausbrei‐tungsgeschwindigkeit l

Propagation‐Delay

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 57

H2

H1

d

Zeit x zur Übertragung von n Bits bei Distanz d Signalausbreitungs‐geschwindigkeit l und Bandbreite b:

Delay einer Single‐Hop‐Übertragung

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 58

H2

H1

d

Zeit x zur Übertragung von n Bits bei Distanz d, Signalausbreitungs‐geschwindigkeit l, Bandbreite b und Queuing‐Zeit q:

Delay einer Multi‐Hop‐Übertragung

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 59

H2

H1

d

Delay‐Bandbreiten‐Produkt

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 60

Bandbreite

Delay

Beispiel: Anzahl Bits n die ein Kanal mit 100ms Latenz und 50MbpsBandbreite speichert

Transferzeit und Effektiver Durchsatz

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 61

H2

H1

Beispiel: Überschlagsrechnung zu Transferzeit z und effektivem Durchsatz d und bei Abrufen einer 1MB Datei über einen Kanal mit 1Gbps Bandbreite und 92ms RTT:

Bitfehlerrate und Paketverlustrate

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 62

010100010111100010011101110010110001101Bitfehler

PaketfehlerPaket  1 Paket  2 Paket 3  Paket 4

Einfacher Zusammenhang zwischen BER und PER, für n Bit Nachrichten ohne Fehlerkorrektur

Additive und Bottleneck‐Kosten

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 63

H1 H2

R1

R2

R3

10ms 5ms 10ms 20ms

1Mbps 1Gbps 1Gbps1Mbps

Beispiel: Delay d und Bandbreite b zwischen zwischen H1 und H2

e1e2 e3 e4

Multiplikative Kosten

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 64

Beispiel: Gesamtpaketerfolgsrate bei gegebenen Paketverlustraten pro Link

H1 H2

R1

R2

R3

p1=2/3p2=1/3 p3=1/2 p4=1/2

e1e2 e3 e4

PerformanceBeispiel: Effektiver Durchsatz von Packet‐Switching

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 65

Delay‐Einsparungen

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 66

H1 H2

Circuit‐Switching

R1 R2 H1 H2

Message‐Switching

R1 R2 H1 H2

Packet‐Switching

R1 R2

Einfluss der Paketgröße 

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 67

H1

H2

R1

R2

Nachrichtenlänge n Bits

Paket‐Payload k Bits

Paket‐Header c Bits

Bandbreite b bps

Delay pro Hop d Sekunden

Anzahl Hops h

Effektiver Durchsatz x

Beispiel‐Plot

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 68

Paketgröße in KB

Effektiver Durchsatz in

 Gbp

s

Nachrichtengröße 1 GB

Bandbreite 1 Gbps

Header‐Größe 64 Byte

Anzahl Hops 10

Delay pro Hop 10 ms