Informatika | Hálózatok » A hálózati réteg

GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 3 SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 1/11 5. FEJEZET 5. HÁLÓZATI RÉTEG * 5.1 FORGALOMIRÁNYÍTÁS 5.2 TORLÓDÁSVEZÉRLÉS 5.3 X HÁLÓZAT 5.4 KERET RELÉZÉS 4 : GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 3 SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 2/11 HÁLÓZATI RÉTEG I. 4 : A hálózati réteg feladata a csomagok eljuttatása a forrástól a célig - csomópontokon keresztül. Megoldások: • a rendszer kialakításakor alakítjuk ki az útvonalakat („bedrótozzuk”), • a kommunikáció kezdetén döntünk arról, hogy a teljes üzenet csomagjai milyen útvonalon jussanak el a rendeltetési helyükre, • csomagonként változó, a hálózat vonalainak terhelését figyelembe vevő alternatív útvonalválasztás lehetséges. Az összeköttetés alapú hálózatoknál az összeköttetést virtuális áramkörnek (VÁ) szokták nevezni. Összeköttetés mentes

hálózatokban az áramló csomagokat datagramoknak nevezik. GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 3 SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 3/11 4 HÁLÓZATI RÉTEG II. Fogalmak: B csomópontok (IMP-ek), a gráf éleit a mérték jellemzi, átlépések száma (hop), 2 A 6 2 E 2 1 C 7 4 G F 3 3 2 2 D H be routing tábla, ki legrövidebb út PUFFEREK : GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 3 SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 4/11 4 ELŐNYÖK-HÁTRÁNYOK Tárgy Datagram hálózat : Virtuális áramkörös hálózat Áramkör létesítése Nincs Címzés Minden csomagban forrás és Csak egy rövid, virtuális célcím áramkört azonosító cím Állapotinformáció Az alhálózat nem hordoz Forgalomirányítás A csomagok útvonala A VÁ létesítése meghatározza egymástól független az útvonalat Csomóponti hatása az IMP-ben hibák Csak csomagokra Torlódásvezérlés

Nehéz megoldani Alkalmas Összeköttetés-alapú összeköttetés-mentes szolgálathoz is. Szükséges Táblázatokban tárolt lévő Összes, az IMP-n átmenő VÁ megsemmisül Könnyű, ha elegendő puffer van és Összeköttetés-alapú szolgálathoz GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 3 SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 5/11 5.1 FORGALOMIRÁNYÍTÁS - BEVEZETÉS I 4 : Feladata: a csomagok irányítása: merre és hogyan közlekedési analógia Bonyolultsága a topológiától függ. Pl. pont-pont, gyűrű, csillag, fa 1. vezérlésmód; (hogyan döntsünk?) 2. döntésfolyamat; (milyen esetben?) 3. információ-karbantartó folyamat; (hálózati forgalmi ismeretek frissítése) 4. továbbító eljárás (hogyan jut el a vezérlési információ a csomópontokhoz) Fajtái: determinisztikus - adaptív GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 3 FORGALOMIRÁNYÍTÁS - BEVEZETÉS II. SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK

Hálózati réteg 6/11 4 : determinisztikus forgalomirányítás: olyan rögzített eljárás, amelyet a változó feltételek nem befolyásolnak; elszigetelt adaptív forgalomirányítás: amelynél minden csomópont hoz irányítási döntéseket, de csak helyi információk alapján; elosztott adaptív forgalomirányítás: amelynél a csomópontok információt cserélnek azért, hogy az irányítási döntéseket a helyi és a kapott információkra együtt alapozhassák; központosított adaptív forgalomirányítás: amelynél a csomópontok a helyi forgalmi információikat egy közös irányító központnak jelentik, amely erre válaszul forgalomirányítási utasításokat ad ki az egyes csomópontok részére. GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 3 SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 7/11 4 FORGALOMIRÁNYÍTÁSI ALGORITMUSOK 5.11 Determinisztikus forgalomirányítás: * véletlen forgalomirányító eljárás - „bolyong” *

elárasztásos forgalomirányító eljárás B felé 5.12 Adaptív forgalomirányítás: * központosított: RCC -Routing Control Center A felé 0.9 szinkron -aszinkron frissités * elszigetelt: „forró krumpli” elv * fordított tanulás módszere * elosztott: csomópontoknál táblacsere milyen gyakran? C felé 0.6 0.8 IMP X felől : GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 3 SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 8/11 5.2 TORLÓDÁS 4 : A várakozási sorok, amelyeknek ezeket a csomagokat be kellene fogadniuk, állandóan tele vannak. Ezt a helyzetet nevezzük torlódásnak (congestion). A torlódás szélsőséges esete a befulladás (lock-up) vagy holtpont (A <=>B és minden puffer tele) Megoldások: Pufferek foglalása (VÁ) - Csomageldobás módszere Izometrikus torlódásvezérlés (engedélycsomagok) Lefojtó csomagok használata (Kuj=a*Krégi+(1-a)f Kvonalterhelés f-pill. terh) GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI

RENDSZEREK INTÉZET 9 3 5.3 X25 HÁLÓZAT DTE (user) oldal Kapcsolat típus DCE(node)oldal Packet Level (virtuális kapcsolat) Packet Level Frame Level (virtuális kapcsolat) Frame Level Fizikai Szint tényleges kapcsolat Fizikai Szint Felhasználói folyamat D T E D C E SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 9/11 Hálózat szállítási funkció Csomag szintű interfész Csomag szintű interfész Keret szintű interfész HDLC Keret szintű interfész HDLC Fizikai interfész X.21 vagy V24 (RS232) Fizikai interfész X.21 vagy V24 (RS232) X.21 vonal vezérlő vagy V.24 modem X.21 vonal vezérlő vagy V.24 modem DTE+DCE EGYÜTT= X.25 INTERFÉSZ 4 : Ez egy CCITT ajánlás, amely a felhasználó (az adatvég-berendezés, DTE=Data Terminal Equipment) és a hálózat (adatáramkör végződő berendezés, DCE= Data Circuit terminating Equipment) közötti interfészt definiálja. Az X.25 ajánlás alapján elkészített berendezések az ISO OSI 7 szintű

referencia modell alsó három szintjét valósítják meg, miközben maga az ajánlás végső soron a network (3.) és transport (4.) szint közti interfészt definiálja, vagyis az X.25 a 4-7 szinten elhelyezkedő alkalmazások számára nyújt hálózati szolgáltatást. GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 3 SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 10/11 5.4 KERETRELÉZÉS 4 : NEM A CSOMAGOKAT, HANEM AZ ADATKAPCSOLATI SZINT KERETEIT VISZIK ÁT A MEGFELELŐ MINŐSÉGŰ HÁLÓZATON. A KERETRELÉZÉS EGY X25-HÖZ HASONLÓ MÓDSZER, BÁR AZ X.25-HÖZ ELTÉRŐEN NEM MEGBÍZHATÓ ÖSSZEKÖTTETÉST BIZTOSÍT, NINCS A SEBESSÉGET ÉS VEVŐ FOGADÓKÉPESSÉGÉT FIGYELEMBE VEVŐ ÁRAMLÁSVEZÉRLÉS (FLOW CONTROL).AZ ÁTVITELHEZ HDLC KERETEKET HASZNÁL, AHOL AZ ADATRÉSZ AKÁR 4 KBÁJT IS LEHET. A KERETEK EGY VAGY TÖBB, ÁLLANDÓ KAPCSOLATRA BEÁLLÍTOTT VIRTUÁLIS ÁRAMKÖRÖN (DATA LINK CONNECTION IDENTIFIER = DLCI) KERESZTÜL HALADNAK. MIVEL A

HIBAMENTES KERETÁTVITELT NEM FIGYELIK, EZÉRT A FELETTE LÉVŐ RÉTEG (HDLC IPC, TCP/IP) FELADATA A HIBÁK FELISMERÉSE, ÉS A HIBÁS KERETEK MEGISMÉTELTETÉSE. EZ AZONBAN NEM AKKORA PROBLÉMA, MERT A KERETRELÉZÉST ÁLTALÁBAN NEM ANALÓG (PL. TELEFON) VONALAKON, HANEM A KIS HIBAARÁNNYAL MŰKÖDŐ DIGITÁLIS OPTIKAI ÁTVITELI VONALAKON KERESZTÜL VALÓSÍTJÁK MEG. MIVEL NINCS ÁRAMLÁSVEZÉRLÉS, A VEVŐ AZOKAT A KERETEKET, AMELYEKET NEM KÉPES VENNI, EGYSZERŰEN ELDOBJA. GÁBOR DÉNES FŐISKOLA INFORMATIKAI RENDSZEREK INTÉZET 9 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 3 ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK A FEJEZETHEZ SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK Hálózati réteg 11/11 4 : Mi a csomag és a keret közötti különbség? Mi a hálózati réteg feladata? Mi a virtuális áramkör és a datagram? Milyen előnyei és hátrányai vannak? Mi a forgalomirányítás és miért van rá szükség? Mi a routing tábla? Mikor egyszerű a forgalomirányítás

megvalósítása? Függ a topológiától? Mi a forgalomirányítás négy fő funkciója? Milyen vezérlésmódokat különböztetünk meg? Mi a determinisztikus és az adaptív forgalomirányítás közötti különbség? Fogalmazza meg a legrövidebb út meghatározásának célját és módszerét! Mi az a mérték, és mitől függ? Ismertesse a véletlen forgalomirányítás módszerét! Ismertesse az elárasztásos forgalomirányító eljárás módszerét! Ismertesse a központi adaptív forgalomirányítás módszerét! Ismertesse az elszigetelt forgalomirányítás módszerét! Mi az a „forró krumpli” algoritmus? Mi a fordított tanulás módszere? Ismertesse az elosztott adaptív forgalomirányítás módszerét! Mi a torlódás, és mi a torlódásvezérlés célja? Mi a befulladás? Mutasson be néhány módszert a torlódás elkerülésére! Mutassa be a lefojtó csomagokat használó módszert! Foglalja össze az X.25 hálózat legfontosabb tulajdonságait!

Ismertesse a három alapvető csomagtípusú szolgálatot! Mi az a PAD? Ismertesse az X.25 hálózat három (fizikai-, keret- és csomagszintű) protokollszintjét!