Protokolle und Schichten

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 41

Host  1

Protokoll und Interface

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 42

Protokoll

High‐Level Objekt

Host  2

Protokoll

High‐Level Objekt

Peer‐to‐peerInterface

ServiceInterface

ServiceInterface

Message‐Sequence‐Chart (MSC)

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 43

H1 H2

Protokollzustandsautomat

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 44

Wait forconnectionrequest

Wait for filerequest

connection request/connection response

close request

file request/file response

Beispiel

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 45

HN S

Service‐Primitiven:

Zustände:

Zeitvorgaben:

Nachrichtenformate:

File f GET_FILE(), void ABORT_FILE_RETRIVAL(), ...

CLIENT_IDLE, CLIENT_WAITS_FOR_FILE, ...

if client waits 1000ms then change to state CLIENT_ERROR

FILE_REQUEST_MESSAGE: |CLIENT_ADR|SERVER_ADR|FILE_NAME|

Host  1

Protokollgraph

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 46

Protokoll 1

Protokoll 3

Protokoll 2

Protokoll 4

Host  2

Protokoll 1

Protokoll 3

Protokoll 2

Protokoll 4

Nachrichtenkapselung

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 47

Host  1

Anwendung 1

Protokoll 1

Protokoll 2

Protokoll 3

Host  2

Daten

DatenH1

DatenH1H2

DatenH1H2H3

Anwendung 1

Protokoll 1

Protokoll 2

Protokoll 3

Daten

DatenH1

DatenH1H2

Host  1

Multiplexing und Demultiplexing

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 48

Protokoll 1

Protokoll 3

Protokoll 2

Protokoll 4

Host  2

Protokoll 1

Protokoll 3

Protokoll 2

Protokoll 4

OSI‐Modell

Grundlagen der Rechnernetze ‐ Einführung 49Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, „Computer Networks“, Fourth Edition, 2003

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: