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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