İleri Düzey Bilgisayar Ağları
Ders 4
İnternet’te Sıkışıklık Denetimi
Mehmet Demirci
1
Bugün
• İnternet’te ölçekleme
• Sıkışıklık denetimi
2
IPv4 yetersiz kalıyor
• Toplam  ≈  milyar adres
• IP adresleri bloklar halinde dağıtılır → parçalanma (fragmentation)
• Son /8 blok da gitti.
• IPv4’da denizin sonuna geldik.
3
Ölçekleme: NAT
Network Address Translation
• Birden çok ağ aynı özel IP adres bölgesini paylaşabilir.
• NAT (Ağ adresi çeviricisi) çıkan paketin kaynak adresini, gelen paketin varış
adresini değiştirir.
4
Ölçekleme: IPv6
IPv6
• Daha çok adrese izin vermesi, daha basit paket başlığına sahip olması, güvenlik
desteği içermesi vb. avantajlarına rağmen kullanımı henüz sınırlıdır.
• 2013 sonunda yönlendirme tablosu girdileri:
16.000 IPv6 vs. 500.000 IPv4
• Neden?
5
IPv6
IPv6
• Kum saati modeli (veya dar bel, narrow waist)
• Her şey IPv4’a bağımlı.
• Geçiş sürecinde uyumsuzluk ortaya çıkabiliyor.
6
IPv6
Geçiş nasıl olmalı?
• Dual Stack: Hem Ipv4 hem IPv6 konuşan cihazlar
• Ya iki tür adresi olacak, ya da IPv6 adresini IPv4’e çevirebilecek.
• 6 to 4 Tunneling: Ortada sadece IPv4 anlayan çekirdek varsa
• IPv6 paketini IPv4 paketinin içine yerleştirerek gönder.
• Tekrar IPv6 anlayan ağa gelince paketten çıkar.
7
Bugün
• İnternet’te ölçekleme
• Sıkışıklık denetimi
8
Sıkışıklık Denetimi
Congestion Control
• Hedef: “İnternet’i taşırmadan doldurmak”
• Paket gönderme hızını ayarlayarak sıkışıklığı gidermek veya sıkışıklık oluşma
ihtimalini azaltmak
9
Sıkışıklık Denetimi
Congestion Control
• Farklı çıkış noktaları (sources) kaynaklar (resources) için rekabet halinde olabilir.
• Farklı çıkış noktaları birbirlerinden haberdar değiller.
• Ağdaki trafik durumundan da haberdar değiller.
10
Sıkışıklık Denetimi
Congestion Collapse (Çöküş)
• Yük arttıkça bir noktada faydadan zarara dönülebilir.
11
Sıkışıklık Denetimi
Hedefler
• Ağ kaynaklarını etkin kullanmak
• Kaynakları adil biçimde paylaştırmak
• Sıkışıklık sebepli çöküşü önlemek
12
Sıkışıklık Denetimi
İki tür yaklaşım
• Uçtan uca
• Ağdan direk bilgi alarak değil, kayıp ve gecikmelerden sonuç çıkararak
• Örnek: TCP
• Ağ destekli
• Yönlendiriciler uç sistemlere yollama hızıyla ilgili tavsiye verir.
13
TCP Sıkışıklık Denetimi
• Paket kayıpları başlayana kadar hızı yükseltmeye devam et.
• TCP varsayımı: Paket kaybı = Sıkışıklık
• TCP hızını nasıl ayarlar?
14
TCP Sıkışıklık Denetimi
Pencere bazlı yöntem
• Henüz karşı taraftan onayı (ack) gelmemiş olan paket sayısına sınır koymak
• Hızı yükseltmek için pencereyi büyüt.
15
TCP Sıkışıklık Denetimi
Pencere bazlı yöntem
• TCP, bir pencere dolusu paket başarıyla ulaşınca pencereyi 1 paket büyütür.
• Additive increase
• TCP, bir paket için onay alamadığında pencereyi yarılar.
• Multiplicative decrease
• Slow start
• Fast retransmit and fast recovery
16
Sıkışıklık Denetimi Hedefleri
Adalet (fairness): Herkes adil payını alır.
Verimlilik veya etkinlik (efficiency): Ağ kaynakları düzgün (israf
edilmeden) kullanılır.
17
Sıkışıklığı Önleme
Congestion Avoidance
• Henüz sıkışıklık oluşmadan önlemler almak
• Yönlendiricinin uç sistemleri uyardığı bir mekanizma kullanılabilir.
18
Sıkışıklığı Önleme
DECbit
• Paket başlığında bir sıkışıklık biti ayrılır.
• Yönlendirici ortalama kuyruk uzunluğuna bakar, 1’den büyükse biti set eder.
• Alıcı bu biti ACK içine kopyalar.
• Gönderici, belli sayıda paketten kaçının bu bitin set edilmesine yol açtığına
bakar. Yarıdan fazlaysa penceresini küçültür, azsa büyütür.
19
Sıkışıklığı Önleme
Random Early Detection (RED)
• Yönlendirici, bir bitle göndericiye haber vermek yerine bir paketi kuyruktan atar.
• Sıkışıklık daha oluşmamışken uyarı yapmış olur.
• Böylece göndericinin hızını azaltmasına yol açar.
20
Sıkışıklığı Önleme
Gönderici temelli sıkışıklık önleme
• Yönlendirici müdahalesi olmadan, kendi RTT ölçümlerine veya gönderim hızına
dayaranak pencere boyutunu ayarlamak
• Örnek: TCP Vegas
21
Sıkışıklığı Önleme
TCP Vegas
• Beklenen hızla gerçek hızı karşılaştır.
• Aradaki fark azsa pencereyi büyüt, çoksa küçült.
• Ağda kuyrukların fazla dolmasına da çok boş kalmasına da izin verme.
22
Sonraki Ders
• İnternet’te ses ve görüntü transferi
• İçerik dağıtım ağları ve eşler arası ağlar
23
Download

Ders notu 4