ICT+ Introduction to Networks ดร. สุรศักดิ์ มังสิงห์ E-mail: surasak.mu@spu.ac.th mungsing@gmail.com URL: http://www.spu.ac.th/~surasak.mu

ICT+ Agenda SUN 13/07/51 (0900-1200): Guided and Wireless Networks SUN 06/07/51 (0900-1200): Overview (1300-1600): Network Topology and Basic Protocols SAT 12/07/51 (0900-1200): Principle of Data Communication SUN 13/07/51 (0900-1200): Guided and Wireless Networks (1300-1600): Networking Devices and Software and Internet SAT 19/07/51 (0900-1200): Switching and Routing SUN 20/07/51 (0900-1200): Network Security (1300-1600): Examination

Switching and Routing

Switching Networks การส่งข้อมูลระยะไกลมักจะกระทำผ่านเครือข่ายของสวิทช์ (switched nodes) โหนด (Nodes) ต่างๆไม่สนใจกับเนื้อหาข้อมูล สถานีปลายทาง Computer, terminal, phone, etc. กลุ่มของโหนดและการเชื่อมต่อคือเครือข่ายสื่อสาร (communications network) ข้อมูลถูกจัดเส้นทางโดยการสลับสาย หรือ สวิทช์ จากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่ง

Simple Switched Network

Circuit Switching อุทิศเส้นทางการสื่อสารให้กับ 2 สถานีสื่อสาร 3 ระยะการทำงาน สถาปนาการเชื่อมต่อ (Establish) รับส่งข้อมูล (Transfer) ยกเลิกการเชื่อมต่อ (Disconnect) ต้องมีความสามารถด้านการสวิทช์และช่องสัญญาณ (switching capacity and channel capacity) เพื่อสถาปนาการเชื่อมต่อ ต้องมีความฉลาดในการคำนวณการจัดเส้นทาง

Circuit Switching - Applications ไม่มีประสิทธิภาพ (Inefficient) ความสามารถของช่องสัญญาณถูกอุทิศให้กับคู่การสื่อสารตลอดช่วงการเชื่อมต่อ ถ้าไม่มีข้อมูล ความสามารถของช่องสัญญาณนั้นก็สูญเปล่า การสถาปนาเชื่อมต่อเป็นกระบวนการที่ต้องใช้เวลา เมื่อสถาปนาการเชื่อมต่อแล้ว การส่งข้อมูลจะดูเสมือนคู่การสื่อสารเชื่อมต่อกันโดยตรง พัฒนาขึ้นสำหรับใช้กับการสื่อสารด้วยเสียง(โทรศัพท์)

Public Circuit Switched Network

Telecomms Components ผู้เช่าสมาชิก (Subscriber) อุปกรณ์สื่อสารถูกเชื่อมต่อกับเครือข่าย สายสัญญาณผู้เช่าสมาชิก (Subscriber line) สายจากบ้านต่อกับจุดเชื่อมต่อเครือข่ายของผู้ให้บริการ (Local Loop หรือ Subscriber loop) การเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่าย (Connection to network) ระยะทางไม่เกิน 10 กิโลเมตร ชุมสาย (Exchange) Switching centers End office - supports subscribers สายโทรศัพท์ใหญ่ (Trunks) Branches between exchanges Multiplexed In telephony, the local loop (also referred to as a subscriber line) is the physical link or circuit, that connects from the demarcation point of the customer premises to the edge of the carrier, or telecommunications service provider, network. In computer networking, trunking defines using multiple network cables or ports in parallel to increase the link speed beyond the limits of any one single cable or port. This is called port trunking or link aggregation. Trunks may be used to interconnect switches, such as major, minor, public and private switches, to form networks.

Circuit Establishment

Circuit Switch Elements

Circuit Switching Concepts สลับสายแบบจิตัล (Digital Switch) ผู้ใช้รู้สึกเหมือนเป็นการเชื่อมต่อโดยตรง ส่วนต่อประสานเครือข่าย (Network Interface) หน่วยควบคุม (Control Unit) สถาปนาการเชื่อมต่อ (Establish connections) ปกติแล้วทำการเชื่อมต่อเมื่อมีความต้องการ ดำเนินการและตอบสนองความต้อง ตรวจสอบว่าปลายทางว่างหรือไม่ สร้างเส้นทางการเชื่อมต่อ รักษาการเชื่อมต่อ (Maintain connection) ยกเลิกการเชื่อมต่อ (Disconnect)

Blocking or Non-blocking เครือข่ายไม่สามารถเชื่อมต่อคู่สายได้เนื่องจากมีการใช้งานเต็มแล้ว มีในเครือข่ายประเภท blocking network ใช้ในระบบสื่อสารด้วยเสียง เป็นการใช้งานช่วงสั้นๆ เครือข่ายประเภทเชื่อมต่อได้ทันทีทุกเวลา (Non-blocking) ยอมให้มีการเชื่อต่อทุกคู่สายทันที ใช้สำหรับการสื่อสารข้อมูล

Space Division Switching พัฒนาใช้กับการสื่อสารแบบอะนาล็อก ส้นทางสื่อสารแบบกายภาพแยกจากกัน Crossbar switch Number of crosspoints grows as square of number of stations Loss of crosspoint prevents connection Inefficient use of crosspoints All stations connected, only a few crosspoints in use Non-blocking A crossbar switch is one of the principal architectures used to construct switches of many types. Originally the term was used literally, for a matrix switch controlled by a grid of crossing metal bars, and later was broadened to matrix switches in general. Crossbar switches are sometimes referred to as "cross-point switches," "crosspoint switches," or "matrix switches." The other principal switch architectures are that of a memory switch or a crossover switch.

Multistage Switch Three Stage Space Division Switch ลดจำนวนของcrosspoints ในเครือข่ายมีหลายเส้นทางสื่อสาร มีการควบคุมที่ซับซ้อน อาจเป็บแบบ blocking Three Stage Space Division Switch

Time Division Switching ระบบดิจิตัลสมัยใหม่พึ่งพาการควบคุมอุปกรณ์ทั้งทางกายภาพและการจัดสรรเวลาอย่างชาญฉลาด มีการใช้เทคนิคการจัดสรรเวลาสำหรับการสถาปนาและรักษาวงจรเมือน(virtual circuits) แยกกระแสบิตที่มีความเร็วต่ำเป็นส่วนๆเพื่อส่งร่วมกับกระแสบิตที่มีความเร็วสูงกว่าในช่องทางสื่อสารที่ใช้ร่วมกัน

Circuit-Switching Stages การสถาปนาวงจร (Circuit establishment) การส่งข้อมูล (Data transfer) point-to-point from endpoints to node internal switching/multiplexing among nodes การยกเลิกวงจร (Circuit disconnect)

Circuit Establishment Station ร้องขอการเชื่อมต่อจาก node Node กำหนดเส้นทางเดินที่ดีที่สุดของข้อมูล แล้วส่งข้อมูลไปยัง link ถัดไป แต่ละ node ถัดไปพิจารณาสร้างเส้นทางเดินของข้อมูลต่อไป หลังจากที่ node ต่างๆได้สร้างการเชื่อมต่อเสร็จแล้ว จะมีการส่ง test message ออกไปเพื่อทดสอบว่าฝ่ายรับ พร้อม/สามารถ รับข้อมูลหรือไม่

Data Transfer เป็นการส่งข้อมูลแบบ Point-to-point จาก station ผู้ส่งไปยัง node การส่งข้อมูลจะเป็นแบบ Internal switching และ multiplexed จาก node ถึง node ทำการส่งข้อมูลแบบ Point-to-point จาก node ไปยัง station ผู้รับ โดยทั่วไปจะเป็นการเชื่อมต่อแบบ full-duplex ตลอดช่วงการสื่อสาร

Circuit Disconnect เมื่อการส่งข้อมูลเสร็จสมบูรณ์ station หนึ่งจะทำการตัดการติดต่อ จะต้องมีการแพร่สัญญาณไปยัง nodes ทั้งหมดที่ใช้ในการส่งข้อมูลเพื่อคืนทรัพยากรให้กับระบบ

การทำงานพื้นฐานของ Packet Switching ข้อมูลถูกส่งไปเป็นแพ็กเก็ตขนาดเล็ก โดยทั่วไปมีขนาด1000 octets ข้อความยาวๆ จะถูกแบ่งเป็นชุดของแพ็กเก็ต แต่ละแพ็กเก็ตประกอบด้วยส่วนของข้อมูลผู้ใช้และส่วนของข้อมูลควบคุม ข้อมูลควบคุม (Control info) ข้อมูลการจัดเส้นทาง (ที่อยู่เครือข่าย) แพ็กเก็ตถูกรับมาและพักเก็บไว้ระยะสั้นๆ ก่อนส่งผ่านไปยังโหนดต่อไป เป็นลักษณะการทำงานแบบ Store and forward

Use of Packets

Advantages ประสิทธิภาพของการใช้งานสายสื่อสารดีขึ้น (Line efficiency) เส้นทางเชื่อมต่อระหว่างโหนดหนึ่งกับอีกโหนดหนึ่งสามารถให้แพ็กเก็ตต่างๆใช้ร่วมกันในช่วงเวลาเดียวกัน แพ็กเก็ตถูกเก็บในคิวและจัดส่งให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การปรับอัตราความเร็วของข้อมูล (Data rate conversion) แต่ละสถานีเชื่อมต่อกับโหนดด้วยอัตราความเร็วของมันเอง โหนดจะพักข้อมูลไว้ถ้าหากจำเป็นจะต้องปรับอัตราการรับส่งข้อมูลเป็นอัตราเดียวกัน แพ็กเก็ตจะถูกรับไว้ทั้งหมดแม้ว่าเครือข่ายจะยังไม่ว่าง การส่งอาจช้าลง สามารถมีลำดับความสำคัญได้

Packet Switching Technique สถานีจะแบ่งข้อความยาวๆเป็นแพ็กเก็ต แพ็กเก็ตเหล่านั้นจะถูกส่งไปทีละแพ็กเก็ตในเครือข่าย แพ็กเก็ตถูกส่งออกไปได้ 2 แบบ คือ ดาต้าแกรม (Datagram) วงจรเสมือน (Virtual circuit)

Datagram แต่ละแพ็กเก็ตถูกส่งโดยอิสระต่อกัน แพ็กเก็ตสามารถไปเส้นทางใดก็ได้ที่จะพาไปถึงปลายทาง แพ็กเก็ตอาจไปถึงเส้นทางไม่ตามลำดับ แพ็กเก็ตอาจตกหล่นสูญหายระหว่างทาง ขึ้นอยู่กับฝ่ายผูรับที่จะทำการจัดลำดับแพ็กเก็ตใหม่และจัดการกับแพ็กเก็ตที่สูญหายระหว่างทาง

Datagram Diagram

Virtual Circuit สถาปนาเส้นทางที่ได้เตรียมไว้ก่อนการส่งแพ็กเก็ต สถาปนาการร้องขอและการตอบรับเพื่อส่งแพ็กเก็ต(handshake) แต่ละแพ็กเก็ตมีตัวบ่งชี้วงจรเสมือนแทนที่จะเป็นที่อยู่ผู้รับ (virtual circuit identifier) ไม่มีการตัดสินใจเกี่ยวกับการเลือกเส้นทางสำหรับแต่ละแพ็กเก็ต ยกเลิกการร้องขอและยกเลิกวงจร ไม่เป็นการใช้เส้นทางแต่ผู้เดียว (Not a dedicated path)

Virtual Circuit Diagram

Virtual Circuits vs Datagram เครือข่ายสนับสนุนการจัดลำดับและการควบคุมความผิดพลาด การส่งแพ็กเก็ตทำได้อย่างรวดเร็วกว่า ไม่ต้องตัดสินใจเกี่ยวกับการเลือกเส้นทาง มีความน่าเชื่อถือน้อย ถ้ามีโหนดเสีย จะสูญเสียวงจรที่ผ่านโหนดนั้นทั้งหมด Datagram ไม่มีขั้นตอนการสถาปนาเส้นทาง ทำงานได้ดีกว่าถ้ามีแพ็กเก็ตจำนวนไม่มาก มีความยืดหยุ่นกว่า การจัดเส้นทางสามารถหลีกเลี่ยงส่วนของเครือข่ายที่มีการจราจรคับคั่ง

Packet Size

Circuit vs Packet Switching Performance เวลาที่ใช้สำหรับการเดินทางของสัญญาณ (Propagation delay) ระยะเวลาที่ทำการส่งข้อมูล (Transmission time) เวลาที่เสียไปในแต่ละโหนด (Node delay)

Event Timing

Packet-Switched Congestion Control เมื่อการใช้สายสัญญาณมากกว่า 80% ความยาวของคิวจะมากขึ้นอย่างรวดเร็ว การควบคุมสภาวะคับคั่งทำโดยการจำกัดความยาวของคิวเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลสถานะระหว่างโหนด สัญญาณควบคุมปรับการเคลื่อนไหลของข้อมูลโดยใช้โปรโตคอลของส่วนต่อประสาน (โดยปกติใช้ X.25)

Routing Algorithms

Network Layer Design Issues การสลับเส้นทางเดินแพ็กเกตด้วยวิธีจัดเก็บและส่งต่อ (Store-and-Forward Packet Switching) การบริการให้กับชั้นสื่อสารนำส่งข้อมูล (Services Provided to the Transport Layer) การให้บริการบนระบบสื่อสารแบบไม่มีการเชื่อมต่อ (Implementation of Connectionless Service) การให้บริการบนระบบสื่อสารแบบมีการเชื่อมต่อ (Implementation of Connection-Oriented Service) การเปรียบเทียบระหว่างวงจรเสมือนและดาต้าแกรม (Comparison of Virtual-Circuit and Datagram Subnets)

Store-and-Forward Packet Switching แพ็กเกตจะถูกจัดเก็บไว้จนกว่าข้อมูลทั้งแพ็กเกตจะเดินทางมาถึงอย่างครบถ้วน Router จะทำการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลก่อนส่งต่อให้ router ตัวต่อไป The environment of the network layer protocols.

Services Provided to the Transport Layer วัตถุประสงค์ในการออกแบบบริการในชั้นควบคุมเครือข่าย บริการที่มีให้แก่ชั้นนำส่งข้อมูลต้องเป็นอิสระจากเทคโนโลยีที่ใช้ในการค้นหาเส้นทางเดินข้อมูล ชั้นนำส่งข้อมูลจะต้องไม่ไปเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของเส้นทางเดินข้อมูล วิธีการกำหนดที่อยู่ในเครือข่ายที่ส่งให้ชั้นนำส่งข้อมูลจะต้องอยู่ในรูปแบบมาตรฐานที่เป็นที่เข้าใจได้แม้ในระบบต่างแบบกัน

Connectionless and Connection-oriented Services บริการที่มีให้ในชั้นควบคุมเครือข่ายมี 2 แบบ Connectionless Service แพ็กเกตถูกจัดเส้นทางอย่างอิสระจากแพ็กเก็ตอื่นๆ แพ็กเก็ตดังกล่าวเรียกว่า Datagram ระบบเครือข่ายย่อยเรียกว่า datagram subnet Connection-oriented Service เส้นทางเดินข้อมูลจาก router ต้นทางไปยัง router ปลายทางต้องถูกกำหนดขึ้นก่อน การเชื่อมต่อแบบนี้เรียกว่าวงจรเสมือน (virtual circuit) ระบบเครือข่ายย่อยเรียกว่า virtual circuit subnet

Implementation of Connectionless Service Routing within a diagram subnet.

Connection-Oriented Service Routing within a virtual-circuit subnet.

Comparison of Virtual-Circuit and Datagram Subnets 5-4

Routing Algorithms The Optimality Principle Shortest Path Routing Flooding Distance Vector Routing Link State Routing Hierarchical Routing Broadcast Routing Multicast Routing Routing for Mobile Hosts Routing in Ad Hoc Networks

Conflict between fairness and optimality. Routing Algorithms (2) ถ้าปริมาณข้อมูลที่ไหลจาก A ไป A’ จาก B ไป B’ และจาก C ไป C’ มากพอที่จะทำให้การส่งข้อมูลทางแนวราบอิ่มตัว ถ้าต้องการให้ระบบนี้มีประสิทธิภาพโดยรวมสูงสุดแล้ว การสื่อสารระหว่าง X และ X’ ควรจะต้องถูกระงับไว้ก่อน Conflict between fairness and optimality.

The Optimality Principle ถ้า router หนึ่ง (จุด B) อยู่บนเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดระหว่างผู้ส่ง (จุด A) และผู้รับข้อมูล (จุด C) แล้ว เส้นทางนั้นจะเป็นเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดระหว่าง router นั้น (จุด B) กับผู้รับข้อมูล (จุด C) ด้วย (a) A subnet. (b) A sink tree for router B.

Shortest Path Routing Dijkstra (1959) ได้นำเสนอ algorithm สำหรับการค้นหาเส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างจุด 2 จุด The first 5 steps used in computing the shortest path from A to D. The arrows indicate the working node.

Flooding เป็นวิธีการที่ไม่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมของระบบ Router จะส่งแพ็กเกตที่รับเข้ามาออกไปทุกทิศทางที่มีการเชื่อมต่อกับ router ยกเว้น router ที่เป็นผู้ส่งเข้ามา วิธีนี้จะเพิ่มปริมาณข้อมูลในเครือข่ายเข้ามาอย่างมากมายซึ่งส่วนมากจะเป็นข้อมูลที่ซ้ำกัน ต้องมีกรรมวิธีอื่นเข้าช่วยเพื่อไม่ให้เกิดข้อมูลมหาศาลในเครือข่าย การใส่ต้วเลขนับจำนวน router เข้าไปในข้อมูลส่วนหัว การจัดทำบันทึกแพ็กเกตที่ได้ส่งออกไปแล้วเพื่อที่จะได้ไม่ต้องส่งออกไปอีก

Distance Vector Routing เป็น algorithm เลือกเส้นทางแบบ dynamic Router ต้องสร้างตารางเก็บข้อมูลซึ่งบอกระยะทางและเส้นทางที่ดีที่สุดในการส่งแพ็กเกตไปยัง router ต่างๆ มีการปรับปรุงข้อมูลในตารางอยู่เสมอโดยแลกเปลี่ยนข่าวสารกันระหว่าง router ที่อยู่ติดกัน มาตรวัดที่ใช้ได้แก่ จำนวน router ในเส้นทาง เวลารอคอยตลอดเส้นทาง จำนวนแพ็กเกตที่รอการนำส่ง เป็นต้น

Distance Vector Routing ถ้า Router J ต้องการคำนวนเวลาส่งข้อมูลไปยัง Router G: 1) ส่งข้อมูลผ่าน Router Aใช้เวลา 8 มิลลิวินาที 2) จาก A ไปยัง G ใช้เวลา 18 มิลลิวินาที่ เวลารวม = 8+18=28 มิลลิวินาที ในทำนองเดียวกัน ถ้าส่งผ่าน I, H, และ K จะใช้เวลารวม (10+31=41), (12+6=18), และ (6+31=37) ตามลำดับ เวลาที่ดีที่สุดคือ18 ดังนั้น J บันทึกเวลา18 ผ่าน H (a) A subnet. (b) Input from A, I, H, K, and the new routing table for J.

Link State Routing เป็น algorithm แบบ dynamic เหมาะสำหรับสายส่งที่มีความเร็วสูง แต่ละ Router ต้องต้องทำสิ่งต่อไปนี้ ทำความรู้จักกับ Router ข้างเคียงและเรียนรู้ที่อยู่บนเครือข่ายของ Router เหล่านั้น คำนวณระยะเวลารอคอยหรือ cost ในการติดต่อกับ router ข้างเคียง สร้างแพ็กเกตสำหรับส่งข้อมูลที่ตนเองรวบรวมมาได้ ส่งแพ็กเกตไปยัง router ทุกตัว คำนวณระยะทางที่สั้นที่สุดสำหรับการติดต่อไปยังแต่ละ router

Hierarchical Routing ผลที่ตามมาจากการที่เครือข่ายมีจำนวน router มากขึ้นเรื่อยคือ เป็น algorithm ที่แบ่ง router ในระบบออกเป็นกลุ่มเล็กๆเรียกว่า region Router ใน region เดียวกันทราบเส้นทางที่จะส่งข้อมูลถึงกัน แต่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับ router ใน region อื่น

Hierarchical Routing ตัวอย่างการจัดแบ่งกลุ่มข้อมูลออกเป็น 2 ระดับ ประกอบด้วย 5 region: การจัดแบบเดิม router 1A ต้องมีข้อมูลถึง 17 รายการ เมื่อจัดแบบ 2 ระดับ router 1A จะมีรายการเหลือเพียง 7 รายการ ดังนั้นเมื่อจำนวน router เพิ่มมากขึ้นเท่าใด วิธีการนี้จะช่วยลดจำนวนรายการในตารางข้อมูลได้มากยิ่งขึ้น Hierarchical routing.

Broadcast Routing ต้องการให้ Host สามารถส่งข่าวสารชุดเดียวกันไปยัง Host อื่นๆได้หลายตัวหรือทุกตัวในระบบ ส่งข้อมูลโดยตรง สร้างแพ็กเกตขึ้นมาเท่ากับจำนวน node ทั้งหมดในเครือข่าย แต่ละแพ็กเกตระบุแอดเดรสของแต่ละ node ส่งโดยวิธีการ Flooding - มีการสำเนาข้อมูลจำนวนมาก ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบลดลง ส่งแบบ Multi-destination routing แต่ละแพ็กเกตบรรจุรายการที่อยู่ของจุดหมายปลายทางที่ต้องการทั้งหมด router ตรวจสอบรายการของผู้รับทั้งหมดเพื่อเลือกสายสื่สารที่ต้องใช้แล้วสำเนาแพ็กเกตให้เท่ากับจำนวนสายสื่อสารที่เลือกไว้แล้วปรับปรุงรายการที่อยู่ของผู้รับของแต่ละแพ็กเกตให้ถูกต้อง หลังจากกระจายไปสักพัก แพ็กเกตที่ยังไม่ถึงผู้รับจะเป็นแพ็กเกตรรมดาคือมีผู้รับเพียง node เดียว นำหลักการของ sink tree และ spanning tree มาใช้

Broadcast Routing Reverse path forwarding. (a) A subnet. (b) a Sink tree. (c) The tree built by reverse path forwarding.

Multicast Routing จัดตั้งกลุ่ม – สร้าง ทำลาย เข้าร่วมเป็นสมาชิก ลาออกจากกลุ่ม เพื่อใช้เป็นข้อมูลสำหรับหาเส้นทาง Router แต่ละตัวสร้าง spanning tree ของตนเอง เมื่อ process ทำการแพร่กระจาย packet ข่าวสารออกไปยังกลุ่มของตน router ตัวแรกที่รับแพ็กเกตได้จะเป็นตัวตรวจสอบ spanning tree อย่างทั่วถึง เส้นทางใดไม่สามารถติดต่อกับ host ที่เป็นสามาชิกกลุ่มได้ ก็ตัดทิ้งออกไป

Multicast Routing (a) A network. (b) A spanning tree for the leftmost router. (c) A multicast tree for group 1. (d) A multicast tree for group 2.

Congestion Control

Congestion Control Algorithms General Principles of Congestion Control Congestion Prevention Policies Congestion Control in Virtual-Circuit Subnets Congestion Control in Datagram Subnets Load Shedding Jitter Control

Congestion When too much traffic is offered, congestion sets in and performance degrades sharply.

General Principles of Congestion Control คอยจับตาดูระบบ เพื่อค้นหาส่วนที่เกิดปัญหาความคับคั่งของข้อมูล ส่งข่าวสารนี้ไปบอกน่วยที่รับผิดชอบการแก้ปัญหา ปรับการทำงานของระบบเพื่อแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น

Policies that affect congestion 5-26

Congestion Control in Virtual-Circuit Subnets (a) A congested subnet. (b) A redrawn subnet, eliminates congestion and a virtual circuit from A to B.

Hop-by-Hop Choke Packets (a) A choke packet that affects only the source. (b) A choke packet that affects each hop it passes through.

Jitter Control Jitter: delay of packet delivery QoS (Quality of Service) is a major issue in VOIP implementations. The issue is how to guarantee that packet traffic for a voice or other media connection will not be delayed or dropped due interference from other lower priority traffic. Things to consider are Latency: Delay for packet delivery Jitter: Variations in delay of packet delivery Packet loss: Too much traffic in the network causes the network to drop packets Burstiness of Loss and Jitter: Loss and Discards (due to jitter) tend to occur in bursts (a) High jitter. (b) Low jitter.

Quality of Service

Quality of Service ความต้องการ (Requirements) เทคนิคเพื่อให้ได้คุณภาพการให้บริการสูง (Techniques for Achieving Good Quality of Service) การให้บริการแบบรวมการ (Integrated Services) การให้บริการแยกเฉพาะ (Differentiated Services) Label Switching and MPLS

How stringent the quality-of-service requirements are. 5-30 How stringent the quality-of-service requirements are.

การทำให้การนำส่งแพ็กเกตราบรื่นด้วยการใช้ Buffer Buffering การทำให้การนำส่งแพ็กเกตราบรื่นด้วยการใช้ Buffer

The Leaky Bucket Algorithm อัลกอริธึมถังน้ำรั่ว (a) A leaky bucket with water. (b) a leaky bucket with packets.

The Token Bucket Algorithm 5-34 (a) Before. (b) After.

An example of flow specification. Admission Control 5-34 An example of flow specification.

Packet Scheduling (a) A router with five packets queued for line O. (b) Finishing times for the five packets.

Integrated Services สถาปัตยกรรมสำหรับกระแสข้อมูลมัลติมีเดีย Flow-based algorithm ใช้กับงานประยุกต์ทั้งประเภท unicast และ Multicast Resource reServation Protocol (RSVP) พัฒนาโดย Zhang et al., 1993 ผู้ส่งหลายคนสามารถกระจายข้อมูลไปยังผู้รับหลายกลุ่มได้ ผู้รับแต่ละคนสามารถเปลี่ยนไปรับข่าวสารจากผู้ส่งคนใดก็ได้เมื่อต้องการ บริหารการใช้ช่วงสัญญาณสื่อสารอย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่พยายามกำจัดปัญหาความคับคั่งของข้อมูล

RSVP-The ReSerVation Protocol (a) A network, (b) The multicast spanning tree for host 1. (c) The multicast spanning tree for host 2.

RSVP-The ReSerVation Protocol (2) (a) Host 3 requests a channel to host 1. (b) Host 3 then requests a second channel, to host 2. (c) Host 5 requests a channel to host 1.

Expedited Forwarding การจัดส่งข้อมูลเร่งด่วน (มาตรฐาน RFC 3246) กำหนดโดย IETF Expedited packets experience a traffic-free network.

A possible implementation of the data flow for assured forwarding.

Label Switching and MPLS พัฒนาโดยกลุ่มผูผลิต router โดยเพิ่มป้ายชื่อหรือ label เข้าไปที่ส่วนหน้าของแพ็กเกตและจัดการค้นหาเส้นทางเดินของข้อมูลโดยใช้ข้อมูลจาก label แทนที่จะเป็นหมายเลขที่อยู่ของผู้รับ เทคนิคนี้สามารถค้นหาเส้นทางได้อย่างรวดเร็วและสามารถจัดสำรองทรัพยากรที่ต้องการไว้ให้ได้ตลอดเส้นทางที่นำส่งข้อมูล Transmitting a TCP segment using IP, MPLS, and PPP.

4/4/2017