Überlastkontrolle und Ressourcenzuteilung Flashcards

1
Q

Was bedeutet Überlast?

A
  • Pakete konkurrieren um Bandbreite einer Verbindung
  • bei unzureichender Bandbreite -> Pufferung im Switch
  • bei Pufferüberlauf -> Pakete verwerfen
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2
Q

Wann ist ein Netzwerk überlastet?

A

Häufiger Pufferüberlauf des Netzwerks

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3
Q

Was sind Aufgaben der Überlastkontrolle?

A

Erkennen und schnelles Beenden der Überlast

  • Sender mit hoher Datenrate stoppen
  • Konkurriert mit Fairness

Erkennen von drohenden Überlastsituationen und Vermeidung dieser (Überlastvermeidung)

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4
Q

Was ist der Unterschied zur Flußkontrolle?

A

Flusskontrolle verhindert das EIN Sender seinen Empfänger überlastet.

Überlastkontrolle verhindert, dass MEHRERE Sender einen TEIL des Netzwerks überlasten.

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5
Q

Was beschreibt das Congestion Windows?

A
  • Sender kann noch so viele Bytes senden, ohne Netzwerk zu überlasten
  • groß bei wenig Überlast
  • klein bei viel Überlast
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6
Q

Was ist die Grundidee von Additive Increase / Multiple Decrease?

A

Wenn Überlastfenster vollständig übertragen wurde
-> vergrößere Fenster um 1 Paket (additiv)

Wenn Paket verloren geht -> halbiere Fenster (mulitplikativ)

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7
Q

Wozu wird Slow Start verwendet?

A

normal: Start mit max. Congestion Window
- > zu aggressiv, kann zu Überlast führen

ABER: Additive Increase dauert zu lange

Lösung:

  • Start mit CongestionWindow=Maximum Segment Size
  • Verdopplung bis zum ersten Timeout
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8
Q

Wozu wird Slow Start ebenfalls verwendet?

A

Wenn eine Verbindung bis zu einem Timeout blockiert

  • Paket X geht verloren
  • Senderfester ausgeschöpft, keine weiteren Pakete
  • nach Timeout: X neu übertragen, kumulatives ACK öffnet Sendefenster wieder
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9
Q

Was ist Fast Retransmit / Fast Recovery?

A
  • Lange Timeouts führen oft zu Blockieren der Verbindung
  • Idee: Paketverlust auch durch Duplikat-ACKs erkennbar
  • nach 3ten Duplikat-ACK:
  • -Paket neu übertragen
  • -CongestionWindow halbieren ohne Slow Start

-Slow Start nur noch am Anfang und bei wirklichem Timeout

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10
Q

Was ist das Ziel der Überlastvermeidung?

A

Reduzierung der Senderate, BEVOR Überlast (Paketverlust)

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11
Q

Welche zwei Alternativen gibt es zur Erkennung drohender Überlast?

A

Router-zentrisch

Host-zentrisch

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12
Q

Was ist mit Router-zentrischer Überlastvermeidung gemeint?

A
  • Router melden an Hosts, wenn sie Senderate reduzieren sollen
  • Basis: mittlere Länge der Paket-Warteschlange im Router
  • DECbit, RED
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13
Q

Was ist mit Host-zentrischer Überlastvermeidung gemeint?

A
  • quellenbasierte Ü-Vermeidung
  • Host beobachten Anzeichen drohender Überlast selbst
  • z.B. steigende Latenz, sinkender Durchsatz
  • TCP Vegas
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14
Q

Was ist DECbit?

A
Router überwacht mittlere Länge des Puffers
bei Überschreiten:
-R setzt Überlastbit (Warnbit) im Header
-Empfänger kopiert Warnbit in sein ACK
-Sender reduziert Senderate
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15
Q

Wie wird bei DECbit die Senderate reduziert?

A

Überlastfenster mit Additive Increase / Mulitple Decrease
Zählen der ACKs mit Warnbits:
->50%: 7/8 Fenster
-<50%: Fenstergröße++

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16
Q

Was ist RED bei Überlastvermeidung?

A

Random Early Detection
Router überwacht mittleren Puffer
Verwerfen zufälliger Pakete (Drop-Wahrscheinlichkeit)

17
Q

Was ist TCP Vegas

A

host zentrisch
Vergleich erwarteter und erreichter Durchsatz
Ziel: belege konstante, kleine Zahl von Puffern im Router
je nach Differenz: linear verkleinern oder vergrößern

18
Q

Was ist Quality of Service (QoS)?

A

Dienstgüten
Daten teilweise in Echtzeit (Best Effort zu wenig)
versch. Dienstklassen mit versch. Garantien

19
Q

Was sind die zwei Methoden zur Unterstützung von QoS?

A

Feingranluare Ansätze

Grobgranulare Ansätze

20
Q

Was sind feingranulare Ansätze?

A
  • stellen Dienstgüte für einzelne Datenflüsse bereit
  • im Internet: Integrated Services
  • benötigt viel “Intelligenz” in Routern (aufwendig)
21
Q

Worauf basieren IntServ (feingranular)? (2)

A

Basis: zusätliche Dienstklassen

  • Guaranteed Service
  • -für intolerante Anwendungen
  • -Netz garantiert maximale Verzögerung
  • Controlled Load Service
  • -für tolerante, adaptive Anwendungen
  • -emuliert wenig belastetes Netzs

RSVP erlaubt Reservierungen

22
Q

Wozu wird IntServ (feingranular) z.B. verwendet?

A

Unterstützung von Multimedia Streaming

23
Q

Welche Mechanismen erbringt Integrated Services (fein)?

A

FlowSpecs (Dient-/Flussbeschreibung)
Zugangskontrolle (Wer Daten bereitstellen)
Ressourcen-Reservierung
Paket Scheduling

24
Q

Wozu dient der Token Bucket Filter?

A

Wandelt Datenstrom so um, dass:

  • mittlere Datenrate höchstens r ist
  • Bursts mit höherer Rate auf eine Größe von B Bytes beschränkt sind
  • -d.h. Router mit Datenrate r am Ausgang braucht höchstens B Bytes an Puffer
25
Q

Was ist die Idee des Token Bucket Filter?

A
  • Sender benötigt für jedes gesendete Byte ein Token
  • Sender startet mit 0 Token
  • Bekommt r Token pro Sekunde
  • kann max. B Token akkumuieren
26
Q

Was ist das RSVP Reservierungsprotokoll?

A

Ziel: Robustheit verbindungsloser Netze erhalten
Daher: Soft State mit periodischem Aufrischen (30s)

RSVP unterstützt Mulitcast Flüsse (Reservierung erfolgt durch Empfänger)

  1. Sender schickt PATH-Nachricht mit TSpec
  2. Empfänger schickt RESV Nachricht mit Anforderungen (RSpec) entlag derselben Route
27
Q

Was ist WFQ (feingranular)?

A

bei GS: eine Warteschlange pro Fluss, Weighted Fair Queueing (WFQ)
-Fair Queueing mit Gewichtung der Warteschlange

bei CLS: gemeinsame Wareschlange mit WFQ

28
Q

Was sind grobgranulare Ansätze?

A
  • Stellen Dienstgüte nur für aggregierten Verkehr bereit
  • im Internet: Differentiated Services
  • einfacher in den Routen, skalierbarer
  • keine wirklichen Ende-zu-Ende Garantien
29
Q

Was sind Differentiated Services?

A

Einteilung des Verkehrs in Klassen

Zuteilung der Ressourcen an Klassen statt einzelne Ströme

30
Q

Was ist Expedited Forwarding (grobgranular)?

A

Ziel: Pakete mit EF-ID mit minimaler Verzögerung und kleinsten Paketverlust weiterleiten
Implementierung durch strikte Prioirät
WFQ mit entsprechender hoher Gewichtung von EF

31
Q

Was ist Assured Forwarding (grobgranular)?

A

Ziel: gute Bandbreite bei geringer Verlustrate

4 Klassen á 3 Drop-Prioritäten