Vernetzte Systeme. Übungsstunde Adrian Schüpbach 21. April 2006

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1 Vernetzte Systeme Übungsstunde Adrian Schüpbach 21. April 2006 Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

2 Organisatorisches keine Testatbedingung Übungen für Abgabe ausdrucken sonst: pdf, ps, dvi, text per Homepage auf Vorschläge für Übungsstunde mitteilen genug Zeit z.bsp. kleine Programmieraufgaben, Java-Lernen,... Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

3 Ziele Kennenlernen von ping und traceroute Verstehen der drei Begriffe Bandbreite Verzögerung Roundtrip-Zeit Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

4 Übersicht 1 Vorbesprechung Begriffe ping und traceroute Besprechung der Aufgaben Abgabe 2 Nachbesprechung 3 Demo Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

5 Begriffe Bandbreite Bandbreite Datenmenge, die pro Zeiteinheit übertragen werden kann üblicherweise in Bit/Sekunde resp. MBit/s angegeben Kabel, das grosse Datenmenge pro Zeiteinheit übertragen kann hohe Bandbreite viele Benützer hohe Bandbreite von Vorteil Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

6 Begriffe Verzögerung Verzögerung Zeit, die benötigt wird, um Nachricht vollständig vom Sender A zum Empfänger B zu senden üblicherweise in ms angegeben wichtig z.bsp. um Filme über das Netz anzuschauen (vorausgesetzt, Bandbreite genügend hoch) Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

7 Begriffe Roundtrip-Zeit Roundtrip-Zeit Zeit, die benötigt wird, bis Sender A Antwort vom Empfänger B erhält gemessen ab dem Sende-Zeitpunkt des Senders A angegeben in ms meistens abgekürzt als rtt Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

8 ping und traceroute ping testen, ob Rechner im Internet lebt ping verschiedene Parameter einstellbar Hilfe mit ping --help (Linux/UNIX) resp. ping /? (Windows) man ping traceroute Weg, über den Paket geht, anschauen traceroute Hilfe auch über man-pages in Linux/UNIX z.t. nicht im Pfad in /usr/sbin oder ev. /sbin nachschauen heisst tracert unter Windows Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

9 ping und traceroute ping testen, ob Rechner im Internet lebt ping verschiedene Parameter einstellbar Hilfe mit ping --help (Linux/UNIX) resp. ping /? (Windows) man ping traceroute Weg, über den Paket geht, anschauen traceroute Hilfe auch über man-pages in Linux/UNIX z.t. nicht im Pfad in /usr/sbin oder ev. /sbin nachschauen heisst tracert unter Windows Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

10 Aufgabe 1 Teil a) Gesucht: 1 Warum ist Rountrip-Zeit einfacher zu messen als Verzögerung? 2 Warum ist in Realität Roundtrip-Zeit!= 2*Verzögerung? 3 mittlere Roundtrip-Zeit für mit ping bestimmen Lösung: ping benützen die 3 Fragen erklären und begründen Ausgaben von ping ausdrucken oder als Text/pdf/ps abgeben Ausgaben auf Bildschirm und in Datei: ping 2>&1 tee ausgaben ping.txt Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

11 Aufgabe 1 Teil a) Gesucht: 1 Warum ist Rountrip-Zeit einfacher zu messen als Verzögerung? 2 Warum ist in Realität Roundtrip-Zeit!= 2*Verzögerung? 3 mittlere Roundtrip-Zeit für mit ping bestimmen Lösung: ping benützen die 3 Fragen erklären und begründen Ausgaben von ping ausdrucken oder als Text/pdf/ps abgeben Ausgaben auf Bildschirm und in Datei: ping 2>&1 tee ausgaben ping.txt Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

12 Aufgabe 1 Teil b) Gesucht: 1 wie kann man mit ping durch variieren der nachrichtengrösse die Bandbreite bestimmen? 2 mit welcher Option von ping kann man Nachrichtengrösse beeinflussen? 3 Bandbreite zu messen Lösung: Ziel: Messen der Bandbreite zu mit ping überlegen, wie man Bandbreite bestimmen kann kleine Formel aufstellen mit nur einer Messung geht es nicht Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

13 Aufgabe 1 Teil b) Gesucht: 1 wie kann man mit ping durch variieren der nachrichtengrösse die Bandbreite bestimmen? 2 mit welcher Option von ping kann man Nachrichtengrösse beeinflussen? 3 Bandbreite zu messen Lösung: Ziel: Messen der Bandbreite zu mit ping überlegen, wie man Bandbreite bestimmen kann kleine Formel aufstellen mit nur einer Messung geht es nicht Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

14 Aufgabe 1 Teil b) Einige Abkürzungen: Name Roundtrip-Zeit (rtt) Bandbreite Paketgrösse weitere Verzögerungen Abkürzung Z R L V Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

15 Aufgabe 1 Teil b) Lösungsansatz Aufgabe mit ping lösen was kann mit ping gemessen werden? Roundtrip-Zeit Roundtrip-Zeit einer Verbindung mit Bandbreite R und Paketgrösse L setzt sich zusammen aus Übertragungsverzögerung weiteren Verzögerungen Verarbeitungszeit vernachlässigen Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

20 Aufgabe 1 Teil b) Wie berechnet man Übertragungsverzögerung? Übertragungszeit = L R (Paketgrösse / Bandbreite) Alles in allem: Name Roundtrip-Zeit (rtt) Bandbreite Paketgrösse weitere Verzögerungen Übertragungsverzögerung Abkürzung Z R L V L R Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

23 Aufgabe 1 Teil b) Alles in Formeln packen: Gesucht: Bandbreite R Lösungsansatz: 1 Roundtrip-Zeit Z=... Formel... 2 Verzögerungen V =... Formeln... (min.) 2 Messungen Paketgrösse L 1 > L 2 und Roundtrip-Zeit Z 1 > Z 2 Annahme: weitere Verzögerungen bei beiden Messungen gleich 2 Formeln für V V eliminieren 3 Bandbreite R=... Formel... Alles einsetzen und auflösen Fragen zu dieser Aufgabe? Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

28 Aufgabe 1 Teil c) Ziel: traceroute kennenlernen 1. und 2. Aufgabe alle Rechner, die logisch gesehen in der Schweiz sind nicht immer ganz eindeutig wer findet den längsten Weg zu einem Rechner im Internet?? Aufgabenstellung: bezüglich Anzahl Hops ev. geographisch, aber mit kleiner Anzahl Hops? Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

29 Aufgabe 1 Teil c) 3. Aufgabe nachschauen, was Parameter bewirkt überlegen, wie man Anzahl Hops herausfinden kann Fehlermeldungen wie könnte man traceroute mit ping simulieren? optional welche Voraussetzungen müssen Rechner auf dem Weg bezüglich Protokollen erfüllen? Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

30 Aufgabe 2 Teil a) Gesucht: Lösung: Fussballspiel in Echtzeit von Zürich nach New York übertragen. Welcher Verbindungsparameter ist der wichtigste? 3 wichtige Begriffe heute kennengelernt... zuerst intuitiv welcher Parameter ist wichtig? warum? danach für beide Übertragungsmöglichkeiten Wert des Parameters berechnen bessere Übergtragungsmöglichkeit anhand der Werte wählen was bedeutet Echtzeit?... ev. Annahmen über die anderen Parameter treffen Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

31 Aufgabe 2 Teil a) Gesucht: Lösung: Fussballspiel in Echtzeit von Zürich nach New York übertragen. Welcher Verbindungsparameter ist der wichtigste? 3 wichtige Begriffe heute kennengelernt... zuerst intuitiv welcher Parameter ist wichtig? warum? danach für beide Übertragungsmöglichkeiten Wert des Parameters berechnen bessere Übergtragungsmöglichkeit anhand der Werte wählen was bedeutet Echtzeit?... ev. Annahmen über die anderen Parameter treffen Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

32 Aufgabe 2 Teil b) Gesucht: Lösung: Enorme Datenmenge muss von der ETH nach New York übertragen werden. Welcher Verbindungsparameter diesmal am wichtigsten? Ab wie grosser Datenmenge lohnt sich Boeing? ähnlich wie Teil a) intuitiv wichtigsten Parameter wählen diesen Wert für beide Übertragungsmöglichkeit berechnen ab welcher Datenmenge lohnt sich Boeing? berechnen Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

33 Aufgabe 2 Teil b) Gesucht: Lösung: Enorme Datenmenge muss von der ETH nach New York übertragen werden. Welcher Verbindungsparameter diesmal am wichtigsten? Ab wie grosser Datenmenge lohnt sich Boeing? ähnlich wie Teil a) intuitiv wichtigsten Parameter wählen diesen Wert für beide Übertragungsmöglichkeit berechnen ab welcher Datenmenge lohnt sich Boeing? berechnen Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

34 Aufgabe 2 Teil c) Gesucht: Verbindung per Satellit zu Schiff im Atlantik. Antwortet Schiff oder New York früher? Welcher Verbindungsparameter diesmal am wichtigsten? auch nochmal sehr ähnlich wie die a) und b) überlegen, welcher Parameter für die Antwort wichtig ist Werte berechnen ev. schon gerechnete Resultate wiederverwenden Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

35 Aufgabe 2 Teil c) Gesucht: Verbindung per Satellit zu Schiff im Atlantik. Antwortet Schiff oder New York früher? Welcher Verbindungsparameter diesmal am wichtigsten? auch nochmal sehr ähnlich wie die a) und b) überlegen, welcher Parameter für die Antwort wichtig ist Werte berechnen ev. schon gerechnete Resultate wiederverwenden Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

36 Aufgabe 2 Teil d) Gesucht: Lösung: Internet zu langsam beim Zugriff auf Seiten in Amerika... 2 Alternativen: 1 Seekabelverbindung gleicher Bandbreite, aber kleinere Verzögerung 2 andere Satellitenverbindung, gleiche Verzögerung, höhere Bandbreite Pro s und Contra s aufstellen wichtige Faktoren aufstellen Entscheiden und Entscheidung begründen welcher Parameter intuitiv am wichtigsten? Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

37 Aufgabe 2 Teil d) Gesucht: Lösung: Internet zu langsam beim Zugriff auf Seiten in Amerika... 2 Alternativen: 1 Seekabelverbindung gleicher Bandbreite, aber kleinere Verzögerung 2 andere Satellitenverbindung, gleiche Verzögerung, höhere Bandbreite Pro s und Contra s aufstellen wichtige Faktoren aufstellen Entscheiden und Entscheidung begründen welcher Parameter intuitiv am wichtigsten? Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

38 Abgabe Berechnungen und Begründungen möglichst auf Papier dann kann ich Korrekturen resp. Häckchen direkt hineinschreiben Ausgaben von ping und traceroute auch abgeben Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

39 Nachbesprechung Aufgabe 2 Spezifikation z.bsp. als Tabelle Protokoll-Lauf ist keine Spezifikation Gab es Probleme? Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

40 Nachbesprechung Aufgabe 2 Spezifikation z.bsp. als Tabelle Protokoll-Lauf ist keine Spezifikation Gab es Probleme? Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

41 Demo zu dieser Aufgabe Java-Server-Programm gemäss Spezifikation implementiert Erweiterung: Add Klient mit telnet simulieren sehr einfach gehalten fehleranfällig erhebliche Sicherheitslücken kein Multithreading, d.h. nur eine Verbindung gleichzeitig funktioniert aber Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24

42 Demo zu dieser Aufgabe Server-Implementation Socket und Streams: Server-Socket mit ServerSocket serv=serversocket(6666) Server hört an lokaler IP-Nummer auf Verbindungen zu Port 6666 Socket s=serv.accept() bei eingehender neuer Verbindung wird sie akzeptiert neuer Socket zur Kommunikation wird zurückgegeben ServerSocket serv bleibt bestehen und hört weiterhin auf eingehende Verbindungen InputStream is=s.getinputstream() durch diesem InputStream können Daten von der Verbindung gelesen werden entsprechend: OutputStream os=s.getoutputstream() Adrian Schüpbach (ETH Zürich) Vernetzte Systeme SS / 24