Application Layer Active Network

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1 Folie 1 Application Layer Active Network Vortrag zur Diplomarbeit Entwicklung eines Netzwerk-Interface zur Steuerung der Datenkommunikation einer Netzwerkkarte geschrieben und gehalten von Martin Wodrich 2004

2 Folie 2 Inhalt Was ist ALAN und was ist nötig dafür? Windows Netzwork Stapel Application Layer Active Network Systemarchitektur Neue Module des Netzwerkstapels Vergleich der TCP/IPv4 Socketaddress mit der TCP/IPv6 Socketaddress Wie funktioniert das? - Beispiel: Webserver Wie funktioniert das? - Formeln Welche Möglichkeiten hat ein Execution Enviroment? Grenzen der Systemarchitektur Einsetzbarkeit bei anderen Versionen von Windows Portierbarkeit Ausblick Noch Fragen?

3 Warum ALAN?

4 Folie 4 Was ist nötig für ALAN? Die Kontrolle des ganzen Netzwerkverkehrs Resource-Management Modifikation von Netzwork-Packeten

5 Windows Netzwork Stapel Teil I (Usermode) Folie 5

6 Windows Netzwork Stapel Teil II (Kernelmode) Folie 6

7 Folie 7 Benutzbar für Anwendungsspezifische Treiber * Layered Service Provider * Intermediate Treiber Ausgewählt für Application Layer Active Network: * Layered Service Provider

8 Application Layer Active Network Systemarchitektur Folie 8

9 Folie 9 Neue Module des Netzwerkstapels ALAN_LSP: Abfangen der Netzwerkzugriffe. Monitor DLL: Koordination aller neuen Komponten und Berechnung von Zeiten und Datenmengen. EE (Execution Enviroment): Durchführen der eigentlichen Datenanpassung. Protokollhelper: Analyse protokollspezifischer Datenstrukturen.

10 Folie Vergleich der TCP/IPv4 Socketaddress mit der TCP/IPv6 Socketaddress TCP/IPv4 TCP/IPv6 andere Socketaddress-Strukturen sind noch unterschiedlicher!!

11 Folie 11 Wie funktioniert das? - Beispiel: Webserver (1) Webserver öffnet einen Socket. Der ALAN_LSP speichert mit Hilfe der Monitor DLL die Socketparameter (Nummer des Sockets, Protokollnummer und Sockettyp) Webserver bindet den Socket an eine Adresse z.b :80 (TCP/IPv4 Adresse Port 80) ALAN_LSP veranlasst ALAN_MON nach einem Protokollhelper zu suchen.

12 Folie 12 Wie funktioniert das? - Beispiel: Webserver (2) ALAN_MON ruft den Protokollhelper auf. Protokollhelper analysiert die Adresse und gibt die Nummer des Anwendungsprotokolls (hier: 80) zurück. ALAN_MON sucht nach dem passenden Execution Enviroment. Webserver nimmt eine (keepalive) Verbindung an.

13 Folie 13 Wie funktioniert das? - Beispiel: Webserver (3) Webbrowser fordert eine Webseite an. Webserver sucht und findet diese und liefert sie durch Aufruf der send-funktion aus. ALAN_LSP ruft ALAN_MON auf um die Daten an die zur Verfügung stehende Bandbreite anzupassen.

14 Folie 14 Wie funktioniert das? - Beispiel: Webserver (4) Da dies der erste Aufruf innerhalb dieser Verbindung ist, existiert keine Messung der zur Verfügung stehenden Bandbreite. Das Execution Enviroment für HTTP wird damit angewiesen die Daten auf die ursprüngliche Größe zu verkleinern (also eigentlich gar nichts zu machen). Das EE analysiert die Daten und stellt fest, das es sich um ein HTML-Dokument handelt und ruft über die ALAN_MON das EE für HTML auf.

15 Folie 15 Wie funktioniert das? - Beispiel: Webserver (5) Das EE für HTML modifiziert das HTML- Dokument. ALAN_LSP mißt die auftrettende Datenrate. Der Webbrowser entdeckt ein eingebettetes JPG-Bild im Dokument und fordert dieses vom Webserver über die (mit keepalive) offengehaltene Verbindung an. Der Webserver ruft nun die send-funktion mit dem Inhalt des JPG-Bildes an.

16 Folie 16 Wie funktioniert das? - Beispiel: Webserver (6) ALAN_MON errechnet die Rate mit der die Anwendung versucht zu senden. Und daraus dann die benötigte neue Länge um die Leitung nicht zu überlasten. ALAN_MON ruft das EE für HTTP auf. Dieses analysiert die Daten und ruft dann mit Hilfe der ALAN_MON das EE für JPG auf. Dieses modifiziert nun die zu sendenen Daten.

17 Folie 17 Wie funktioniert das? - Beispiel: Webserver (7) Der ALAN_LSP mißt die Datenrate. Der Webbrowser bekommt das auf ihn angepasste JPG-Bild ausgeliefert.

18 Folie 18 Wie funktioniert das? - Formeln Berechnung der Datenrate mit der die Anwendung versucht zu senden. Berechnung der Größe der zu sendenen Daten

19 Folie 19 Welche Möglichkeiten hat ein Execution Enviroment? Es macht überhaupt nichts (Ist also nur ein Dummy) Ein anderes Execution Enviroment aufrufen. Eine Virtual Maschine implementieren oder Einfach alles, was Daten modifizieren kann.

20 Folie 20 Grenzen der Systemarchitektur Unbekannte Transportprotokolle Unbekannte Anwendungsprotokolle Unbekannte Datentypen Verbindungslose Netzwerk-Zugriffe Broadcast,Multicast und Anycast (Anycast existiert nur bei TCP/IPv6)

21 Einsetzbarkeit bei anderen Versionen von Windows Folie 21

22 Folie 22 Portierbarkeit Eine Portierung auf Versionen von Windows mit der alten Winsock 1.1 DLL ist nicht so ohne Weiteres möglich. Bei Portierungen auf andere Betriebsysteme ist es vorteilhaft, wenn diese bereits eine Schnittstelle bieten wo man sich in den Datenfluß einklinken kann (ähnlich wie der LSP bei Winsock 2)

23 Folie 23 Ausblick Weitere Arbeiten zu diesem Themenbereich könnten sein: * Das Schreiben einer Managementanwendung * Erweiterung auf andere Transportprptokolle als TCP/IPv4 und TCP/IPv6 (= Schreiben weiterer Protokollhelper. * Schreiben von weiteren Execution Enviroments * Erweiterung der zentralen Komponente Monitor DLL um weitere Funktionen

24 Folie 24 Noch Fragen? Dieser Vortrag ist nun zu Ende. Wenn noch Fragen bestehen so können sie jetzt gestellt werden.

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