Sieci lokalne – protokoły warstwy łącza danych

1. Wykład 3 Sieci lokalne – protokoły warstwy łącza danych Przedmiot: Sieci komputerowe Ryszard Wiatr

2. Warstwowy model OSI Warstwa Góra Warstwa aplikacji 7 6 Warstwa prezentacji CCITT – Consultative Committee on International Telegraphy Warstwa sesji 5 and Telephony 4 Warstwa transportowa Genewa 1978 Warstwa sieciowa 3 LLC ( Logical Link Control ) 2 Warstwa łącza danych MAC ( Media Access Control ) 1 Warstwa fizyczna Dół

3. Model warstwowy ISO/OSI Niektóre protokoły stosowane w Internecie Stos protokołów Warstwa aplikacji Warstwa aplikacji Telnet FTP HTTP SMTP POP DNS NFS SNMP RIP Warstwa prezentacji Warstwa sesji TCP UDP Warstwa transportowa Warstwa transportowa Warstwa sieciowa Warstwa sieciowa (Internetu) IP ICMP Warstwa łącza danych Warstwa dostępu do sieci ARP SLIP PPP Token Ring FDDI inne… CSMA/CD Ethernet Warstwa fizyczna

4. Enkapsulacja danych Każda kolejna warstwa dodaje lub usuwa kolejny nagłówek Każda warstwa zna format danych wymagany do komunikacji Przez warstwę niższą DANE NAGŁÓWEK 1 DANE NAGŁÓWEK 2 NAGŁÓWEK 1 DANE NAGŁÓWEK 3 NAGŁÓWEK 2 NAGŁÓWEK 1 DANE

5. Nadawca Odbiorca Warstwa 7 Warstwa 7 .... .... Warstwa 2 Warstwa 2 Warstwa 1 Warstwa 1 Sieć

6. Enkapsulacja danych Każda kolejna warstwa dodaje lub usuwa kolejny nagłówek Każda warstwa zna format danych wymagany do komunikacji przez warstwę niższą DANE NAGŁÓWEK 1 DANE NAGŁÓWEK 2 NAGŁÓWEK 1 DANE NAGŁÓWEK 3 NAGŁÓWEK 2 NAGŁÓWEK 1 DANE

7. Funkcje warstwy fizycznej: Nadawanie: zamiana danych znajdujących się w ramkach na strumienie binarne realizacja takiego sposobu dostępu do nośnika, jak tego żąda warstwa łącza danych przesyłanie danych szeregowo, jako strumień binarny, bit po bicie Odbieranie: oczekiwanie na dane przychodzące do stacji adresowane do niej odbieranie strumieni binarnych o właściwym adresie przekazywanie strumieni binarnych do warstwy łącza danych, która składa z niego z powrotem ramki Nie sprawdza integralności danych

8. Warstwa fizyczna (physical layer): Zapewnia transmisję danych pomiędzy węzłami sieci. Definiuje interfejsy sieciowe i medium transmisji. Określa m.in. sposób połączenia mechanicznego (wtyczki, złącza), elektrycznego (poziomy napięć, prądów), standard fizycznej transmisji danych. Warstwa łącza danych (data link layer): Zapewnia niezawodność łącza danych. Definiuje mechanizmy kontroli błędów w przesyłanych ramkach lub pakietach - CRC (Cyclic Redundancy Check). Jest ona ściśle powiązana z warstwą fizyczną, która narzuca topologię. Warstwa ta często zajmuje się również kompresją danych. W skład jej obiektów wchodzą sterowniki urządzeń sieciowych, np.: sterowniki (drivery) kart sieciowych oraz mosty (bridge) i przełączniki (switche).

9. CSMA/CD Długość odcinka czasu czekania po wykryciu kolizji, przed następną próbą nadania pakietu: Ti = Ri * S gdzie: S - szerokość szczeliny czasowej Ri - liczba losowa z przedziału <1, 2n-1>, n=min(i,10), samo losowanie wg pewnego algorytmu związanego z adresem karty sieciowej

10. Szczelina czasowa S czas transmisji 512 bitów dla sieci Ethernet 10 i 100Mb/s 4096 bitów dla sieci 1Gb/s. Czas ten wynika on z: czasu potrzebnego na dotarcie sygnału z jednego końca sieci o największej długości na drugi koniec i powrót tego sygnału maksymalnego czasu potrzebnego na uporanie się z kolizją w razie jej wystąpienia (wykrycie kolizji i wysłanie sygnału przez czas wymuszania kolizji) Aby każdy z nadawców wykrył kolizje, długość ramki musi być przynajmniej taka jak S. Czas potrzebny do rozprzestrzenienia się kolizji do wszystkich stacji w sieci musi być mniejszy niż S. Stacje nie mogą zakończyć transmisji ramki zanim kolizja nie zostanie zidentyfikowana przez wszystkie stacje w sieci. Długość 512 bitów szczeliny czasowej wyznacza najmniejszy rozmiar ramki Ethernetowej na 64 bajty. Wszystkie ramki mniejsze niż 64B są traktowane jako fragmenty kolizji i automatycznie odrzucane przez stacje odbiorcze.

11. Dane techniczne dla Ethernetu 10 MB/s wg standardu 802.3: Odstęp międzyramkowy - IFG 9,6 μs Szerokość szczeliny czasowej 51,2 μs Czas wymuszania kolizji 3,2 μs Maksymalna długość ramki 1518 B Minimalna długość ramki 64 B

12. Pakiet ethernetowy IEEE 802.3 podstawowa Długość pól w oktetach 7 1 6 6 2 46 - 1500 4 Adres docelowy Adres źródłowy Preambuła SFD Długość Dane FCS ramka Preambuła - naprzemienny ciąg bitów 0 i 1, służacy do synchornizaci tranmsmisji i informaujący o nadchodzącej ramce SFD - Ogranicznik początku ramki, 10101011, wskazuje jej pocztąek FCS - Sekwecja kontrolna ramki w procesie CRC - cyklicznej kontroli nadmiarowej

13. Format ramki Token Ring Długość pól w oktetach 1 1 6 6 43 - 1497 1 Ogranicznik początku ramki Sterowanie dostępem Adres odbiorcy Adres nadawcy Dane Ogranicznik końca ramki Token: Ogranicznik początku ramki 1 oktet Pole sterowania dostępem 1 oktet Ogranicznik końca ramki 1 oktet

14. Format ramki FDDI Długość pól w oktetach Preambuła Kontrola ramki Ogranicznik początku ramki Adres odbiorcy Adres nadawcy Sekwencja kontrolna ramki Ogranicznik końca ramki Dane Stan ramki Token: Preambuła 8 oktetów Ogranicznik początku ramki 1 oktet Kontrola ramki 1 oktet Ogranicznik końca ramki 1 oktet

15. Token Ring Specyfikacja IEEE 802.5 Dane wysyła stacja posiadająca znacznik Dane są „doklejane” do znacznika Dane przekazywane są stacji docelowej po dotarciu do niej Aby znacznik został zwolniony, musi dotrzeć do stacji początkowej Szybkość transmisji 4/16 MB/s Topologia pierścieniowa lub pierścieniowo-gwiaździsta Karty sieciowe np. PC Adaptor do magistral ISA, lub TRN/A Adaptor, zastosowanie jednostek MAU

16. Ramka LCC Ethernet Długość pól w oktetach 7 1 6 6 2 43 - 1497 4 Podramka LCC Dane FCS Adres docelowy Adres źródłowy SFD Długość 1 1 1 Punkt dostępu do usługi docelowej Punkt dostępu do usługi źródłowej Pole kontroli

17. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Nośnik - światłowody Dane wysyła stacja posiadająca znacznik Po wysłaniu danych stacja wysyła znacznik dalej Ramki synchroniczne i asynchroniczne Czas alokacji synchroniczne TTRT (Target Token Rotation Time) Szybkość transmisji 100/1000 MB/s Rozbudowana obsługa błędów W pierścieniu może jednocześnie krążyć wiele ramek pochodzących od różnych stacji Niezawodność (pętle w podwójnym pierścieniu) Ramka okrąża pełny pierścień i jest usuwana przez stację, która ją wysłała

18. Ramka Ethernet SNAP Długość pól w oktetach 7 1 6 6 2 38 - 1492 4 Podramka SNAP Dane FCS Adres docelowy Adres źródłowy SFD Długość 1 1 1 3 2 Punkt dostępu do usługi docelowej Punkt dostęu do usługi źródłowej Pole kontroli Unikatowy identyfikator organizacyjny Identyfikator protokołu