FUNKCIJE NIVOA VEZE IV POGLAVLJE

1. FUNKCIJE NIVOA VEZE IV POGLAVLJE

2. FUNKCIJA NIVOA VEZE • Na nivou veze, u saglasnosti sa OSI modelom, potrebno je obaviti veći broj specifičnih funkcija koje se odnose na: • ostvarivanju servisa za potrebe mrežnog nivoa, • odredjivanju načina grupisanja bitova fizičkog nivoa u okvire, • manipulisanju sa greškama u prenosu, • regulisanju toka prenosa okvira tako da se i spori prijemnici ne "prenatrpaju" porukama od strane brzih predajnika

3. Position of the data-link layer

4. Data link layer duties

5. SERVISI NA MREŽNOM NIVOU • Nivo veze treba da obezbedi usluge mrežnom nivou. • Osnovna usluga (servis) odnosi se na prenos podataka sa mrežnog nivoa izvorne mašine ka mrežnom nivou odredišne mašine. • Kod izvorišne mašine na mrežnom nivou egzistira jedan proces (zadatak) koji predaje odredjeni broj bitova nivou veze radi njihovog prenosa ka odredištu.

6. VIRTUELNA I STVARNA KOMUNIKACIJA Virtuelna komunikacija Stvarna komunikacija

7. STANDARDNE USLUGE Nivo veze može biti projektovan da pruži različite usluge, najstandardnije su: • nepotvrdjivanje okvira • potvrdjivanje okvira • potvrdjivanje brojivih poruka

8. STANDARDNE USLUGE -nepotvrdjivanje okvira- • Izvorna mašina predaje nezavisne okvire odredišnoj pri čemu ih odredišna ne potvrdjuje. • Na početku i na kraju prenosa ne uspostavlja se i raskida veza, respektivno. • Ako se signal izgubi zbog šuma na liniji ne zahteva se novi pokušaj za slanje. • Ovaj tip prenosa koristi se kod pouzdanih komunikacija.

9. STANDARDNE USLUGE -potvrdjivanje okvira- • Svaki okvir se predaje i potvrdjuje individualno. • Predajnik zna da li je okvir korektno ili ne stigao do prijemnika. • Ako za specificirani vremenski period okvir nije stigao do prijemnika on se šalje ponovo. • Ovaj tip usluga pogodan je za korišćenje kod nepouzdanih veza kakve standardno srećemo kod bežičnog prenosa.

10. STANDARDNE USLUGE -potvrdjivanje brojivih poruka- • Izvorišna i odredišna mašina pre početka prenosa uspostavljajuvezu. • U toku prenosa, svaki predati okvir se numeriše. • Usluga na nivou veze garantuje da će se svaki okvir korektno primitii da će okviri biti primljeni u ispravnom redosledu.

11. FORMIRANJE OKVIRA • Podaci koji se predaju šalju se u obliku okvira. • Okvir čini deo poruke. • Jedan od standardnih pristupa za detekciju grešaka koji se koristi na nivou veze zasniva se na podeli niza podataka na diskretne okvire i izračunavanju suma-provere (checksum) za svaki okvir. • Kada okvir pristigne, na prijemnoj strani suma provere izračunava se ponovo. • Kada je novodobijena suma provere različita od one koja je sastavni deo okvira, nivo-veze zna da se javila greška i preuzima odgovarajuće akcije (obično se zahteva od predajnika ponovo da pošalje loše primljeni okvir).

12. DEOBA NIZA BITOVA NA OKVIRE • Deoba niza bitova može se ostvariti koristeći jednu od sledećih metoda: • brojanje znakova • karakteri početak i kraj prenosa, sa umetanjem karaktera • umetanje bita

13. DEOBA NIZA BITOVA NA OKVIRE -BROJANJE ZNAKOVA- • Odredjenim poljem u okviru zaglavlja specificira se broj karaktera u okviru Primer: • Kada nivo-veze na odredišnom kraju izdvoji iz zaglavlja broj-karaktera, on zna koliko karaktera slede • Problem kod ovog algoritma se javlja ako dodje do greške u prijemu broj-karaktera • Prijemnik će izaći iz sinhronizacije i neće biti u stanju da locira početak novog okvira.

14. DEOBA NIZA BITOVA NA OKVIRE -karakteri početak i kraj prenosa, sa umetanjem karaktera- • Početak prenosa svakog okvira karakteriše ASCII karakter sekvenca STX DLE, a kraj sekvenca DLE ETX • DLE je Data Link Escape, STX je Start of Text, a ETX je End of Text. • Ako odredište izgubi trag o granicama okvira ono analizira niz STX DLE ili DLE ETX da bi se ustanovilo u kom je stanju. • Ozbiljan problem kod ovog metoda se javlja kod prenosa binarnih podataka kakvi su objektni programi ili FP brojevi. Naime, može da se dogodi da se par karaktera STX DLE ili DLE ETX javi u okviru podataka što ima za efekat narušavanje granica okvira. • Postoji više načina da se uspešno reši ovaj problem. Jedan od njih je sledeći: Predajnik na nivo veze (link layer) pre svakog ASCII DLE karaktera umeće (ubacuje) u nizu karaktera po još jedan DLE karakter. • Ova tehnika se naziva umetanje-karaktera (character stuffing).

15. DEOBA NIZA BITOVA NA OKVIRE -karakteri početak i kraj prenosa, sa umetanjem karaktera- Primer: (a) podaci koji se predaju od nivoa-veze; (b) podaci nakon umetanja; (c) podaci nakon restauriranja

16. Example of byte stuffing data link escape (DLE) characters

17. DEOBA NIZA BITOVA NA OKVIRE -umetanje bita- • Okvir podataka može da sadrži proizvoljan broj bitova • Svaki okvir počinje i završava specijalnim bit oblikom 0111110koji se naziva flag-bajt. • Kada predajnik na nivou-veze u informacionom delu naidje na pet uzastopnih jedinica on ubaci 0 u izlaznom nizu bitova. • Kada prijemnik naidje na pet uzastopne jedinice, iza čega sledi 0 bit, on automatski izbacuje umetnuti 0 bit. • Ova tehnika se naziva bit stuffing

18. DEOBA NIZA BITOVA NA OKVIRE -umetanje bita- Primer: • početni podaci; • podaci na liniji; • podaci nakon obnavljanja

19. Bit stuffing Note: Bit stuffing is the process of adding one extra 0 whenever there are five consecutive 1s in the data so that the receiver does not mistake the data for a flag.

20. Bit stuffing and removal-in HDLC

21. Bit stuffing algorithm-in HDLC

22. KONTROLA GREŠKE • Svaki okvir karakteriše markirani početak i kraj • Pitanje:Kako je predajnik siguran da su svi okviri koji su predati mrežnom nivou na odredišnoj strani stigli i prihvaćeni u korektnom redosledu ? • Problem se rešava na sledeći način: Protokolom je odredjeno da prijemnik pošalje predajniku pozitivnu ili negativnu potvrdu o pristiglim okvirima. • Ako predajnik primi pozitivnu potvrdu o okviru on zna da je okvir primljen korektno, u suprotnom sledi negativna potvrda. Za slučaj da je potvrda negativna, predajnik ponovo šalje isti okvir prijemniku. • Predajnik na početku predaje okvira aktivira svoj interni tajmer. U slučaju da se prijemnik nije odazvao za specificirani vremenski period, sa pozitivnom ili negativnom potvrdom, to znači da okvir nije stigao do prijemnika, pa predajnik ponovo šalje istu.

23. UPRAVLJANJE TOKOM PRENOSA • Drugi važni projektanski zahtev koga treba imati u vidu je sledeći: Šta se dešava ako predajnik želi sistematski da predaje podatke brzinom koja je veća od one sa kojom prijemnik može da ih prihvati ? • Standardno ovaj problem se rešava na sledeći način: Na nivou protokola su definisana pravila koja odredjuju kada predajnik može da preda novi okvir. • Pravila definišu da se predajniku zabrani nova predaja sve dok prijemnik ne garantuje da je spreman da primi novi okvir.

24. Error Detectionand Correction Note: Data can be corrupted during transmission. For reliable communication, errors must be detected and corrected.

25. Types of Error Single-Bit Error Burst Error

26. Single-Bit Error Note: In a single-bit error, only one bit in the data unit has changed.

27. Burst Error Note: A burst error means that 2 or more bits in the data unit have changed.

28. Detection • Redundancy • Parity Check • Cyclic Redundancy Check (CRC) • Checksum

29. Note: Redundancy Error detection uses the concept of redundancy, which means adding extra bits for detecting errors at the destination.

30. Detection methods

31. Note: Even-parity concept In parity check, a parity bit is added to every data unit so that the total number of 1s is even (or odd for odd-parity).

32. Note: Possibility of parity checking Simple parity check can detect all single-bit errors. It can detect burst errors only if the total number of errors in each data unit is odd.

33. Two-dimensional parity

34. Note: Property of two-dimensional parity check In two-dimensional parity check, a block of bits is divided into rows and a redundant row of bits is added to the whole block.

35. CRC generator and checker

36. Binary division in a CRC generator

37. Binary division in a CRC checker

38. A polynomial polynomial polynomial representing a divisor Standard polynomials

39. Checksum

40. Data unit and checksum

41. Sender’s and receiver’s steps • The sender follows these steps: • The unit is divided into k sections, each ofn bits. • All sections are added using one’s complement to get the sum. • The sum is complemented and becomes the checksum. • The checksum is sent with the data. • The receiver follows these steps: • The unit is divided into k sections, each of n bits. • All sections are added using one’s complement to get the sum. • The sum is complemented. • If the result is zero, the data are accepted: otherwise, rejected.

42. Correction • Correction can be achieved by: • Retransmission • Forward Error Correction • Burst Error Correction

43. Data and redundancy bits

44. Positions of redundancy bits in Hamming code

45. Example of redundancy bit calculation

46. Error detection using Hamming code

47. Burst error correction example

48. Note: Note: Data LinkControl and Protocols Flow Control Flow control refers to a set of procedures used to restrict the amount of data that the sender can send before waiting for acknowledgment. Error Control Error control in the data link layer is based on automatic repeat request, which is the retransmission of data.

49. Stop-and-Wait ARQ Operation Bidirectional Transmission

50. Normal operation