OSI Μοντέλο αναφοράς

1. OSI Μοντέλο αναφοράς

2. Φυσικό Επίπεδο (physical layer – modem) modulator & demodulator • Yπηρεσία που παρέχεται στο DLC: (αναξιόπιστος) σωλήνας bit (bit pipe). • Λειτουργία: σχεδίασηκυματομορφών(waveform design) . • Συγχρονισμός της ακολουθίας των bits • Σύγχρονος σωλήνας bit • Διακοπτόμενα σύγχρονος (intermittent synchronous) σωλήνας bit • Ασύγχρονος σωλήνας bit (συνήθως σε δίκτυα υψηλών ταχυτήτων) (συνήθως σε τοπικά δίκτυα) (αργή επικοινωνία, π.χ. τερματικό με υπολογιστή)

3. Περιβάλλον Επικοινωνίας (interface) μεταξύ DLC & modem Επικοινωνία από DTE προς DCE DTE = Data Termination Equipment (Συσκευή τερματισμού δεδομένων) DCE = Data Communications Equipment (Συσκευή επικοινωνίας δεδομένων)

4. Επίπεδο Ελέγχου Δεδομένων Συνδέσμου (DLC) • Λειτουργίες: πλαισίωση (framing), έλεγχος λαθών, επαναμετάδοση. • Λαμβάνονται πακέτα από το επίπεδο δικτύου. • Ο DLC προσθέτει σε κάθε πακέτο μια επικεφαλίδα (header) και μια απόληξη (trailer) σχηματίζοντας έτσι τα πλαίσια. • Ο DLC μεταδίδει πλαίσια (και κενά δεδομένα –idle fill για σύγχρονους σωλήνες bit) προς το κατώτερο επίπεδο. • Ο DLC ανιχνεύει λάθη και απαιτεί επαναμεταδόσεις.

5. Επίπεδο Δικτύου Κάθε εσωτερικός κόμβος (PSE) ή host (external site) έχει ένα επίπεδο δικτύου και έναν DLC για κάθε σύνδεσμο. PH = Packet Header (Επικεφαλίδα πακέτου) FH = Frame Header (Επικεφαλίδα πλαισίου) FT = Frame Trailer (Απόληξη πλαισίου) • Υπηρεσία που παρέχει: αποστολή πλαισίων από μια πηγή σε ένα δέκτη. • Λειτουργίες: δρομολόγηση & έλεγχος ροής δεδομένων. • Το επίπεδο δικτύου μπορεί να παράγει και δικά του πακέτα. • Το επίπεδο δικτύου μπορεί να λείπει (π.χ. σε επικοινωνιακά συστήματα πολλαπλής προσπέλασης).

6. Λειτουργία Επιπέδου Δικτύου Δρομολόγηση: τα πακέτα παραδίδονται στα υψηλότερα επίπεδα είτε στη σωστή (χρήση εικονικών κυκλώματων) είτε σε λάθος (χρήση datagrams) σειρά. Έλεγχος ροής δεδομένων: ελέγχει αν ο δέκτης μπορεί να απορροφήσει τα πακέτα που λαμβάνει – αν όχι τότε περιορίζει τη ροή των πακέτων. Διάδοση πληροφοριών: συμφόρηση & καθυστερήσεις σε ουρές, κατάσταση κόμβων και συνδέσμων κ.τ.λ.

7. Επίπεδο MAC (Medium Access Control) Υπηρεσία: διακοπτόμενα σύγχρονος σωλήνας bit. Λειτουργία: κατανέμει το κανάλι στους κόμβους, αντιμετωπίζει τις συγκρούσεις κ.τ.λ.

8. Επίπεδο Μεταφοράς • Λειτουργίες: • Σπάσιμο μηνυμάτων σε πακέτα (και επανασυναρμολόγηση στο δέκτη) • Πολυπλεξία πολλαπλών συνόδων που έχουν κοινό προορισμό σε μία σύνοδο. • Διάσπαση συνδιαλέξεων υψηλού ρυθμού μετάδοσης σε αρκετές μικρότερες χαμηλότερου ρυθμού συνόδους. • Έλεγχος λαθών. • Έλεγχος ροής.

9. Επίπεδο Διαδικτύου Χρειάζεται σε κόμβους (πύλες – gateways) όπου συναντώνται δυο ασύμβατα μεταξύ τους δίκτυα. • Λειτουργίες: δρομολόγηση και έλεγχος ροής μεταξύ των δικτύων, μετατροπή του format των πακέτων κ.τ.λ. • Συνήθως θεωρούμε ότι βρίσκεται πάνω από το επίπεδο δικτύου. • Πύλες που ενώνουν δυο δίκτυα ίδιου τύπου λέγονται γέφυρες (bridges).

10. Δρομολόγηση στο διαδίκτυο

11. Επίπεδο Συνόδου (Session layer): παρέχει χρηματικές επιβαρύνσεις, δικαιώματα πρόσβασης, συναρτήσεις σύνδεσης (loginfunctions). Επίπεδο Παρουσίασης (Presentation layer): παρέχει κώδικες μετατροπής χαρακτήρων, κρυπτογράφηση δεδομένων, συμπίεση δεδομένων. Επίπεδο Εφαρμογών (Application layer): παρέχει στους χρήστες συγκεκριμένες υπηρεσίες μεταφοράς δεδομένων (π.χ. ftp,rlogin, e-mail, telnet κ.τ.λ.).

12. Επικεφαλίδες κάθε επιπέδου Κάθε επίπεδο κοιτάζει μόνο την επικεφαλίδα που του αντιστοιχεί.

13. ARQ: Στρατηγικές Επαναμετάδοσης • ΑRQ = Automatic Repeat reQuest (αυτόματη ζήτηση επαναμετάδοσης) • Επίπεδο DLC (επίπεδο μεταφοράς) • Υποθέτουμε: • Ότι η ανίχνευση λαθών δεν κάνει ποτέ λάθος. • Ότι το κανάλι διατηρεί τη σειρά των πακέτων. • Ότι τα πακέτα μπορεί να καθυστερήσουν για τυχαίο χρονικό διάστημα ή και να χαθούν. • Το αντίστροφο κανάλι (από το λήπτη στο δέκτη) είναι επίσης επιρρεπές σε λάθη. Θέλουμε ο DLC του Β να λάβει όλα τα πακέτα που του στέλνει ο DLC του A μια φορά το καθένα και με τη σωστή σειρά.

14. Μοντέλο μετάδοσης πλαισίων Το πακέτο 2 χάνεται. Το πακέτο 4 περιέχει λάθη. Τα πακέτα 1, 3 και 5 γίνονται αποδεκτά από τον B.

15. Καθαρά πρωτόκολλο Στάσης και Αναμονής (pure stop and wait protocol) • ACK = ACKnowledgement (επιβεβαίωση) • NAK = Negative AcKnowledgement (απόρριψη) • CRC = Cyclic Redundancy CheckCode (είδος κώδικα ανίχνευσης λαθών) • Αφού ο Α στείλει ένα πακέτο, περιμένει κάποιο σήμα ACK (επιβεβαίωση) ή NAK (απόρριψη): • Αν λάβει ACK, ο Α στέλνει το επόμενο πακέτο. • Αν λάβει NAK, ο Α στέλνει το ίδιο πακέτο. • Αν ο A δεν λάβει ούτε ACK ούτε NAK μέσα σε ένα προκαθορισμένο χρονικό διάστημα (time-out), τότεξαναστέλνει το ίδιο πακέτο (πλάισιο).

16. H χρησιμοποίηση ορίων χρόνου (timeouts) για τα χαμένα πακέτα απαιτεί τη χρήση αριθμών ακολουθίας (sequence numbers - SN) Τα ACK πακέτα πρέπει να περιέχουν κάποιον αριθμό που (να καθορίζει ποιο είναι το πακέτο που επιβεβαιώνεται κάθε φορά).

17. Παράδειγμα χρήσης αριθμών ακολουθίας • Αριθμοί αίτησης (request numbers - RN) • Αντί για τον αριθμό του πακέτου που επιβεβαιώνεται κάθε φορά στα ACK και NAK, ο δέκτης στέλνει τον αριθμό του πακέτου που περιμένει. • Οι αριθμοί ακολουθίας και αίτησης μπορούν να στέλνονται mod 2 (επειδή τα πακέτα n & n+2 δε μπορούν να βρίσκονται ταυτόχρονα στο σύστημα.

18. Αυτό δουλεύει σωστά για κάθε τιμή καθυστερήσεων και χρονικών ορίων, υπό τις προϋποθέσεις: • Ότι τα πακέτα ταξιδεύουν με τη σωστή σειρά στους συνδέσμους. • Ότι ο CRC ανιχνεύει πάντα λάθη αν υπάρχουν. • Ότι το σύστημα αρχικοποιείται σωστά. Αρχική κατάσταση με τον Β να περιμένει να στείλει ο A Ο Β λαμβάνει το πακέτο 1 αλλά ο Α δεν το ξέρει Ο Β λαμβάνει το πακέτο 0 αλλά ο Α δεν το ξέρει SN του Α, RN του Β

19. Γράφημα Πρωτοκόλλων του Διαδικτύου FTP = File Transfer Protocol HTTP = Hyper-Text Transport Protocol NV = Network Video TFTP = Trivial File Transfer Protocol TCP = Transport Control Protocol UDP = User Datagram Protocol IP = Internet Protocol