CCNA Exploration Network Fundamentals

1. CCNA Exploration Network Fundamentals Chapter 07 Data-Link Layer Павлинка Радойска, LCA Ботевград 1

2. Съдържание • Data-Link – достъп до преносната среда • Mediaaccess control (MAC) техники • MAC адресиране • Потоци от данни по мрежите 2 Павлинка Радойска, LCA Ботевград

3. Data-Link –достъп до преносната среда 3 Павлинка Радойска, LCA Ботевград

4. Data-Link и OSI модела Павлинка Радойска, LCA Ботевград

5. Основни задачи на Data Link • Позволява на протоколите от по-високите нива да получат достъп до преносната среда посредствомтехники като framing. • Контролира предаването и получаването на данните от преносната среда посредством техники като media access control и проверка за грешки. Павлинка Радойска, LCA Ботевград

6. Термини • Data Link layer (канално ниво) • Frame (рамка, кадър)- Data Link layer PDU • Node (възел) – устройство, което работи на Layer 2 • Media/medium (преносната среда) - отговаря за преноса на информация между два възела • Network – два или повече възела, свързани с обща преносна среда Data Link layer отговаря за обмена на фреймове между възли, свързани с обща преносна среда в една физическа мрежа. Павлинка Радойска, LCA Ботевград

7. Осигурява независимост на горните нива • Изграждат се фреймове, в зависимост от типът на преносната среда • Фреймовете пренасят пакети от Network нивото, независимо от протокола, по който са създадени Павлинка Радойска, LCA Ботевград

8. Контрол на предаването и получаването на данните от преносната среда • Mediaaccess control methods – описват се от Data Link layer протоколи и дефинират процесите за свързване на мрежовото устройство с преносната среда и процесите по предаване и получаване на информацията. Павлинка Радойска, LCA Ботевград

9. Как изглежда фрейма? Павлинка Радойска, LCA Ботевград

10. Формат на фрейма • Addressing– физически адрес на изпращач и получател • Type field – типът PDU във фрейма • Quality – контролно поле • Data – пакет от Network нивото Павлинка Радойска, LCA Ботевград

11. Свързва горните нива с преносната среда Павлинка Радойска, LCA Ботевград

12. Data Link поднива • Logical Link Control – осигурява услуги за мрежовото ниво; идентифицира мрежовия протокол, който се носи от фрейма(IP, IPX) • Media Access Control – осигурява физическото адресиране Павлинка Радойска, LCA Ботевград

13. Стандарти • Data Link нивото не е част от TCP/IP модела и не е стандарти-зирано чрез Request for Comments (RFC). Network Access нивото на TCP/IP се явява еквивалент на Data Link от OSI модела. Павлинка Радойска, LCA Ботевград

14. Mediaaccess control (MAC) техники 14 14 Павлинка Радойска, LCA Ботевград

15. Mediaaccess control • Регулира изпращането на фреймовете по преносната среда. • Като закона за движение по пътищата. • Различни правила за различните преносни среди. • Методите за определяне на правилата зависят от: • Споделеността на преносната среда – дали и как възлите ползват общата преносна среда • Топологията – как свързването на възлите се отнася към Data Link layer Павлинка Радойска, LCA Ботевград

16. Методи за достъп • Без контрол на правата – появяват се колизии; повредените фреймове трябва да се изпратят отново. • Контролиран достъп – със спазване на ред – по-сложна организация, но по-надеждна. Павлинка Радойска, LCA Ботевград

17. Контролиран достъп Павлинка Радойска, LCA Ботевград

18. Неконтролиран достъп Павлинка Радойска, LCA Ботевград

19. CSMA/Collision Detection (CSMA/CD) • Изпращача прослушва преносната среда • Ако е заета – изчаква • Ако е свободна – изпраща • Ако 2 или повече устройства излъчват в един момент – колизия • Което у-во първо “чуе” колизията – изпраща сигнал към всички да спрат излъчването • Ethernet технологията използва този метод Павлинка Радойска, LCA Ботевград

20. CSMA/Collision Avoidance (CSMA/CA) • Изпращача прослушва преносната среда • Ако е заета – изчаква • Ако е свободна – изпраща уведомяващо съобщение към всички, че ще изпраща и чак след това изпраща данните. • Този метод се използва при безжичните връзки по стандарт 802.11. Павлинка Радойска, LCA Ботевград

21. Физическа и логическа топология • Топологията описва подреждането и връзките и взаимодействията на мрежовите устройства. • Физическа топология – подреждане и физическа връзка между възлите. • Логическа топология – начина на обмен на фреймове между устройствата. Третират се виртуални, а не физически връзки. • Типичните физически и логически топологии са: • Point-to-Point (от точка до точка) • Multi-Access (множествен достъп) • Ring (пръстновидна) Павлинка Радойска, LCA Ботевград

22. Point-to-point топология • Само 2 устройства, свързани с общ кабел • 2 режима на работа: • полу-дуплекс – в един момент едното устройство “говори”, а другото “слуша” • пълен дуплекс – възможно е в един момент идвете устройства едновременно да “говорят” и да “слушат” Павлинка Радойска, LCA Ботевград

23. Point-to-point топология • Пълен дуплекс или полудуплекс Павлинка Радойска, LCA Ботевград

24. Логически point-to-point мрежи • Във физическата връзка може да има още устройства, но те да не влияят – виртуална верига Павлинка Радойска, LCA Ботевград

25. Multi-access топология • В даден момент към обща преносна среда са свързани няколко устройства. • Едно устройство “говори”, всички “слушат”, но информацията се приема само от това устройство, за което е адресирана. • Изисква методи за намаляване на колизиите: • CSMA/CD • CSMA/CA • Понякога и token passing Павлинка Радойска, LCA Ботевград

26. Ring топология • Всеки възел получава фрейма, ако е адресиран до него – го “чете”, ако не- го изпраща до следващия възел. • Техниката, която се използва за контролиране на достъпа се нарича token passing. • Физическата топология може да е различна Павлинка Радойска, LCA Ботевград

27. MAC адресиране 27 27 Павлинка Радойска, LCA Ботевград

28. Заглавна част на фрейма Може да съдържа някое от следните полета (различните протоколи имат различен формат и включват различни полета): • Start Frame field – показва началото на фрейма • Source and Destination address fields – идентифицира източника и получатела на съобщението • Priority/Quality of Service field – показва типът на комуникационната услуга или процес • Type field – показва каква услуга от по-високите нива се “носи” от фрейма Павлинка Радойска, LCA Ботевград

29. Заглавна част на фрейма • Logical connection control field – използва се за установявяне на логическа връзка между възлите • Physical link control field - използва се за установявяне на физическа връзка с преносната среда. • Flow control field - узползва се за започване и спиране на трафика по преносната среда. • Congestion control field – показва претоварване (задръстване) в преносната среда. Павлинка Радойска, LCA Ботевград

30. Опашката • Frame Check Sequence (FCS)- Използва се за контрол на грешки в съдържанието на фрейма • Използва се cyclic redundancy check (CRC) механизъм, който прави контролна сума Павлинка Радойска, LCA Ботевград

31. Фреймове, разглеждани в CCNA • Ethernet • Point-to-Point Protocol (PPP) • High-Level Data Link Control (HDLC) • Frame Relay • Asynchronous Transfer Mode (ATM) Протоколите са различни при LAN и WAN Павлинка Радойска, LCA Ботевград

32. Ethernet протокол за локални мрежи • Ethernet – фамилия мрежови технологии, дефинирани в IEEE 802.2 и 802.3 стандарти. • Ethernet дефинира протоколи за Layer 2 и Layer 1 технологии. • Ethernet е най-широко използваната в локалните мрежи технология. • Ethernet поддържа капацитет от 10, 100, 1000 и 10,000 Mbps. • Ethernet осигурява connectionless услуга, без потвърждения, по споделена преносна среда и поддържа метода CSMA/CD. Павлинка Радойска, LCA Ботевград

33. Формат на Ethernet фрейма • Preamble – Синхронизиращи сигнали; сигнал за начало на фрейма • Destination – физически адрес на получателя (MAC) • Source– физически адрес на изпращача (MAC) • Type – протокол от по-високо ниво, който се носи • Data – пакет, обикновени IPv4 • FCS– контролна сума, проверка за повреди Павлинка Радойска, LCA Ботевград

34. Point-to-Point протокол за WANs • PPP стандарта е дефиниран в RFC • PPP има слойна архитектура • PPP установява сесия между двата възела • Позволява капсулиране на различни протоколи по една връзка. За всеки тип капсулация се прави отделна сесия. • Позволява договаряне на параметри на сесията като: • Автентификация • Компресиране • Използване на множество физически връзки (multilink ) Павлинка Радойска, LCA Ботевград

35. PPP – формат на фрейма • Flag – показва началото на фрейма (01111110) • Address – PPP broadcast адрес • Control – 00000011 – изпращане на данни в непоследователни фреймове • Protocol – протокола от по-високо ниво • Data - пакет • FCS – контролна сума Павлинка Радойска, LCA Ботевград

36. Безжични протоколи за LAN • 802.11 е разширение на IEEE 802 стандарта. • Адресите - 48-bit (както при Ethernet) • Разлики в MAC поднивото и физическото ниво: • При безжичните връзки – свободен достъп до преносната среда =>допълнителен контрол. • IEEE 802.11 (Wi-Fi) използва CSMA/CA • 802.11 изисква потвърждениа на Data Link нивото за успешно получени фреймове • 802.11 изисква автентификация, асоциация (за свързване към безжично устройство) и криптиране Павлинка Радойска, LCA Ботевград

37. Формат на 802.11 LAN фрейм Павлинка Радойска, LCA Ботевград

38. Потоци от данни по мрежите 38 38 Павлинка Радойска, LCA Ботевград

39. Управление на потоците данни Павлинка Радойска, LCA Ботевград

40. The end… Павлинка Радойска, LCA Ботевград 40