Transcript Sieci_komputerowe_3

Wykład 3
Sieci lokalne – protokoły warstwy
łącza danych
Przedmiot: Sieci komputerowe
Ryszard Wiatr
Warstwowy model OSI
Warstwa
Góra
7
Warstwa aplikacji
6
Warstwa prezentacji
5
Warstwa sesji
4
Warstwa transportowa
3
Warstwa sieciowa
2
Warstwa łącza danych
1
Warstwa fizyczna
CCITT – ConsultativeCommittee
on International Telegraphy
and Telephony
Genewa 1978
LLC
MAC
Dół
(Logical Link Control)
(Media Access Control)
Model
warstwowy
ISO/OSI
Niektóre protokoły
stosowane w Internecie
Stos protokołów
Warstwa aplikacji
Warstwa prezentacji
Warstwa aplikacji
Telnet
FTP
HTTP
SMTP
POP
DNS
NFS
SNMP
RIP
Warstwa sesji
Warstwa transportowa
Warstwa sieciowa
Warstwa łącza danych
Warstwa fizyczna
Warstwa transportowa
TCP
Warstwa sieciowa
(Internetu)
UDP
IP
ICMP
ARP
Warstwa dostępu
do sieci
CSMA/CD
Ethernet
SLIP
PPP
Token Ring
FDDI
inne…
Enkapsulacja danych
Każda kolejna warstwa dodaje lub usuwa kolejny nagłówek
Każda warstwa zna format danych wymagany do komunikacji
Przez warstwę niższą
NAGŁÓWEK 3
DANE
NAGŁÓWEK 1
DANE
NAGŁÓWEK 2
NAGŁÓWEK 1
DANE
NAGŁÓWEK 2
NAGŁÓWEK 1
DANE
Nadawca
Odbiorca
Warstwa 7
Warstwa 7
....
....
Warstwa 2
Warstwa 2
Warstwa 1
Warstwa 1
Sieć
Enkapsulacja danych
Każda kolejna warstwa dodaje lub usuwa kolejny nagłówek
Każda warstwa zna format danych wymagany do komunikacji
przez warstwę niższą
NAGŁÓWEK 3
DANE
NAGŁÓWEK 1
DANE
NAGŁÓWEK 2
NAGŁÓWEK 1
DANE
NAGŁÓWEK 2
NAGŁÓWEK 1
DANE
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
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).
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
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.
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
Pakiet ethernetowy IEEE 802.3
podstawowa
Długość pól w oktetach
7
1
6
Adres
Preambuła SFD docelowy
6
2
46 - 1500
Adres
Długość
źródłowy
Dane
4
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
Format ramki Token Ring
Długość pól w oktetach
1
1
6
6
Ogranicznik
początku
ramki
Sterowanie
dostępem
Adres
odbiorcy
Adres
nadawcy
43 - 1497
1
Dane
Ogranicznik
końca
ramki
Token:
Ogranicznik
początku
ramki
Pole
sterowania
dostępem
Ogranicznik
końca
ramki
1 oktet
1 oktet
1 oktet
Format ramki FDDI
Długość pól w oktetach
Preambuła
Ogranicznik
początku
ramki
Kontrola
ramki
Adres
odbiorcy
Adres
nadawcy
Dane
Sekwencja
kontrolna
ramki
Ogranicznik
końca
ramki
Token:
Preambuła
Ogranicznik
początku
ramki
8 oktetów
1 oktet
Kontrola
ramki
1 oktet
Ogranicznik
końca
ramki
1 oktet
Stan
ramki
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
Ramka LCC Ethernet
Długość pól w oktetach
7
1
6
SFD Adres
docelowy
6
2
Adres
Długość
źródłowy
43 - 1497
Podramka
LCC
Dane
1
1
1
Punkt dostępu
do usługi
docelowej
Punkt dostępu
do usługi
źródłowej
Pole
kontroli
4
FCS
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
Ramka okrąża pełny pierścień i jest usuwana
przez stację, która ją wysłała
Niezawodność (pętle
w podwójnym pierścieniu)
Ramka Ethernet SNAP
Długość pól w oktetach
7
1
6
6
SFD Adres
docelowy
2
Adres
Długość
źródłowy
38 - 1492
Podramka
SNAP
4
Dane
FCS
1
1
1
3
2
Punkt dostępu
do usługi
docelowej
Punkt dostęu
do usługi
źródłowej
Pole
kontroli
Unikatowy
identyfikator
organizacyjny
Identyfikator
protokołu