Transcript Chapter 02 - Communicating Over The Network

CCNA Exploration
Network Fundamentals
Chapter 07
Data-Link Layer
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
1
Съдържание




Data-Link – достъп до преносната среда
Media access control (MAC) техники
MAC адресиране
Потоци от данни по мрежите
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
2
Data-Link –
достъп до преносната среда
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
3
Data-Link и OSI модела
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
4
Основни задачи на Data Link


Позволява на протоколите от по-високите
нива да получат достъп до преносната
среда посредством техники 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
5
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
6
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
7
Контрол на предаването и получаването
на данните от преносната среда

Media access 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
8
Как изглежда фрейма?
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
9
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
10
Свързва горните нива с преносната среда
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
11
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
12
Стандарти

Data Link нивото
не е част от
TCP/IP модела
и не е
стандартизирано чрез
Request for
Comments
(RFC). Network
Access нивото
на TCP/IP се
явява
еквивалент на
Data Link от OSI
модела.
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
13
Media access control (MAC)
техники
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
14
Media access 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
15
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
16
Контролиран достъп
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
17
Неконтролиран достъп
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
18
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
19
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
20
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
21
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
22
Point-to-point топология

Пълен дуплекс или полудуплекс
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
23
Логически point-to-point мрежи

Във физическата връзка може да има още
устройства, но те да не влияят –
виртуална верига
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
24
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
25
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
26
MAC адресиране
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
27
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
28
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
29
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
30
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
31
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
32
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
33
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
34
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
35
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
36
Формат на 802.11 LAN фрейм
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
37
Потоци от данни по мрежите
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
38
Управление на потоците данни
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
39
The end…
Павлинка Радойска, LCA Ботевград
40