Bài giảng Computer Networking: A top down approach - Chương 5: Tầng link

Chia sẻ: Kiếp Này Bình Yên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Thêm vào BST

Báo xấu

235
lượt xem 54
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Computer Networking: A top down approach - Chương 5 giới thiệu về tầng Link. Chương này giúp người học hiểu về các nguyên tắc của các dịch vụ tầng link, biết cách khởi tạo và hiện thực một số công nghệ tầng link.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Computer Networking: A top down approach - Chương 5: Tầng link

Chapter 5 Tầng Link A note on the use of these ppt slides: We’re making these slides freely available to all (faculty, students, readers). Computer They’re in PowerPoint form so you see the animations; and can add, modify, and delete slides (including this one) and slide content to suit your needs. Networking: A Top They obviously represent a lot of work on our part. In return for use, we only ask the following: Down Approach  If you use these slides (e.g., in a class) that you mention their source (after all, we’d like people to use our book!) 6th edition  If you post any slides on a www site, that you note that they are adapted Jim Kurose, Keith Ross from (or perhaps identical to) our slides, and note our copyright of this material. Addison-Wesley March 2012 Thanks and enjoy! JFK/KWR All material copyright 1996-2012 J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved Tầng Link 5-1
Chương 5: tầng Link Mục tiêu:  Hiểu về các nguyên tắc của các dịch vụ tầng link:  Phát hiện lỗi và sửa lỗi  Chia sẽ kênh broadcast: đa truy cập  Định địa chỉ tầng link  local area networks: Ethernet, VLANs  Khởi tạo và hiện thực một số công nghệ tầng link Tầng Link 5-2
Tầng Link và mạng LAN: Nội dung 5.1 Giới thiệu và các 5.5 link virtualization: dịch vụ MPLS 5.2 phát hiện lỗi và sửa 5.6 mạng trung tâm dữ lỗi liệu 5.3 các giao thức đa 5.7 một ngày trong truy cập cuộc sống của một 5.4 mạng LAN yêu cầu web  Định địa chỉ, ARP  Ethernet  switches  VLANS Tầng Link 5-3
Tầng Link: Giới thiệu Thuật ngữ:  host và router: node  Các kênh truyền thông kết nối global ISP các node lân cận (adjacent nodes) dọc theo đường truyền thông: links  Kết nối có dây (wired links)  Kết nối không đây (wireless links)  LANs  Packet lớp 2: frame, đóng gói datagram Tầng data-link có nhiệm vụ truyền datagram từ 1 node đến node lân cận vật lý (physically adjacent node ) trên một đường liên kết Tầng Link 5-4
Tầng Link: Ngữ cảnh  datagram được truyền bởi So sánh: các giao thức tầng link  Hành trình từ Princeton đến khác nhau trên các đường Lausanne kết nối khác nhau:  limo: Princeton đến JFK  Ví dụ: Ethernet trên  Máy bay: JFK đến Geneva đường kết nối thứ 1,  Xe lửa: Geneva đến Lausanne frame relay trên các  Khách du lịch = datagram đường kết nối trung  segment tầng transprot = gian, 802.11 trên đường liên kết truyền thông kết nối cuối cùng (communication link)  Mỗi giao thức tầng link  Kiểu vận chuyển = giao thức cung cấp các dịch vụ khác tầng link nhau  Đại lý du lịch = thuật toán  Ví dụ: có thể hoặc định tuyến không có thể cung cấp rdt trên đường kết nối Tầng Link 5-5
Các dịch vụ tầng Link  Truy cập liên kết, framing:  Đóng gói datagram vào trong frame, thêm header và trailer  Truy cập kênh truyền nếu môi trường được chia sẽ  Các địa chỉ “MAC” được sử dụng trong các header để xác định nguồn và đích • Khác với địa chỉ IP!  Truyền tin cậy giữa cac node lân cận(adjacent nodes)  Chúng ta đã tìm hiểu làm thế nào để thực hiện điều này ở chương 3!  Ít khi được sử dụng trên đường kết nối lỗi thấp (cáp quang, một số loại cáp xoắn)  Kết nối không dây: tỷ lệ lỗi cao • Hỏi: lý do độ tin cậy ở cả 2 cấp độ đường liên kết và end-end?? Tầng Link 5-6
Các dịch vụ tầng Link (tt)  Điều khiển luồng (flow control):  Điều khiển tốc độ truyền giữa các node gửi và nhận liền kề nhau  Phát hiện lỗi (error detection):  Lỗi gây ra bởi suy giảm tín hiệu, tiếng ồn.  Bên nhận phát hiện sự xuất hiện lỗi: • Tín hiệu bên gửi cho việc truyền lại hoặc hủy bỏ frame bị lỗ  Sửa lỗi (error correction):  Bên nhận xác định và sửa các bít lỗi mà không cần phải truyền lại  half-duplex và full-duplex  Với half duplex, các node tại các đầu cuối của kết nối có thể truyền, nhưng không đồng thời Tầng Link 5-7
Tầng link được thực hiện ở đâu?  Trong mỗi và mọi host  Tầng link được thực hiện trong “adaptor” (còn gọi là network interface card NIC) hoặc trên con application chip transport cpu memory network  Ethernet card, 802.11 link card; Ethernet host chipset controller bus (e.g., PCI)  Thực hiện tầng link physical physical và tầng link physical transmission  Gắn vào trong các bus hệ thống của host network adapter card  Sự kết hợp của phần cứng, phần mềm và firmware Tầng Link 5-8
Các Adaptor trong truyền thông datagram datagram controller controller Host gửi Host nhận datagram frame  Bên gửi:  Bên nhận  Đóng gói datagram  Tìm lỗi, rdt và điều trong frame khiển luồng…  Thêm các bit kiểm tra  Lấy ra các datagram, lỗi, rdt và điều khiển chuyển lên lớp trên tại luồng... nơi nhận Tầng Link 5-9
Tầng Link và mạng LAN: Nội dung 5.1 Giới thiệu và các 5.5 link virtualization: dịch vụ MPLS 5.2 phát hiện lỗi và sửa 5.6 mạng trung tâm dữ lỗi liệu 5.3 các giao thức đa 5.7 một ngày trong truy cập cuộc sống của một 5.4 mạng LAN yêu cầu web  Định địa chỉ, ARP  Ethernet  switches  VLANS Tầng Link 5-10
Phát hiện lỗi EDC= Error Detection and Correction bits (redundancy) D = dữ liệu được bảo vệ bởi kiểm tra lỗi, có thể chứa các trường header • Việc phát hiện lỗi không bảo đảm 100%! • giao thức có thể bỏ qua một số lỗi, nhưng hiếm khi • trường EDC lớn hơn field giúp việc phát hiện và sửa lỗi tốt hơn otherwise Tầng Link 5-11
Kiểm tra chẵn lẻ (Parity checking) bit parity đơn: bit parity 2 chiều:  Phát hiện các lỗi bit đơn  phát hiện và sửa lỗi các bit đơn 0 0 Tầng Link 5-12
Internet checksum Mục tiêu: phát hiện “các lỗi” (ví dụ, các bit bị lộn) trong packet được truyền (chú ý: chỉ được dùng tại tầng transport) Bên gửi: Bên nhận:  Xử lý các nội dung của  Tính toán checksum của segment như một segment vừa nhận chuỗi các số nguyên  Kiểm tra xem có hay 16-bit không giá trị của  checksum: thêm(tổng checksum vừa được tính bù 1) vào các nội dung có bằng với giá trị trong của segment trường checksum:  Bên gửi đặt các giá trị  không – phát hiện lỗi checksum vào trong  có – không có lỗi được trường checksum của phát hiệ. Nhưng có UDP thể còn có lỗi khác không? Tầng Link 5-13
Cyclic redundancy check  Phát hiện lỗi coding mạnh hơn  Xem các bit dữ liệu, D, như một số nhị phân  Chọn mẫu r+1 bit (máy phát), G  Mục tiêu: chọn r bit CRC, R, như thế  chính xác chia hết cho G (theo cơ số 2)  Bên nhận biết G, chia cho G. Nếu phần như khác không: lỗi được phát hiện!  Có thể phát hiện tất cả các lỗi nhỏ hơn r+1 bits  Được sử dụng rộng rãi trong thực tế (Ethernet, 802.11 WiFi, ATM) Tầng Link 5-14
CRC ví dụ Muốn: G D r=3 D.2r XOR R = nG 1 01000 Tương đương: 1001 101110000 1001 D.2r = nG XOR R 101 Tương đương: 000 nếu chúng ta chia 1010 D.2r cho G, có được 1001 phần dư R thỏa: 010 000 100 D.2r R 000 R = remainder[ ] 1000 G 0000 1000 Tầng Link 5-15
Tầng Link và mạng LAN: Nội dung 5.1 Giới thiệu và các 5.5 link virtualization: dịch vụ MPLS 5.2 phát hiện lỗi và sửa 5.6 mạng trung tâm dữ lỗi liệu 5.3 các giao thức đa 5.7 một ngày trong truy cập cuộc sống của một 5.4 mạng LAN yêu cầu web  Định địa chỉ, ARP  Ethernet  switches  VLANS Tầng Link 5-16
Các giao thức và kết nối đa truy cập 2 kiểu “kết nối”:  Điểm-điểm (point-to-point)  PPP cho truy cập dial-up  Kết nối point-to-point giữa Ethernet switch và host  broadcast (dây hoặc đường truyền được chia sẽ)  Ethernet mô hình cũ  upstream HFC  802.11 wireless LAN shared wire (e.g., shared RF shared RF Trong buổi tiệc coctail cabled Ethernet) (e.g., 802.11 WiFi) (satellite) (không khí và âm thanh được chia sẽ) Tầng Link 5-17
Các giao thức đa truy cập  Kênh broadcast đơn được chia sẽ  2 hoặc nhiều việc truyền đồng thời bởi các node: giao thoa  collision (đụng độ) xảy ra nếu node nhận được 2 hoặc nhiều tín hiệu tại cùng thời điểm Giao thức đa truy cập  Thuật toán phân phối (distributed algorithm) xác định cách các node chia sẽ kênh truyền, nghĩa là xác định khi nòa node có thể truyền  Truyền thông về kênh truyền chia sẽ phải sử dụng chính kênh đó!  Không có kênh khác để phối hợp Tầng Link 5-18
Giao thức đa truy cập lý tưởng Cho trước: kênh broadcast với tốc độ R bps Mong muốn: 1. Khi 1 node muốn truyền, nó có thể gửi dữ liệu với tốc độ R. 2. Khi M node muốn truyền, mỗi node có thể gửi với tốc độ trung bình R/M 3. Phân cấp hoàn toàn: • Không có node đặc biệt để các quá trình truyền phối hợp • Không đồng bộ các đồng hồ, slots 4. Đơn giản Tầng Link 5-19
Các giao thức MAC: phân loại 3 loại chính:  Phân hoạch kênh (channel partitioning)  Chia kênh truyền thành “các mảnh” nhỏ hơn (các slot thời gian, tần số, mã)  Cấp phát mảnh này cho node để sử dụng độc quyền  Truy cập ngẫu nhiên (random access)  Kênh truyền không được chia, cho phép đụng độ  “phục hồi” đụng độ  “xoay vòng”  Các node thay phiên nhau, nhưng các node có quyền nhiều hơn có thể giữ phiên truyền lâu hơn Tầng Link 5-20