Bài giảng Mạng máy tính: Chương 3

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Tầng liên kết dữ liệu

• Chức năng của tầng liêt kết dữ liệu (DLL)

• Địa chỉ MAC và tính chất

• Phương pháp framing

• Điều khiển luồng

• Kiểm soát lỗi

• Các giao thức của tầng liên kết dữ liêu: HDLC và PPP

• Bridge: transparent và sourouting

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

• Chức năng của tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Khả năng truyền khung tin cậy trên đường liên kết vật lý không tin cậy

Destination node

Source node

Application Layer

Presentation Layer

Session Layer

Intermediate node

Transport Layer

Packets

Network Layer

Frames

Data Link Layer

Bits

Physical Layer

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

1

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Địa chỉ MAC và tính chất: IEEE 802.3 MAC Frame

o Destination address

(cid:2) Single (cid:2) Group (cid:2) Broadcast: 11…11

o Addresses

(cid:2) Local or global

o Global addresses (246 possible)

(cid:2) First 24 bits assigned to vendors (OUI) (cid:2) Next 24 bits assigned by vendors (cid:2) CISCO: 00-00-0C (cid:2) 3COM: 02-60-8C

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

• Phương pháp Framing

(cid:1) DLL tổ chức bit stream thành các frame (cid:1) Bắt đầu và kết thúc của frame được xác định: Character count, control

character, flag, … (cid:1) Character count

o Số ký tự được chỉ ra trong vị trí xác định của header

o Bên nhận đếm số ký tự để xác định nơi kết thúc frame

o Ví dụ: DDCMP (Digital data comm. message protocol)

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Control character

o Mỗi frame bắt đầu và kết thúc với chuỗi ký tự đặc biệt

(cid:2) Ví dụ: bắt đầu với DLE STX (data link escape start of text) và

kết thúc với DLE ETX (end of text)

o Phần dữ liệu phải là số nguyên lần các ký tự

o Character stuffing: chèn DLE trước mỗi ký tự DLE trong dữ liệu, ngăn chặn khả năng xuất hiện các ký tự bắt đầu và kết thúc xuất hiện bên trong frame (cid:2) Ví dụ: BISYNC

(cid:2) STX: 0x02, ETX: 0x03 (cid:2) DLE: 0x01 (non-printable)

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Flagging

o Mỗi frame bắt đầu và kết thúc bằng chuỗi ký tự đặc biệt – flag

o Flag byte: 01111110 (0x7E)

o Phần dữ liệu của frame có thể chứa số bit bất kỳ

o Bit stuffing: chèn bit 0 vào sau mỗi chuỗi 5 bit 1 liên tiếp

o Ví dụ: SDLC, HDLC, LAPB

01111110111101011111011110111110001111110 Frame

Flag

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

3

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

• Điều khiển luồng (flow control) (cid:1) Khái niệm điều khiển luồng

o Kích thước bộ đệm đê lưu giữ các frame nhận được bi giới hạn

o Tràn bộ đệm có thể xảy ra nếu tốc độ xử lý tại phía thu chậm hơn

tốc độ truyền frame

o Điều khiển luồng ngăn chặn tràn bộ đệm bằng cách điều khiển tốc

độ truyền dẫn từ phía phát (Tx) đến phía thu (Rx)

o Các phương pháp phổ biến:

(cid:2) X-ON/X-OFF (cid:2) Stop and wait (cid:2) Sliding window

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) X-ON/X-OFF

o Rx truyền X-OFF (DC3) nếu bộ đệm đầy

o Tx dừng truyền khi nhận được X-OFF

o Rx truyền X-ON (DC1) khi bộ đệm được giải phóng

o Tx bắt đầu truyền lại khi nhận được X-ON

o Có thể sử dụng các frame RR (Receive Ready) và RNR (Receive

not Ready)

o Nếu số bit trong bộ đệm vượt quá ngưỡng 2tprop·R, X-OFF được

gửi tới Tx

o Phương pháp: Stop-and-wait, sliding window

Threshold

Transmitter

Receiver

X-OFF X-ON

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

4

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o Stop-and-wait

(cid:2) Tx ngừng truyền frame tiếp theo cho đến khi nhận được ACK

từ Rx

(cid:2) Rx truyền frame ACK khi đã sẵn sàng nhận frame tiếp theo (cid:2) Đơn giản, nhưng không hiệu quả khi trễ đáp ứng đường

truyền lớn

(cid:2) Utilization:

prop =

, a

frame + t

1 + 2a

v / d R / L

prop

frame

Tx Rx

(cid:3) Satellite link: tprop = 270 ms, L = 500 byte R = 56 kbps (cid:4) tframe = 4/56 = 71 ms, (cid:4) a = tprop / tframe = 270/71 = 3.8, (cid:4) U = 0.12 = 12% của 56 kbps

(cid:3) Short link: tprop = 5 µs, L = 500 byte

Data tframe tprop T ACK Data

R = 10 Mbps (cid:4) tframe = 4k/10 M = 400 µs, (cid:4) a = tprop / tframe = 5/400 =0.012 (cid:4) U = 0,98 = 98% của 10 Mbps

ACK

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o Sliding window

(cid:2) Window WS bằng kích thước bộ đệm của bên nhận có thể sử dụng để nhận các frame liên tiếp từ Tx không cần ACK (cid:3) Có thể tránh hiện tượng tràn bộ đệm của Rx (cid:3) Phải chọn WS lớn hơn a (delay of bandwidth)

System A System B

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

F0 F1 F2

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

ACK3

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

F3 F4 F5 F6

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

ACK6

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

5

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2) Utilization:

+≥

prop =

, a

v / d R / L

frame + t

1 N

frame

prop

frame

 1   N  + 2a 1

Tx Rx

Data tframe N frames tprop T

ACK

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

• Kiểm soát lỗi (error control)

(cid:1) Khái niệm

o Lỗi do môi trường truyền dẫn

o Quá trình kiểm soát lỗi có 2 chức năng: phát hiện và sửa lỗi

o 2 loại lỗi phổ biến: mất frame và lỗi frame

(cid:1) Các phương pháp kiểm soát lỗi

o Forward error control: sửa lỗi tại phía Rx (Forward Error Correction)

o Backward error control: truyền lại frame (Automatic Repeat Request)

(cid:4) cần backward channel

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

6

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Automatic Repeat reQuest (ARQ)

o Cơ chế

(cid:2) Phát hiện lỗi (cid:2) Positive acknowledgement (ACK): frame nhận OK tại Rx (cid:2) Truyền lại sau timeout (cid:2) Negative acknowledgement (NACK): truyền lại frame

o Các phương pháp ARQ (cid:2) Stop and Wait ARQ (cid:2) Continuous ARQ

(cid:3) Go-back-N ARQ (cid:3) Selective-reject (or repeat) ARQ

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o Stop and wait ARQ

(cid:2) Tx gửi 1 frame và đợi ACK từ Rx trước khi truyền next frame (cid:2) Tx phải giữ bản copy của frame đã gửi đến khi nhận đươc ACK (cid:2) Sử dụng timeout cho các frame hoặc ACK bị mất (cid:2) Đánh số các frame gửi và nhận để nhận biết khi lặp frame (cid:2) Ví dụ: sử dụng 1 bit để đánh số frame

Frame lost A retransmits ACK 0 lost A retransmits Timeout Timeout A

*

B discards duplicated frame

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

7

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o Go-back-N ARQ

(cid:2) Tx có thể truyền liên tiếp các frame (cid:2) Rx gửi negative acknowledgement (REJ) khi phát hiện lỗi (cid:2) Tx phải truyền lại tất cả các frame từ frame bi lỗi (cid:2) Tx phải giữ bản copy của tất cả các frame đã gửi

Frame 2, 3, 4 retransmitted Tx

*

Discarded by Rx

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o Selective-repeat ARQ

(cid:2) Tx có thể truyền liên tiếp các frame (cid:2) Rx gửi negative acknowledge (SREJ) khi phát hiện lỗi (cid:2) Rx lưu lại tất cả các frame OK sau frame bị lỗi (cid:2) Tx chỉ gửi lại duy nhất frame bị lỗi (cid:2) Rx phải sắp xếp lại các frame đã lưu sau khi nhận được frame

truyền lại

Frame 2 retransmitted Tx

*

Rx Error Buffered by Rx Frame 2, 3, 4 released

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

8

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2) Performance: Stop-and-wait ARQ

Tx Rx

(cid:3) P: xác suất lỗi khung (cid:3) Nf = số lần truyền khung trung bình

−

error

free

1 N r

tframe tprop NACK

−

− ⋅ 1i (1Pi

N r

NACK

∑

1 − P1

⋅

(cid:4)

1 + 2a

− P1 + 2a 1

1 N r

ACK

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2) Performance: Go-back-N ARQ

−⋅≈

−⋅

⋅

−⋅

(cid:3) P: xác suất lỗi khung (cid:3) Nf = số lần truyền khung trung bình ++ ++ (1 (1

⋅ (1PK)

(11N

2K)

2 (1P

P) −

Tx Rx

P(K − P1 1K:2a

+≥• 1N +<• 1N

NK:2a

+≥

− P1 +

2aP

(cid:4)

⋅

1N,

− P1 − P(K − P1 − P(K

1 N + 2a

N(1 2a)(1

− P) +− P

NP)

  1     1 

tf 0 tp 1 2 NACK 3 0 1 2 3 4

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

9

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2) Performance: Selective-repeat ARQ

(cid:3) P: xác suất lỗi khung (cid:3) Nf = số lần truyền khung trung bình

−

− ⋅ 1i (1Pi

N r

Tx Rx

∑

1 − P1

+≥

P, −

1N,

1    

N(1 + 1

P) 2a

tf 0 tp 1 2 NACK 3 0 4 5 6

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

• Các giao thức của tầng liên kết dữ liệu (cid:1) High Level Data Link Control (HDLC)

o ISO phát triển từ IBM sychronous DLC (SDLC)

o Cơ chế chèn bit (bit-stuffing), data transparency

o Hỗ trợ truyền đồng bộ, HDX, FDX, point-to-point

o Flow control: X-ON / X-OFF

o Error control: Go-back-N, Selective-repeat ARQ

(cid:1) Point to point protocol (PPP)

o Tạo kết nối điểm-điểm

(cid:2) Router-router leased line (PPP), dial-up host-router (PPP, SLIP)

o Chuẩn chính thức của Internet, làm việc ở tầng liên kết dữ liệu

o Làm việc trên dial-up tel line, SONET, ADSL, X25, ISDN, …

o Chức năng: error detection, IP address negotiation, authentication

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

10

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) HDLC

o Họ giao thức HDLC (cid:2) SDLC: IBM (cid:2) HDLC: ISO (cid:2) Link Access Procedure Balanced (LAPB): X25 (cid:2) Link Access Procedure for D-channel (LAPD): ISDN (cid:2) PPP: Internet (cid:2) Logical Link Control (LCC): IEEE (cid:2) Frame relay

o Chế độ hoạt động của HDLC

(cid:2) Configurations: Balanced, unbalanced link (cid:2) Mode: Normal Response Mode (NRM) – unbalanced multipoint

Asynchronous Response Mode (ARM) – unbalanced PPP

Asynchronous Balanced Mode (ABM) – balanced PPP

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2) NRM: polling multidrop lines

Commands

Primary

Response

Secondary

Secondary Secondary

(cid:2) ABM: Asynchronous Balanced Mode

Responses

Primary

Secondary

Commands Commands Responses

Secondary

Primary

(cid:2) Mode được chọn khi thiết lập liên kết

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

11

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o HDLC frame format

(cid:2) Flag (01111110): Bắt đầu và kết thúc frame, sử dụng trong

đồng bộ

(cid:2) Address (có thể mở rộng): xác định secondary trong multidrop

link

(cid:2) Control: Xác định dạng frame (cid:2) FCS: CRC-16 hoặc 32

Flag

Address

Control

Information

FCS

Flag

8/16 16/32 8 8 Variable 8 Extendable

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o HDLC frame types: I-frame, U-frame, S-frame

8-bit control field format

0 N(S) P/F N(R)

I frame

1 0 S S P/F N(R)

S frame

N(S): send sequence # N(R): receive sequence # S: super functions bits M: Unnumbered functions bits P/F: Poll / Final bits

1 1 M M P/F M

U frame

16-bit control field format

0 N(S) P/F N(R)

I frame

1 0 S S 0 0 0 0 P/F N(R)

S frame

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

12

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2)

I-frame: User data (cid:3) Mỗi frame có số thứ tự N(S) (cid:3) Cơ chế ACK:

+ N(S) = số thứ tự của frame đang gửi

+ N(R) = số thứ tự của frame đợi nhận tiếp theo, xác nhận

đã nhận OK các frame có số thứ tự đến N(R)-1 (cid:3) Sử dụng 3 hoặc 7 đánh số thứ tự các frame: Kích thước

cửa sổ cực đại là 7 hoặc 127

(cid:3) P/F: Trong NRM, chế độ hỏi vòng của primary (P=1),

secondary thiết lập F=1 khi gửi đáp ứng với khung I cuối cùng

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2) S-frame: error control + flow control

(cid:3) Receive Ready (RR), Receive Not Ready (RNR), Reject

(REJ): Go-back-N ARQ, Selective Reject (SREJ): Selective-repeat ARQ

(cid:3) RR: SS = 00, ACK đã nhận OK N(R)-1 frame (cid:3) REJ: SS = 01, NACK frame N(R) đầu tiên có lỗi, Tx phải

gửi lại frame N(R) và các frame sau đó

(cid:3) RNR: SS = 10, ACK đã nhận OK frame N(R)-1, không

nhận tiếp các I frame

(cid:3) SREJ: SS = 11, NACK cho frame N(R) và yêu cầu truyền

lại frame này

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

13

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2) U-frame: Link initialization, maintenance, disconnection

(cid:3) Cung cấp commands + response: mode settings, recovery (cid:3) Mode settings: thiết lập chế độ liên kết

+ SABM: Set Asynchronous Balanced Mode

+ UA: ACK đã chấp nhận các lệnh thiết lập chế độ

+ DISC: Hủy bỏ liên kết logic đã thiết lập

(cid:3) Truyền tin giữa các trạm sử dụng unnumbered info (UI) (cid:3) Recovery: khi error/flow control không thực hiện được

+ FRMR: frame có FCS đúng, nhưng sai cú pháp

+ RSET: Tx khởi tạo lại số thứ tự các frame được gửi

SABM UA DISC UA Data transfer

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2) Ví dụ: HDLC sử dụng NRM (polling)

Primary A Secondary B, C A hỏi vòng B B, RR, 0, P

N(R)

N(S) N(R)

B, I, 0, 0 B truyền 3 I-frame

B, I, 1, 0 B, I, 2, 0, F

*

A từ chối frame 1 A hỏi vòng C B, SREJ, 1 C, RR, 0, P

C, RR, 0, F C không truyền gì

B, SREJ, 1, P

B, I, 1, 0 A hỏi vòng B yêu cầu truyền lại frame 1 B truyền lại frame 1, 3, 4 B, I, 3, 0 B, I, 4, 0, F

B, I, 0, 5 A truyền frame 0 tới B, ACK đã nhận OK đến frame 4

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

14

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:2) Ví dụ: HDLC sử dụng ABM

Station A Station B B truyền 5 frame B, I, 0, 0 A, I, 0, 0 B, I, 1, 0 A, I, 1, 1 A ACK đã nhận OK frame 0 B, I, 2, 1

*

A, I, 2, 1 B, I, 3, 2 B, REJ, 1 A từ chối frame 1 B, I, 4, 3 A, I, 3, 1 B gửi lại frame 1 B, I, 1, 3 B, RR, 2 A ACK frame 1 B, I, 2, 4 B, RR, 3 A ACK frame 2 B, I, 3, 4

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) PPP

Modem

TCP/IP connection using PPP or SLIP

Dial-up tel. line

User’s home ISP’s office

Protocol

Information

CRC

Flag 01111110

Address 11111111

Control 00000011

Flag 01111110

o Giống HDLC, nhưng là giao thức hướng byte

(cid:2) Flag 01111110 được coi như là ký tự 0x7E (cid:2) Chèn byte (byte stuffing) sử dụng ký tự đặc biệt: 0x7D o Address: luôn luôn là 11111111 (cid:4) các trạm đều nhận được frame

o Protocol: cho biết loại packet chứa trong information (IP, IPX, LCP,

NCP …)

Integer # of bytes

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

15

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o Link Control Protocol (LCP): Quản lý kết nối, hỗ trợ multilink (kết

hợp nhiều kết nối vật lý vào 1 đường kết nối logic), authentication (sử dụng ID và password: Password Authentication Protocol - PAP)

o Network Control Protocol (NCP): hỗ trợ IP, IPX, Decnet, Apple

Talk), dynamic IP address assigment

o Byte stuffing in PPP

(cid:2) Control escape: 0x7D (cid:2) Khi xuất hiện flag hoặc control escape bên trong frame, chèn vào 0x7D (01111101) và dữ liệu tương ứng đươc XOR với 0x20 (00100000)

Dữ liệu cần truyền

41 7D 42 7E 50 70 46

Sau khi stuffing và framing

7E 41 7D 5D 42 7E 5E 50 70 46 7E

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o PPP phase

Home PC kết nối với ISP

1. PC calls router via modem 2. PC and router exchange LCP packets to negotiate PPP

Dead 1. Carrier detect 7. Carrier dropped

Failed Terminate Establish

3. Check on identities 4. NCP packets exchanged to configure the network layer TCP/IP (require IP address assignment)

6. Done 2. Options negotiated Failed

5. Data transport: send/receive

IP packets

6. NCP used to tear down the

5. Open Authentication

network layer connection (free up IP address); LCP used to shut down data link layer connection

7. Modem hangs up

Network 4. NCP configuration 3. Authentication completed

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

16

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

• Bridge: transparent và source routing

(cid:1) Repeater, bridge: làm việc ở tầng liên kết dữ liệu để liên kết nhiều

phân lớp mạng với MAC format khác nhau, data rate khác nhau, kích thước frame khác nhau

(cid:1) Tổng quát về bridge

Network Network

LLC LLC

802.3

802.5

MAC MAC

802.3

802.5

PHY PHY

802.3

802.5

CSMA/CD Token Ring

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Transparent bridge

o Kết nối IEEE LAN đảm bảo data transparency

o Sử dụng bảng tham chiếu (table lookup)

o Sử dụng phương pháp học sau để xây dựng bảng tham chiếu

(cid:2) Theo dõi địa chỉ nguồn của mạng LAN gửi đến (cid:2) Theo dõi sự thay đổi cấu trúc mạng để cập nhật bảng tham

chiếu

S1 S2 S3

LAN 1 Bridge LAN 2

S4 S5 S6

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

17

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o Ví dụ

S1 S2 S3 S4 S5

LAN 1 LAN 2 LAN 3 B1 B2 Port 1 Port 2 Port 1 Port 2

Address Port Address Port

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

S1 (cid:4) S5

S1 S2 S3 S4 S5

S1 (cid:4) S5

LAN 1 LAN 2 LAN 3

S1 (cid:4) S5

Port 1 Port 2 Port 1 Port 2 B2 B1

Address Port Address Port S1 1 S1 1

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

18

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

S3 (cid:4) S2

S1 S2 S3 S4 S5

S3 (cid:4) S2 S3 (cid:4) S2

LAN 2 LAN 1 LAN 3

S3 (cid:4) S2

Port 1 Port 2 Port 1 Port 2 B1 B2

Address Port Address Port S1 1 S1 1 S3 2 S3 1

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

S4 (cid:4) S3

S1 S2 S3 S4 S5

S4 (cid:4) S3 S4 (cid:4) S3

LAN 1 LAN 2 LAN 3

S4 (cid:4) S3

S4 (cid:4) S3 S4 (cid:4) S3 S4 (cid:4) S3

Port 1 Port 2 Port 1 Port 2 B1 B2

Address Port Address Port S1 1 S1 1 S3 2 S3 1 S4 2 S4 2

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

19

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

S2 (cid:4) S1

S1 S2 S3 S4 S5

S2 (cid:4) S1 S2 (cid:4) S1

LAN 1 LAN 2 LAN 3 Port 1 Port 2 Port 1 Port 2 B1 B2

Address Port Address Port S1 1 S1 1 S3 2 S3 1 S4 2 S4 2 S2 1

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Ngăn chặn vòng lặp sử dụng spanning tree algorithm

o Chọn bridge có root ID thấp nhất làm root bridge (RB)

o Xác định root port (R) cho từng bridge, trừ RB: port có

đường đi ngắn nhất (least-cost) tới RB

o Chọn designated bridge (D) cho từng mạng LAN:

+ bridge có đường đi ngắn nhất từ mạng LAN tới RB

+ Designated port: nối mạng LAN với D

o Tất cả các root port R và designated port D được thiết lập

trạng thái chuyển tiếp (forwarding). Chỉ các port này được phép chuyển tiếp frame. Các port còn lại được thiết lập trạng thái khóa (blocking)

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

20

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

o Ví dụ: Giả sử cost cho mỗi LAN đều bằng nhau

1. B1 được chọn làm root bridge

LAN1 LAN1

1 1 1 1

B1

B2

B1

RB ID = 1 1 1 2 2 2 2 3 3

B3

LAN2 LAN2 1 1 2 2

B4

2 2 LAN3 LAN3 1 1

B5

2 2

LAN4 LAN4

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

2. Root port được chọn cho từng bridge trừ RB

3. Chọn designated bridge cho mỗi LAN

4. Thiết lập root port và designated port

LAN1 LAN1 D 1 1 1 1 R R

B1

B2

B1

RB ID = 1 RB ID = 1 1 1 R R 2 2 2 2 3 3 D

B3

D LAN2 LAN2 R R 1 1 2 2 D

B4

2 2 LAN3 LAN3 1 1 R R

B5

2 2

LAN4 LAN4

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

21

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Network analyzer: Ethereal

o Do Gerald Combs gerald@ethereal.com , www.ethereal.com

o Ethereal có thể bắt, hiển thị và phân tích các frame qua Ethernet

NIC

o Chuỗi các frame và nội dung của frame có thể được phân tích chi

tiết ở mức byte

o Rất hữu hiệu khi phân tích lỗi mạng, đồng thời là phần mềm dạy

học

o Chọn website www.vnexpress.net làm ví dụ

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Ethereal window

Top pane Frame/packet sequence

Middle pane Encapsulation for a given frame

Bottom pane Giá trị Hexa & text tương ứng

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

22

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Top pane: Frame sequence

DNS query

TCP Connection Setup

HTTP request & response

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Middle pane: Encapsulation

Protocol type

Ethernet destination and source addresses

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

23

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

IP packet

Protocol type

Ethernet destination and source addresses

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

TCP segment

Source and destination port numbers

GET

HTTP request

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications

24

2008 Chương 3

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Tổng kết

• Tầng liêt kết dữ liệu (DLL)

(cid:1) Framing (cid:1) Flow control: Stop-and-wait control, sliding window (cid:1) Error control: Stop-and-wait ARQ, Go-back-N ARQ, selective-repeat ARQ

• Giao thức của tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) HDLC: HDLC frame format, operation mode (cid:1) PPP: PPP frame format

• Kêt nối và mở rộng mạng ở tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Transparent bridge: self-learning của bảng tham chiếu (cid:1) Spanning tree algorithm: ngăn chặn vòng lặp trong kết nối mạng

Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications