2012 Ccna1 Cap07 Data Link Layer

© 2012 ccna.ro, Toate drepturile rezervate. 1

Capitolul 7:Nivelul Legătură de date


Obiective

Rolul nivelului Legătură de date

Modalități de accesare a mediului

Topologii

Standarde


Legătură de date (1)


Legătură de date (2)

Transmisia de date poate avea loc peste diferite tipuri deechipamente, fiecare cu particularitățile sale

Cum se înțeleg echipamentele pentru a putea transmite date?


Rolul nivelului

Legătură de date


OSI & TCP/IP

Nivelul 1 al stivei TCP/IP îndeplinește funcțiile nivelelor 1 și 2 alestivei OSI

2. Legătură de date

1. Fizic

1. Acces la reţea

OSI TCP/IP


Serviciile oferite nivelurilor superioare

Încapsularea pachetelor (nivel 3) în cadre (nivel 2)

Controlul modului în care datele sunt transmise sau primite pe mediu folosind Media Access Control

Detecția erorilor

Cadrele sunt transmise între stații aflate în aceeași rețea

Diferențele de mediu sunt transparente pentru nivelurile superioare


FizicFizic Fizic Fizic

Încapsularea și decapsularea

Aplicaţie

Prezentare

Sesiune

Transport

Reţea

Legătură de date

Aplicaţie

Prezentare

Sesiune

Transport

Reţea

Legătură de date

Fizic

Legătură de date

Reţea

Legătură de date Legătură de date


Încapsularea

Informațiile de control adăugate la nivelul Legătură de date– ce noduri comunică în rețea

– când începe și când se termină comunicarea între două noduri

– au apărut erori?

– cine urmează să comunice

PDU-ul de la nivelul Legătură de date include– un prefix (header) – informații de control (de exemplu adresarea)

– datele – pachetul primit de la nivelul Rețea

– un trailer – informații adăugate la sfârșitul cadrului (un cod CRC)


Decapsularea

Fizic

Legătură de date

Reţea

Cadru

PachetAntet Trailer


Rolul trailer-ului

Conține o sumă de verificare a datelor (Frame Checksum)

Marchează sfârșitul unui cadru – End of Frame (folosit pentrusincronizare)


Cyclic Redundancy Check

Sursa Calculează CRC-ul cadrului de trimis

Îl adaugă în trailer-ul cadrului

Destinația Calculează CRC-ul cadrului primit

Îl compară cu CRC-ul din trailerul

cadrului

RezultatDacă valorile

coincid, se presupune că

transmisia a reușit

Altfel, cadrul primit este aruncat de către destinație


Framing (1)

Exemplu: structura unui cadru Ethernet

Nr. Octeți 2 1 6 6 2 46-1500 4

Câmp PreambulDelimitare început de

cadru

Adresă destinaţie

Adresăsursă

Tip/Lungime

PayloadSumă de control


Framing (2)

Informațiile de control depind de mediul de transmisie– într-un mediu nesigur e nevoie de mai multe informații de control

– într-un mediu sigur (ex.: rețea locală) sunt folosite mai puține informații

Mediu sigur

=

overhead mic

Mediu nesigur

=

overhead mare


Subnivelurile Legătură de date (1)

Fizic

Media Access Control

Logical Link Control

Reţea

Legătură de date



Logical Link Control (LLC) – 802.2

– definește partea software care permite comunicarea nivelurilor superioare cu mediul fizic

– realizează încapsularea datelor– adaugă informații ce permit mai multor protocoale de nivel 3 să comunice

folosind aceeași legătură fizică


Logical Link Control

Reţea

Legătură de date



Media Access Control (MAC)– definește partea hardware a procesului de acces la mediu

– se ocupă de problemele de adresare

– realizează delimitarea cadrelor

Fizic


Logical Link ControlData Link



Reprezintă procesele prin care echipamentele pot accesa rețeaua

Mediile prin care sunt transmise informațiile pot să difere de la oreţea la alta

Cine realizează acest control?– pentru calculatoare

• placa de rețea

• modem-ul (de telefon, cablu etc.)

– în cazul echipamentelor intermediare (rutere) – fiecare interfață se ocupăde accesul la mediu potrivit pentru fiecare rețea


Modalități de

accesare a mediului


Accesul la mediu

Factori care influențează accesul la mediu– mediul este sau nu partajat - cum se realizează această partajare

– topologia - modul de conectare a stațiilor

Existența regulilor– este necesară prezența unor reguli de acces la mediu

– regulile prea stricte pot produce un overhead prea mare

– regulile prea puțin stricte pot permite pierderi de informații


Scenariul 1: Fără reguli

Oricare stație transmite când vrea, cât vrea, cum vrea


Scenariul 2: Reguli prea stricte

Pentru transmiterea datelor se folosesc multe informații decontrol și verificare

– overhead mare

– siguranță mai mare a datelor


Scenariul 3: Reguli prea puțin stricte

Pentru transmiterea datelor se folosesc mai puține informații decontrol și verificare

– overhead mic

– siguranță mai mică a datelor


Mediul partajat

Coliziune


Acces la mediul partajat (1)

Modul de acces controlat– se folosește o abordare de tip round-robin

– acces determinist – se știe cine are dreptul să transmită

– poate fi ineficient deoarece fiecare stație are rezervată o cuantă de timpchiar dacă nu are nimic de transmis

1

2

3


Acces la mediul partajat (2)

Modul de acces concurențial– acces nedeterminist

– fiecare stație poate încerca să transmită când are nevoie

– se folosește Carrier Sense Multiple Access (CSMA)

– se poate întâmpla ca două calculatoare să transmită în același timp →coliziune (datele trebuie retransmise)

– mai multe stații conectate în rețea → probabilitate de coliziune mai mare


CSMA/Collision Detection

Folosit în Ethernet

Stația ascultămediul

Dacă este liber,

transmite datele

Dacă nu este liber,

așteaptă un interval de timp


CSMA/Collision Avoidance

Folosit în Wireless

Stația ascultămediul

Dacă este liber, transmiteo notificare celorlaltor

stații

Stația transmitedatele

Transmite o notificare de eliberare a mediului

celorlalte stații

Stația ascultă mediul

Dacă nu este liber, stația așteaptă primirea unei notificări

de eliberare


Acces la mediu nepartajat (1)

În această categorie intră topologiile punct-la-punct

Comunicația poate fi full-duplex sau half-duplex

Half-duplex


Acces la mediu nepartajat (2)

Full-duplex = ambele stații pot transmite și primi date în acelașitimp, deci nu e nevoie de reguli pentru reglarea traficului


Topologii


Topologii logice și topologii fizice

Ce înțelegem prin topologie?

Există două niveluri la care putem privi topologia unei rețele– fizic – aranjarea echipamentelor și a conexiunilor dintre ele (corespunde

nivelului Physical din stiva OSI)

– logică – se referă la modul de transfer al cadrelor de la un echipament lacelălalt. Are în vedere conexiunile virtuale dintre echipamente. Se situeazăla nivelul Data Link

Topologia fizică poate fi diferită de cea logică

Exemple de topologii– Point-to-Point

– Multi-Access

– Ring


Point-to-point

Două stații sunt conectate direct

Protocolul de control al accesului la mediu este simplu

Poate funcționa half-duplex sau full-duplex

Din punct de vedere al topologiei logice– nu este influențată de modificări ale topologiei fizice deoarece topologia

logică se referă la circuite virtuale

– echipamentele pot fi interconectate folosind mai multe echipamenteintermediare


Acces multiplu


Ring


Adresarea fizică

Datele de adresare se găsesc în header: adresa destinație și adresa sursă

Este un tip de adresare plată → un echipament poate fi mutat în altă rețea fără a schimba adresa fizică

Are relevanță numai în rețeaua locală

La trecerea dintr-un segment de rețea în altul (la trecerea printr-un ruter) adresele sursă și destinație de nivel 2 se modifică

– cadrul va fi recapsulat cu informațiile de adresare corecte pentru noul segment de rețea

Adresarea depinde de topologia logică folosită


Standarde


Standarde pentru nivelul Legătură de date

În general, protocoalele de la nivelul 2 nu sunt definite în RFC-uri

Implementarea acestor protocoale se face atât în hardware cât șiîn software

Pentru mai multe detalii despre standardele utilizate de nivelul 2– http://www.iso.org → HDLC (High Data Level Control)

– http://www.ieee.org → 802.2, 802.3, 802.5, 802.11

– http://www.ansi.org → Frame Relay, ISDN, HDLC

– http://www.itu.org


Ethernet

Definit de standardele 802.2 și 802.3

Tehnologie de LAN

Bandwidth de 10, 100, 1000, 10000 Mbps

Foloseşte CSMA/CD deoarece reprezintă un mediu partajat

Adresa MAC– 48 de biți (12 cifre)

– 2 componente: OUI (24 de biți), ID interfață(24 de biți)

– Exemplu: 00:11:43:A4:1C:99, 00:C0:00:BE:EE:FF


Wireless

Standardizat ca 802.11 (Wi-Fi)

Ca și pentru Ethernet se folosește LLC 802.2 și schema deadresare pe 48 de biți

Mediul de transmisie este aerul/atmosfera, mediu nesigur

Folosește CSMA/CA

Folosește acknowledgments: fiecare cadru transmis trebuieconfirmat, altfel va trebui retransmis

Alte servicii definite în standardul 802.11 sunt autentificarea,asocierea și criptarea


Rezumat

Rolul nivelului Legătură de date

CRC

LLC & MAC

CSMA/CA & CSMA/CD

Topologii

Ethernet

Wireless

2012 Ccna1 Cap07 Data Link Layer

Documents

Transcript of 2012 Ccna1 Cap07 Data Link Layer