Linklaget - direkte forbindelser mellom noder

Transkript

1 Linklaget - direkte forbindelser mellom noder Foreleser: Kjell Åge Bringsrud kjellb 2/11/2004 1

2 Tilbakeblikk Kursets fokus nett for generell bruk pakkebaserte nett A Noder D 6 Link 2/11/2004 2

3 Tilbakeblikk OSI Referansemodellen: lagdelt / abstraksjonslag et lag bygger på laget under og tilbyr en verdiøket tjeneste A B Ende-til-ende Transport Nett Link Fysisk Transport Nett Link Fysisk Kommunikasjonsmedium 2/11/2004 3

4 Generelt om Link-laget Hensikt? Å forbinde to noder i nettet (og ende-maskinene til første node i nettet) Simplex, Half duplex, Full duplex enten eller begge veier samtidig Spesialtilfeller: Flere noder koblet til samme ledning (Ethernet) Flere noder koblet i ring (simplex mellom nodene): (Token ring, FDDI) Disse spesialtilfellene blir behandlet senere 2/11/2004 4

5 Linklagets abstraksjon Nettlag Linklag abstraksjon Problemer/utfordringer? Fysisk lag 2/11/2004 5

6 Linklaget - utfordringer Utfordringer Rammeinndeling/innramming Feildeteksjon/feilretting Flytkontroll Spesialtilfelle flere noder deler en link (som i Ethernet) => Behov for adgangskontroll til linken (mediet) 2/11/2004 6

7 Rammeinndeling Problem: Dele sekvensen av bit opp i rammer Implementeres typisk av nettverksadapter Adapter henter (legger) rammer fra (i) nodens internlager bit-overføring Avsendernode Adapter Mottagernode Adapter ramme-overføring Abstraksjon av linjen: uendelig sekvens av bit. Hvordan bestemme start og slutt til rammen? 2/11/2004 7

8 Rammer (engelsk: frames) Overføringsenhet mellom noder/adaptere En ramme = data (bit) som utgjør en naturlig helhet (variabelt eller fast antall bit/byte) Bit som skal overføres (f.eks. pakke): Bit som skal overføres, pakkes inn i en ramme: Ekstra biter settes inn bak og/eller foran, og noen ganger inne i dataene som overføres. Hensikt? avgrense rammen detektere feil kontrollere flyt 2/11/2004 8

9 Innramming i forhold til OSI-lagene Nettverkslag Linklag Fysisk lag 2/11/2004 9

10 Byte-orienterte protokoller Tidlig tilnærming til innramming opphav i byte/character orienterte terminaler (byte= oktett) BISYNC (Binary Synchronous Communication) IBM 60-tallet PPP (Point-to-Point Protocol) kommunikasjon over modem, f.eks. mellom hjemme-pc og ISP 2/11/

11 Byte-orienterte protokoller Bruk av vokter BISYNC S S S S E Y Y O Header T Body T N N H X X vokter tegn CRC Problem: Hva skjer når SOH, STX og ETX forekommer i datadelen av rammen? Løsning: Markerer disse med DLE foran (og DLE i data med DLE DLE) Kalles gjerne tegn-støffing (character stuffing) S Y N S O H D L E E T X S T X D L E S O H E T X S Y N CRC 2/11/

12 Byte-orienterte protokoller Bruk av byte-teller (antall) S S Y Y Count Header Body N N Class CRC Problem: Hva skjer når Count feltet har bit-feil? Løsning: oppdages når CRC feiler vente til neste SYN; prøve på nytt derfra rammetap For større sikkerhet (redundans): både End-of-TeXt og teller 2/11/

13 Bit-orienterte protokoller Regnes som mer moderne enn byte-orienterte En ramme er en samling bit HDLC (også SDLC): avgrenser rammen med en spesiel bit-sekvens Header Body CRC flag-byte 2/11/

14 Bit-orienterte protokoller Problem: spesielle bit-sekvens forekommer i datadelen Løsning: bit-støffing sender: hver gang fem 1-ere oppdages, settes en ekstra 0 inn garanterer at flag-byte ikke kan forekomme i datadelen flag-byte er (selvsagt) ikke gjenstand for bit-stuffing mottaker: hver gang fem 1-ere oppdages dersom neste bit er 0, fjern den og fortsett mottaket dersom neste bit er 1 dersom neste bit deretter er 0 slutt på rammen dersom neste bit deretter er 1 rammefeil; vente på neste flag-byte 2/11/

15 Tegn- og bit-støffing Fast rammestørrelse er umulig Fordi: antall ekstra tegn (DLE) eller bit (0) er avhengig av hva slags data det er i rammen 2/11/

16 Klokke-basert innramming Fast rammestørrelse Klokke-basert er et dårlig navn Prinsipp: mottaker ser etter et bestemt bitmønster som gjentas med fast avstand i bitstrømmen (f.eks. hver 810 byte som i SONET) når det spesielle bit-mønstret dukker opp på rett plass tilstrekkelig antall ganger, konkluderer mottaker at den er synkron med sender og tolker rammen korrekt 2/11/

17 SONET/SDH SONET (Synchronous Optical Network)(USA) / SDH (Synchronous Digital Hierarchy) (Europa) ITU standard for transmisjon over optiske fiber Fast rammestørrelse, leter etter SYN-SYN (spesielt bitmønster først i hodet) med jevne mellomrom (hver 810. byte) Når dette er OK regner mottaker med at den er synkronisert I tillegg til SYN-SYN i starten inneholder hodet pekere til sub-rammer i data-delen (sub-rammer kan flyte over flere SONET-rammer) STS-1 (51.84 Mbps) laveste hastighet for SONET/SDH-linker 2/11/

18 Oppsummering Linklaget abstraherer fysisk lag fra en uendelig sekvens av bit til en sekvens av pakker (rammer) Oppdager og korrigerer feil (mer neste gang) Tre metoder for innramming Tegn-baserte protokoller med tegn-støffing Bit-baserte protokoller med bit-støffing Klokkebasert protokoller med fast rammestørrelse 2/11/