Medium Access Control (MAC) Linklaget avslutning. Kjell Åge Bringsrud kjellb. Foreleser: 14/02/2006 1

Transkript

1 Linklaget avslutning Medium Access Control (MAC) Foreleser: Kjell Åge Bringsrud kjellb 14/02/2006 1

2 Retransm. og kvitterings strategi Kvitteringsstrategi: eksplisitt kvittering for hver mottatte ramme kvitter alle rammer opp til sist mottatte ved timeout Retransmisjonsstrategi: ved timeout, send alle rammer i retransm.køen Go-back-N send bare de mottaker angir den mangler Selective repeat 14/02/2006 2

3 Glidende vindu og flytkontroll Flytkontroll hindrer en sender i å oversvømme en mottaker med rammer Glidende-vindu-protokoll oppfyller tre formål pålitelig overføring bevarer ordningen av rammene ved overføring mer relevant for høyere lags protokoller en link-protokoller understøtter flytkontroll 14/02/2006 3

4 Flytkontroll Normalt en feed-back (tilbakemelding) protokoll der mottaker informerer senderen om sin bufferkapasitet Gjerne realisert som et tillegg til glidende vindu To vanlige tilnærminger: 1. sender stopper når spesiell NAK mottas 2. mottaker informerer senderen om hvor mange pakker/bytes den har plass til, og sender ikke mer data enn oppgitt inntil den får ny beskjed (kredittbasert flytkontroll) En tredje variant er å slutte å kvittere til det er ledig buffer på mottagersiden (bare Link laget) 14/02/2006 4

5 Flytkontroll - NAK Tilnærming 1: Eksplisitt NAK (Not acknowledge) Mottaker sender en ACK eller en NAK for hver eneste pakke NAK: Kan ikke ta imot mer Full inn-buffer 14/02/2006 5

6 Flytkontroll - Kreditt-basert Tilnærming 2: Kreditter (jeg har til gode hos deg) Jeg har plass til 4 pakker Sender Mottaker Meldingen om at mottakeren har plass til mer kan sendes som en egen melding eller bakes inn i ( piggybacked på) annen melding i motsatt retning. Mer om flykontroll seinere (ifbm. nettverks- og transportprotokoller) 14/02/2006 6

7 Bit-orienterte rammer (HDLC) flagg flagg hode data hale adresse kontroll sjekksum Bit stuffing Sender: fem enere etter hverandre, sett inn ekstra 0 Mottaker: fem enere etter hverandre; hvis sjette bit == 0, fjern 0 == 1, slutt på ramme hvis syvende bit == 1, rammefeil, les til flagg 14/02/2006 7

8 High-Level Data Link Control (2) Kontroll-felt for: (a) En informasjons - ramme. (b) En overvåknings - ramme. (c) En unummerert ramme. 14/02/2006 8

9 HDLC rammeformat (1) kontrollfeltet Seq P/F Next Data I-rammer: inneholder data Type P/F Next Data S-rammer: flytkontroll Type: RR: receiver ready RNR: receiver not ready REJ: avviser rammen Glidende vindu har også flytkontroll egenskaper 14/02/2006 9

10 HDLC rammeformat (2) kontrollfeltet L_CON.req SABM 1 1 Type P/F Mod Data UA I LAPB er det definert 5 unummererte rammetyper: SABM: initialisering av forbindelse UA: kvittering DISC: initiering av nedkopling FRMR: uakseptabel ramme mottatt DM: admin. nedkoplet; resp. på SABM L_DIS.req DISC UA 14/02/

11 PPP Point to Point Protocol Fullt PPP ramme format for unummerert operasjons-modus. 14/02/

12 PPP Point to Point Protocol (2) Et forenklet tilstands-diagram for å ta en linje 14/02/ oppogned.

13 PPP Point to Point Protocol (3) LCP ramme-typer. 14/02/

14 Link administrasjon (1) DTE; Adr=11 DCE; Adr=01 Hallo (11) I heard you (11) Hallo (01) I heard you (01) Hallo (11) I heard you (11) Loop modus 14/02/

15 Medium Access Control (MAC) 14/02/

16 Todeling av Link laget 14/02/

17 Problemet med tilordning av kanal Statisk tilordning av kanalen i LAN og MAN Dynamisk tilordning av kanalen i LAN og MAN 14/02/

18 Dynamisk kanal tilordning 1. Stasjons-modellen. 2. Antar en eneste kanal for all kommunikasjon. 3. Antar at kollisjoner kan oppstå. 4. (a) Kontinuerlig tid. (b) Slotted tid. 5. (a) Carrier Sense. (b) Ikke Carrier Sense. 14/02/

19 MAC Protokoller ALOHA Carrier Sense Multiple Access (CSMA) protokoller Kollisjonsfrie protokoller Begrenset-konkurranse protokoller ( contention ) MAC protokoller som deler bølgelengde Trådløse LAN Protokoller 14/02/

20 Ren ALOHA I ren ALOHA transmitteres rammer til fullstendig vilkårlige tider. 14/02/

21 Slotted ALOHA Sårbart tidsrom for den grå rammen. 14/02/

22 REN OG SLOTTED ALOHA Gjennomstrømning (throughput) versus tilbudt trafikk I ALOHA systemer. 14/02/

23 Lokalnett Kringkastingsnett: CSMA/CD (Ethernet) Token Ring TrådløstLAN 14/02/

24 Ethernet alle maskiner tilkoplet en felles kabel alle kan høre alle; kringkasting dersom to eller flere sender samtidig, blir transmisjonen uforståelig for alle datarater 10, 100 og 1000 Mb/s 14/02/

25 Medium aksess Når en stasjon skal sende: lytt på kabelen; er den ledig, så send er kabelen i bruk; vent til den blir ledig, så send ( 1-persistent) oppdages kollisjon; fortsett å sende 48 bit, for så å stoppe vent en vilkårlig tid (τ * K v ), lytt så på kabelen, er den ledig, så send rammen er kabelen i bruk, vent til ledig, så send 14/02/

26 Persistent og ikke-persistent CSMA Sammenlikning av kanal-utnyttelse versus belastning for noen tilfeldig aksess protokoller. 14/02/

27 Sendersiden 14/02/

28 Mottakersiden Når en ramme er mottatt i input bufferet: er rammen for kort, reset buffer og vent på ny ramme odde antall oktetter, reset buffer og vent på ny ramme er CRC-sjekken feil, reset buffer og vent på ny ramme er CRC-sjekk OK er mottaker adressen min adresse, eller en gruppeadresse jeg tilhører, eller rammen er kringkastet; aksepter rammen 14/02/

29 CSMA med kollisjonsdeteksjon CSMA/CD kan være i én av tre tilstander: contention, overføring eller uvirksom. 14/02/

30 Ethernet ramme formatet Preamble: 7 x ( ) + ( ) D-MAC : Mottakers MAC-adresse, hver leverandør sin unike serie S-MAC : Avsenders MAC-adresse, Type : (SAP); angir overliggende protokollentitet Data : oktetter CRC : 32 bit sjekksum 14/02/

31 CSMA/CD MAC rammeformat 14/02/

32 LLC rammeformat Tjenestetilbudet: - forbindelsesfri overføring - kvittert forbindelsesfri overføring - forbindelsesorientert overføring a la HDLC Kontroll: praktisk talt identisk med HDLC 14/02/

33 MAC adresseformat 14/02/

34 Flytkontroll 14/02/

35 Praktisk bruk (1) 50 Ohm; tykk: 500 m 50 Ohm; tynn: 185 m max 4 repeatere trafikk på et segment berører trafikk på all andre segmenter 14/02/

36 Praktisk bruk (2) 14/02/

37 Svitsjet Ethernet Svitsj: Svitsjer på MAC-adr Bufrer opp rammer, derfor ingen kollisjoner. Kun konkurranse om svitsjekapasiteten 14/02/

38 Gigabit Ethernet 14/02/

39 Kollisjonsfrie protokoller Den basale bit-map protokollen 14/02/

40 Collision-Free Protocols (2) The binary countdown protocol. A dash indicates silence. 14/02/

41 Oppsummering Dynamisk og statisk tilordning av kanalen MAC-er: ALOHA, kollisjonsfrie, trådløse, mm. CSMA/CD Ethernet MAC og LLC rammeformat Flytkontroll Kabling Svitsjet Ethernet Gigabit Ethernet 14/02/