Detaljerte funksjoner i datanett

Transkript

1 Detaljerte funksjoner i datanett Foreleser: Kjell Åge Bringsrud INF1060 1

2 Litt mer detaljer om: Multipleksing Feildeteksjon, flytkontroll Adressering LAN Repeatere, broer TCP/IP Øvre lag Applikasjonsprotokoller INF1060 2

3 Fysisk Lag Fysis k Fysis k Den primære oppgaven flytte bits fra avsender til mottaker krever: standardisert måte å representere bit inn på transmisjonsmediet standardisering av kabler og tilkoplingsutstyr synkronisering av klokketakt mellom sender og mottaker INF1060 3

4 Multipleksing n kanaler inn 1 link n kanaler n kanaler ut tids multipleksing frekvens multipleksing pakke multipleksing INF1060 4

5 Tids multipleksing 1 n n hver kanal for tilgang til mediet en gitt tid (tidsluke) avtaster hver kanal i sekvens om og om igjen ledig kapasitet i en kanal kan ikke utnyttes av en annen kanal INF1060 5

6 Frekvens multipleksing k 1 k 2 f 1 k 3 f 2 Σ f 1 f 2 f 3 k n f 3 mediet deles inn i frekvensbånd hver kanal sitt frekvensbånd ledig kapasitet i en kanal kan ikke utnyttes av en annen kanal f n INF1060 6

7 Pakke multipleksing FIFO-kø Svitsj Svitsj demultipleksing basert på adresser i pakkene (ruting) INF1060 7

8 Linklaget Innramming av nyttelasten Transport av rammer over mediet Adressering Feilhåndtering: Feildeteksjon Feilkorreksjon Flytkontroll INF1060 8

9 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 INF1060 9

10 Generelt pakkeformat rammer pakker meldinger PDU (Protocol Data Unit) Hode Data, for eks bit Hale M-adresse S-adresse Sjekksum INF

11 Pålitelig overføring Pakker med feil sjekksum (CRC) kastes Fint om vi kan rette opp feilen Hvis feilen ikke kan rettes opp, og vi trenger pakken, da må den sendes en gang til! INF

12 Feildeteksjon/feilretting Oppgaver: 1. Finne feil 2. Rette feil To alternativer til å rette feil: A. Ha nok informasjon til å rette opp feil i de mottatte dataene B. Be om at dataene (rammen) blir sendt en gang til (C. Gi blanke, det er ikke så farlig å miste litt data) Generelt prinsipp i informatikken: Oppdage feilen så fort som mulig etter at den har oppstått! INF

13 Flytkontroll Normalt en feed-back (tilbakemelding) protokoll der mottaker informerer senderen om sin buffer-kapasitet 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) INF

14 Flytkontroll - NAK Mottaker sender eksplisitt NAK (Not acknowledge) for å signalisere at den mottar rammer for fort i forhold til lagringskapasiteten. NAK: Kan ikke ta imot mer Full inn-buffer INF

15 Lokalnett strukturer Ethernet Token Ring Konkurranseutsatt Konkurransefri Radio-LAN Konkurranseutsatt Nøkkelbegrep: Medium Aksess kontroll INF

16 CSMA/CD (IEEE 802.3) Link Fysisk A-MAC Fysisk A Logisk Link Kontroll B-MAC Fysisk B C-MAC Fysisk C INF

17 Broer: knytter sammen lokalnett på link-nivå framsending basert på MAC-adresser effektivt sammenkoplingsalternativ kan benyttes til isolering av trafikk konsumerer ikke IP-nettverks adresser INF

18 Selvlærende bro BRO LLC MAC_1 Phys_1 MAC_1 Phys_1 Rutetabell Fremsender MAC_2 Phys_2 LLC MAC_2 Phys_2 Nett 1 Nett 2 INF

19 Lokal Internetworking En konfigurasjon med fire LAN og to broer. INF

20 Nettlaget Server Disk Disk Klient link INF

21 Oppgavene til Netverks-laget Ansvarlig for ende-til-ende transport Adressering av maskiner Framsending Forbindelsesløs datagram; ingen fast rute gjennom nettverket Forbindelses-orientert (for eksempel X.25 or ATM) Tre faser: oppkopling av forbindelsen, data-overføring, nedkopling Fast rute gjennom nettverket Forholdsvis sikker og ordnet overføring Flytkontroll INF

22 Adressering/framsending adressering, en nødvendig forutsetning for framsending to-nivå adressering: globale internett-adresser lokale nett- eller link-adresser uavhengig framsending på hvert nivå hybride løsninger kombinerer IP- og link-nivå framsending INF

23 Adressering og ruting hver ting vi vil finne frem til, må ha en adresse! adresse: en streng av bytes som enhetlig identifiserer tingen adressetyper: unicast; identifiserer et endepunkt (ting) kringkasting; identifiserer alle gruppe-kringasting; identifiserer alle i en gruppe INF

24 Gruppe-kringkasting (Multicast) Multicast Definisjon Unicast: 1:1 kommunikasjon Multicast: 1:n Kommunikasjon Oppgaver Sende data til en gruppe av endesystemer sende en gang istedenfor mange multippel sending Holde den samlede lasten på nettet på et lavt nivå Resultater Mindre nettverks-belastning Mindre belastning på senderen Sender Mottager Mottager Mottager Mottager Betingelse: gruppe-adressering Gruppe medlemskapet kan endre seg, kan for eksempel styres av sender Sender Mottager Mottager INF

25 Ruting: Basis Oppgave Å definere ruten til pakkene gjennom nettverket Fra kilden Til destinasjons-systemet Ruting algoritme Definerer på hvilken utgående linje en innkommende pakke vil bli overført Rute bestemmelse Datagram Ruting algoritmen gjør individuelle valg for hver pakke Virtuell krets Ruting algoritmen benyttes bare under oppkopling (sesjons-ruting) INF

26 Ruting Rutingtabellene kan beregnes på ved hjelp av tilstandsinformasjon om nettverket Data-utveksling mellom noder: Mellom nabonoder (distansevektor ruting; RIP) Mellom alle noder i nettverket (link state ruting; OSPF, IS-IS) INF

27 Protokoll-arkitekturen H1 H5 TCP R1 R2 TCP IP IP IP IP Ether Eth PTP PTP Eth Ether Ether 1 Ether 2 PtP INF

28 Ruting Pre- Pross. Ruting prosess Rutetabell Framsender 4 INF

29 Framsending A R LAN-A R B LAN-B INF

30 Krav til et moderne datanett nodene skal ha Plug and play egenskaper ingen konfigurering ved innkopling av noder automatisk oppdage hvem som er nabo-noder hvilke naboer er operative, ikke operative utveksling av topologi informasjon på det grunnlag, beregne ruter (korteste vei) til alle andre noder i nettet INF