Linklaget - direkte forbindelser mellom noder Foreleser: Kjell Åge Bringsrud E-mail: kjellb 2/11/2004 1
Tilbakeblikk Kursets fokus nett for generell bruk pakkebaserte nett A Noder 1 2 3 4 5 D 6 Link 2/11/2004 2
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 2 3 5 Transport Nett Link Fysisk Kommunikasjonsmedium 2/11/2004 3
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
Linklagets abstraksjon Nettlag Linklag abstraksjon Problemer/utfordringer? Fysisk lag 2/11/2004 5
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
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
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
Innramming i forhold til OSI-lagene Nettverkslag Linklag Fysisk lag 2/11/2004 9
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 2/11/2004 10
Byte-orienterte protokoller Bruk av vokter BISYNC 8 8 8 8 8 16 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) 8 8 8 8 8 16 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 2/11/2004 11
Byte-orienterte protokoller Bruk av byte-teller (antall) 8 8 8 14 42 16 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 2/11/2004 12
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 01111110 16 16 Header Body 01111110 CRC 01111110 flag-byte 2/11/2004 13
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 11111 111110 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 2/11/2004 14
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 2/11/2004 15
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 2/11/2004 16
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 2/11/2004 17
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 2/11/2004 18