Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Počítačové sítě Datový spoj Datový spoj (Data Link) – organizovaný komunikační kanál – Datové jednotky – rámce (frames) indikátory začátku a konce rámce.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Počítačové sítě Datový spoj Datový spoj (Data Link) – organizovaný komunikační kanál – Datové jednotky – rámce (frames) indikátory začátku a konce rámce."— Transkript prezentace:

1 Počítačové sítě Datový spoj Datový spoj (Data Link) – organizovaný komunikační kanál – Datové jednotky – rámce (frames) indikátory začátku a konce rámce režijní informace – záhlaví event. zápatí rámce (identifikátor zdroje a cíle, řídící informace, informace o stavu spoje, kontrola bitové správnosti- FCS …) data určená k přenosu – Formát rámce (včetně specifikace minimální a maximální délky) je určen příslušným přenosovým protokolem – Protokol je souhrn pravidel, podle kterých probíhá dialog mezi vzdálenými entitami Počítačové sítě - Datový spoj 1

2 Počítačové sítě Datový spoj Formát obecného rámce Počítačové sítě - Datový spoj 2 Flag FCS Data AdresaŘízení záhlavízápatí Příznak začátku a konce rámce není u rámců s pevnou délkou

3 Počítačové sítě Datový spoj – Typy rámců Rámce s pevnou délkou Rámce s proměnlivou délkou Datové proudy (streams) – Musí být zajištěno oddělení režijních informací od dat – Řízení datového spoje zahrnuje: Synchronizaci rámců Řízení toku rámců Kontrola bitové správnosti Počítačové sítě - Datový spoj 3

4 Počítačové sítě Datový spoj Synchronizace rámců – Asynchronní přenos – znakově orientovaný – start/stop bit ohraničuje každý „znak“ (tj. 7/8 bitů), definice minimální vzdálenosti mezi znaky ……. velká přenosová režie – Synchronní přenos – bitově orientovaný, libovolná sekvence bitů – začátek sekvence je dohodnutý bitový vzorek (preamble), konec může být ohraničen (postamble) ……menší přenosová režie Počítačové sítě - Datový spoj 4

5 Počítačové sítě Datový spoj Kontrola bitové správnosti – detekce bitových chyb – Určeno protokolem – Paritní kontrola – paritní bit, sudá/lichá parita, příčná (pro každý znak zvlášť) / podélná (pro všechny bity zprávy nebo její části) – – Cyklická redundantní kontrola CRC – prostřednictvím dohodnutého algoritmu (mod2, polynomický CRC) se vypočítá kontrolní sekvence rámce FCS (Frame Control Sequence) a vloží se do rámce, cílový systém provede tentýž výpočet a výsledek srovná s přijatým FCS Počítačové sítě - Datový spoj 5

6 Počítačové sítě Datový spoj Počítačové sítě - Datový spoj 6 Princip kontroly bitové správnosti

7 Počítačové sítě Datový spoj Řízení toku rámců a bitové správnosti – Zabránění zahlcení přijímacího systému, omezení kolizí (jamming) v komunikačním kanále – Zajištění opravného vyslání nekorektně přijatých rámců Techniky pro komunikační kanály s násobným přístupem – typicky LAN Deterministické – TokenRing Nedeterministické (stochastické) – CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access/Collision Detection ) Počítačové sítě - Datový spoj 7

8 Počítačové sítě Datový spoj Token Ring CSMA/CD Počítačové sítě - Datový spoj 8 token (oprávnění k přenosu) směr přenosu možné kolize

9 Počítačové sítě Datový spoj CSMA/CD – CSMA (Carrier Sense Multiply Access) – každá stanice monitoruje stav přenosového média a začíná vysílat jen v době, kdy je médium volné. – CD (Collision Detection) – začne-li vysílat v krátkém časovém intervalu více stanic, nastávají kolize. Vysílající stanice je detekují, zastaví vysílání a vyšlou do sítě krátký „jamming signal“, který ostatní upozorní na kolize. Vysílání obnoví v náhodných časových intervalech po náslechu, zda je médium volné. Počítačové sítě - Datový spoj 9

10 Počítačové sítě Datový spoj CSMA/CD – nepředchází kolizím na sběrnici, ale detekuje je – Před zahájením vysílání zjistí, zda je kanál volný, v případě, že není, počká určitou dobu a pokusí se vysílání zopakovat – Náslech současně s vysíláním (po celou dobu vysílání). – V případě, že byly detekovány kolize, vlastní vysílání okamžitě zastaví a vyšle do sběrnice informaci o detekci kolize – všechny stanice pak „zahodí“ dosud přijatá data znehodnocená kolizí Počítačové sítě - Datový spoj 10

11 Počítačové sítě - Datový spoj 11 Stav kanálu volný ? Připraveno k vysílání Vysílá Test kanálu kolize ? Signál „jamming“ Příliš mnoho kolizí Očekává „backoff“ ano ne ano Vysílá zprávu o stavu kanálu Konec vysílání? Konec Začátek ne Funkční schéma techniky CSMA/CD

12 Počítačové sítě Datový spoj Kódování „Manchester“ Nejdelší doba, za kterou je kolize detekována, musí být pro max. délku segmentu menší než 51,2 μs („slot time“) – určuje minimální délku rámce (512 bitů) – kolize musí být detekována během vysílání Počítačové sítě - Datový spoj PC1PC2 Kolize 12 4 Detekce kolize Max. délka segmentu ~ délka, kterou urazí čelo signálu za 51,2 μs

13 Počítačové sítě Datový spoj Počítačové sítě - Datový spoj 13 PC1PC2PC3PC4PC5 Sběrnice Šíření signálu PC1 HUB PC2PC3PC4PC1PC2 PC3 PC4 Šíření signálu Switch Stromová topologie

14 Počítačové sítě Datový spoj CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance Na rozdíl od CSMA/CD předchází kolizím. Princip: – Je-li médium volné po určenou dobu, může stanice zahájit vysílání. – Pokud je vysílání neúspěšné (druhá strana nepotrvdí příjem), zahájí exponenciální čekání. – Pokud je médium obsazeno, počká na jeho uvolnění a následně zahájí exponenciální čekání, stejně jako při neúspěšném odvysílání. CSMA/CA využívají bezdrátové technologie (např. IEEE a IEEE802.15) Počítačové sítě - Datový spoj 14

15 Počítačové sítě Datový spoj – Techniky pro dvoubodové komunikační kanály (typicky pro WAN) Řízení toku – techniky Stop-and-Wait a Sliding Window – Sliding window – Stop-and-wait Řízení správnosti přenosu (ztráta rámce, porušení rámce) Techniky : – pozitivního/negativního potvrzení (ACK/NACK) – opakovaní vyslání rámce po neobdržení potvrzení (ARQ – Automatic Repeat Request) Počítačové sítě - Datový spoj 15

16 Počítačové sítě Datový spoj Příklady technik pro řízení datových spojů – Význam použitých zkratek: F X – rámec č.X ACK – potvrzení (Acknowledgement) NACK – negativní potvrzení RR X – připravenost k přijetí rámce č. X (Ready-to-Receive) REJ X – odmítnutí rámce č. X (Reject) Počítačové sítě - Datový spoj 16

17 Počítačové sítě Datový spoj Zvýšení využitelnosti spoje – multiplexing jeden fyzický spoj je využit N přenosovými kanály Techniky zvýšení využitelnosti komunikačního kanálu – FDM, TDM, CDMA, OFDM Počítačové sítě - Datový spoj N N 2 1

18 Počítačové sítě Datový spoj Počítačové sítě - Datový spoj 18 TDM - Time Division Multiplexing – časové sdílení spoje FDM - Frequency Division Multiplexing sdílení frekvenčního rozsahu spoje

19 Počítačové sítě Datový spoj TDM - Time Division Multiplexing – časové sdílení spoje Počítačové sítě - Datový spoj 19 časové sloty (time slots) frekvence čas t5t2t3t4t1

20 Počítačové sítě Datový spoj Časový multiplexing – rámce z více zdrojů jsou vysílány ve stanovených časových úsecích – „time slots“ Synchronní TDM – pro každý zdroj je pevně stanovený time slot – nižší využitelnost kapacity spoje, ale jednodušší implementace Asynchronní TDM (statistické, inteligentní) – dynamická alokace time slots (na vyžádání zdroje) – vyšší využitelnost kapacity spoje, náročnější implementace (STDM) Počítačové sítě - Datový spoj 20

21 Počítačové sítě - Datový spoj 21 A B D C t1 t2 t3 t4 t5 STDM TDM A1B1B1B2C2C4A4D5A5 Záhlaví obsahuje identifikátor zdroje a pořadí cykly A1B1C1D1D2C2B2A2 prázdné time slots Princip TDM a STDM

22 Počítačové sítě Datový spoj FDM - Frequency Division Multiplexing sdílení frekvenčního rozsahu spoje Počítačové sítě - Datový spoj 22 čas frekvence čas frekvence f5f2f3f4f1fn Frekvenční rozsahy (kanály) ………

23 Počítačové sítě Datový spoj CDMA - Code Division Multiply Access z více zdrojů jsou současně vysílána data kódovaná rozdílnými kódy. Sdílení spoje časové i frekvenční. Počítačové sítě - Datový spoj 23

24 Počítačové sítě Datový spoj Srovnání frekvenčního, časového a kódového sdílení Počítačové sítě - Datový spoj 24

25 Počítačové sítě Datový spoj OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Varianta FDMA Rozdělení frekvenčního rozsahu na oddělené nosné frekvence Nosné frekvence modulovány různými modulačními technikami Možnost současného vysílání stovek datových signálů, které se „sčítají“ Použití v přenosech bezdrátových i v přenosech pevnými vodiči Počítačové sítě - Datový spoj 25


Stáhnout ppt "Počítačové sítě Datový spoj Datový spoj (Data Link) – organizovaný komunikační kanál – Datové jednotky – rámce (frames) indikátory začátku a konce rámce."

Podobné prezentace


Reklamy Google