Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Úvod do počítačových sítí Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Problém přidělování kanálu Statické přidělování kanálu v sítích LAN a MAN Pevné přidělení přenosového pásma Omezená kapacita (nelze překročit) Výhodné pro přenosy v reálném čase (není třeba o pásmo soupeřit) Nevýhodné z hlediska využití kapacity při nárazovém přenosu (přenos dat) Přenosovou kapacitu nelze využít jinými přenosy Dynamické přidělování kanálu v sítích LAN a MAN Přidělování přenosové kapacity podle potřeby – lepší využití Nutný mechanizmus pro „spravedlivé“ rozdělování Vhodné pro přenosy neprobíhající v reálném čase (není-li kapacita, přenos počká) Ideálem je kompromis (rezervace části z celkové přenosové kapacity) 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Statické přidělování kanálu Používá se v telefonních sítích Přenosový kanál je rozdělen na jednotlivé podkanály, které propojují koncové uzly Používá se časový multiplex Data se přenáší v rámcích pevné délky Jednotlivé bity (skupiny bitů, slabiky) jsou přiřazeny jednotlivým kanálům Zvýšení kapacity kanálu znamená zvýšení přenosové rychlosti (přenese se více rámců nebo se při zachování počtu přenesených rámců za jednotku času zvětší délka rámce – zvětší se počet přenášených bitů) Lze docílit různé přenosové kapacity pro jednotlivé podkanály (přidělením různého počtu bitů v rámci) 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Dynamické přidělování kanálu Opět se jedná o časový multiplex Čas přenosu je rozdělen do časových úseků – časových slotů Časové sloty jsou přidělovány jednotlivým (virtuálním) komunikačním kanálům Synchronní – rozdělení na časové sloty (ale každý časový slot může být přidělen jinému komunikačnímu kanálu) Asynchronní – předpokládá různé délky časových slotů 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Dynamické přidělování kanálu v mnohabodových sítích Předpoklad existence jednoho sdíleného komunikačního kanálu, ke kterému je připojeno více stanic (mnohabodový spoj) Sdílený přístup se vzájemným vyloučením Je-li komunikační kanál přidělen, pak celý Používá se časový multiplex Čas je rozdělen do časových slotů pevné nebo proměnné délky Přidělování časových slotů může být Centralizované (jeden řídicí uzel, jeden a více řízených uzlů) Decentralizované (neexistuje jeden řídicí uzel) 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Dynamické přidělování kanálu v mnohabodových spojích Centralizované metody přidělování komunikačního kanálu Musí existovat entita (stanice, uzel), která přiděluje časové sloty Jedna stanice je řídicí, ostatní podřízené Řídicí stanice přiděluje komunikační kanál (většinou celý) Podřízené stanice dostávají od řídicí stanice právo využívat komunikační kanál Stanice může být Zdrojem dat Příjemcem dat 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Dynamické přidělování kanálu v mnohabodových spojích Metody centralizovaného přidělování komunikačního kanálu Existuje jedna řídicí stanice – přiděluje právo využívat komunikační kanál jedním z následujících způsobů Metoda výběru (selecting) – řídicí stanice je zdrojem dat i „vlastníkem“ komunikačního kanálu Může kdykoliv vysílat, protože má právo přistupovat ke kanálu Metoda výzvy (pooling) – podřízená je zdrojem dat, nemá ale právo vysílat Řídicí stanice jí musí právo vysílat předat Dělá to metodou výzvy (cyklická, štafetová) Po získání práva může podřízená stanice vysílat Po ukončení vysílání vrací pověření zpět řídicí stanici 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Dynamické přidělování kanálu v mnohabodových spojích Metody decentralizovaného přidělování komunikačního kanálu Centrální, řídicí stanice neexistuje Všechny stanice se podílí na rozhodování o přístupu ke komunikačnímu médiu Existují čtyři skupiny metod Metody náhodného přístup Metody rovnoměrného přístupu Metody prioritního přístupu Metody lokálně prioritního přístupu 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Decentralizované metody přístupu ke komunikačnímu kanálu Metody náhodného přístupu Jsou označovány jako kolizní Může dojít ke souběžnému vysílání dvou a více stanic – kolize Kolize se řeší opakováním vysílání po náhodně zvolené době Za určitých okolností se snižuje pravděpodobnost opakovaného konfliktu Doba odezvy není ohraničená – nehodí se tam, kde potřebujeme mít zaručenou dobu odezvy Sem patří Aloha, CSMA, CSMA/CD (Ethernet) 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Decentralizované metody přístupu ke komunikačnímu kanálu Metody rovnoměrného přístupu Nedochází ke kolizím Lze předem určit maximální dobu odezvy Stanice se musí předem dohodnout na pořadí, ve kterém budou vysílat Používá se metoda předávání pověření V logickém kruhu – stanice si předávají pověření v dohodnutém pořadí Ve fyzickém kruhu – stanice si předává pověření sousední stanici v kruhu 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Decentralizované metody přístupu ke komunikačnímu kanálu Metody prioritního přístupu Přenos dat lze rozdělit do dvou fází Nejprve stanice vysílají svoji prioritu (všechny souběžně) a zvítězí ta, jejíž priorita je nejvyšší Vítězná stanice v druhé fázi přenáší data Po ukončení přenosu se celý děj opakuje Priorita může být zadána Kódem Umístěním stanice v síti a dobou odezvy (rychlostí reakce) 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Decentralizované metody přístupu ke komunikačnímu kanálu Metoda lokálně prioritního přístupu Tato metoda je označována jako metoda vkládání registrů Zprávy se předávají v kruhu Stanice, která chce vysílat má vyšší prioritu než zpráva přicházející po síti Stanice vloží vlastní zprávu připravenou k vysílání do vyrovnávací paměti Přicházející zprávu vkládá do téže vyrovnávací paměti za vlastní zprávu a současně vkládá do sítě vlastní zprávu Vypadá to jakoby byla do sítě vložena vyrovnávací paměť se zprávou Po přijetí vlastní zprávy do vyrovnávací paměti (když již oběhla celý kruh), vyjme stanice ze sítě vyrovnávací paměť i se zprávou 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Metody náhodného přístupu ALOHA Prostá Aloha Synchronní Aloha Řízená Aloha Protokoly vícenásobného přístupu s detekcí nosné vlny (Carrier Sense Multiple Access - CSMA) Naléhající Nenaléhající p-naléhající CSMA/CD 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Prostá Aloha 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Prostá ALOHA Rámce jsou přenášeny ve zcela náhodných časech. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Prostá ALOHA (2) Perioda možného napadení (šedého) rámce 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Prostá ALOHA (3) Závislost propustnosti na vstupním toku pro systémy ALOHA. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Naléhající a nenaléhající CSMA Porovnání závislosti využití kanálu na vstupním toku dat pro různé protokoly náhodného přístupu. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

CSMA s detekcí kolize CSMA/CD může být v jednom ze tří stavů: soupeření, přenos, nečinný. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Metody rovnoměrného přístupu Protokol s bitovou mapou. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Protokoly s adaptivním prohlížením stromu Stromové uspořádání pro 8 stanic. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Prioritní metody Binární odpočítávající protokol. Pomlčky znamenají bez vysílání. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Bezdrátové protokoly LAN Bezdrátová LAN. (a) Vysílá A. (b) Vysílá B. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Bezdrátové protokoly LAN (2) Protokol MACA (Multiple Access Collision Avoidance). (a) A posílá RTS do B. (b) B odpovídá CTS do A. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Příklady lokálních počítačových sítí Ethernet Kabeláž Ethernetu Kódování Manchester Přístupová vrstva (MAC) protokolu Ethernet Binárně exponenciální algoritmus řízení přístupu (The Binary Exponential Backoff Algorithm) Výkonnost Ethernetu Přepínaný Ethernet Rychlý (fast) Ethernet Gigabitový Ethernet Vrstva řízení logického spojení (Logical Link Control ) IEEE 802.2 Zpětný pohled na Ethernet 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Propojovací vedení Ethernetu Nejznámější typy kabelů pro Ethernet. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Propojovací vedení Ethernetu (2) Způsoby propojení Ethernetu:. (a) 10Base5, (b) 10Base2, (c) 10Base-T. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Propojovací vedení Ethernetu (3) Topologie propojení. (a) lineární, (b) páteřní, (c) stromové, (d) segmentové. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Kódování Manchester (a) Binární kódování, (b) kódování Manchester, (c) Kódování diferenciální Manchester. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Přístupová vrstva (MAC) protokolu Ethernet Formáty rámců. (a) DIX Ethernet, (b) IEEE 802.3. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Přístupová vrstva (MAC) protokolu Ethernet (2) Detekce kolize může trvat déle než 2τ 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Výkonnost Ethernetu Výkonnost (propustnost) 10 Mb/s Ethernetu s 512 bitů dlouhým časovým oknem (slotem). 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Přepínaný Ethernet Jednoduchý příklad přepínaného Ethernetu. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Rychlý (fast) Ethernet Původní kabeláž rychlého Ethernetu. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Gigabitový Ethernet (a) Dvoubodové propojení. (b) vícebodové propojení. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Gigabitový Ethernet (2) Kabeláž gigabitového Ethernetu. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Vrstva řízení logického spojení (Logical Link Control ) IEEE 802.2 (a) LLC v protokolovém zásobníku. (b) formáty datových jednotek. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Bezdrátové LAN Protokolový zásobník IEEE 802.11 Fyzická úroveň IEEE 802.11 Přístupová úroveň (MAC) IEEE 802.11 Struktura rámce IEEE 802.11 Služby 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Protokolový zásobník IEEE 802.11 Část protokolového zásobníku IEEE 802.1. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Přístupová úroveň (MAC) IEEE 802.11 (a) Problém skryté stanice. (b) Problém nechráněné stanice. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Přístupová úroveň (MAC) IEEE 802.11 (2) Snímání virtuálního kanálu s použitím CSMA/CA. NAV – Network Allocation Vector 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Přístupová úroveň (MAC) IEEE 802.11 (3) Shluk fragmentů. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Přístupová úroveň (MAC) IEEE 802.11 (4) Časové mezery mezi rámci v 802.11. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Struktura rámce IEEE 802.11 Datový rámec 802.11. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Služby IEEE 802.11 Distribuční služby Spojení Rozpojení Obnovení spojení Distribuce Integrace 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Služby IEEE 802.11 Služby uvnitř buněk Ověřování Rušení ověření Důvěrnost Doručování dat 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Širokopásmové bezdrátové sítě Porovnání 802.11 a 802.16 Protokolový zásobník 802.16 Fyzická vrstva 802.16 Protokol podvrstvy MAC 802.16 Formát rámce 802.16 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Protokolový zásobník 802.16 Protokolový zásobník 802.16. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Fyzická vrstva 802.16 Druhy prostředí pro přenosy 802.16. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Fyzická vrstva 802.16 (2) Rámce a časové úseky pro duplexní přenosy časovým dělením. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Protokol podvrstvy MAC 802.16 Třídy služeb Konstantní přenosová rychlost (CBR) pro aplikace se striktními požadavky na přenosovou rychlost a zpoždění Proměnná přenosová rychlost v reálném čase (rt-VBR) určena pro data citlivá na zpoždění, ale kterým stačí menší sířka pásma než při CBR Proměnná přenosová rychlost mimo reálný čas (nrt-VBR) negarantuje zpoždění, striktní požadavek je jen na hodnotu zpoždění při přenosu buňky. Příkladem jsou datové transakce, citlivé na dobu odezvy. Best efforts service Zaručuje přenos dat „s maximálním úsilím“ 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Formát rámce 802.16 (a) Obecný rámec. (b) rámec pro rezervaci pásma . 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Bluetooth Architektura Bluetooth Aplikace Bluetooth Protokolový zásobník Bluetooth Radiová úroveň Bluetooth Úroveň základního pásma Bluetooth L2CAP úroveň Bluetooth Struktura rámce Bluetooth 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Architektura Bluetooth Dvě piko sítě (piconets) mohou být propojeny do podoby rozptýlené sítě (scatternet). 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Aplikace Bluetooth Profily bluetooth. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Protokolový zásobník Bluetooth Verze 802.15 architektury Bluetooth protokolu. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Struktura rámce Bluetooth Typický datový rámec Bluetooth. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Přepínání na linkové úrovni Mosty mezi 802.x a 802.y Lokální Internetworking Mosty se spanning tree algoritmem (nalezení kostry grafu) Vzdálené mosty Opakovače, rozbočovače (Hubs), mosty, přepínače, směrovače, brány Virtuální lokální počítačové sítě 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Přepínání na linkové úrovni Několik sítí LAN připojených do páteřní sítě s propustností větší než mají jednotlivé LAN.. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Mosty mezi 802.x a 802.y Znázornění mostu mezi dvěma sítěmi LAN (802.11 a 802.3). 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Mosty mezi 802.x a 802.y (2) Různé formáty rámce IEEE 802. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Lokální Internetworking Propojení 4 LAN a dvou mostů. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Mosty se spanning tree algoritmem Dva paralelní transparentní mosty. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Mosty se spanning tree algoritmem (2) (a) Propojené LAN. (b) vytvoření kostry LAN. Tečkované čáry nejsou součástí kostry. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Vzdálené mosty Vzdálené mosty mohou být použity pro propojení vzdálených LAN. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Opakovače, rozbočovače (Hubs), mosty, přepínače, směrovače a brány (a) Zařízení na jednotlivých úrovních. (b) Rámce pakety a záhlaví. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Opakovače, rozbočovače (Hubs), mosty, přepínače, směrovače a brány (2) (a) Hub. (b) most. (c) přepínač. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Virtuální lokální počítačové sítě Strukturovaná kabeláž s použitím hubů a přepínače. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Virtuální lokální počítačové sítě (2) (a) 4 fyzické LAN uspořádané do 2 VLAN (bílé a šedé) pomocí dvou mostů. (b) Totéž uspořádané do 2 VLAN pomocí dvou přepínačů. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Standard IEEE 802.1Q Přechod z tradičního Ethernetu do přepínaného Ethernetu. Šedé komponenty jsou VLAN-ové, prázdné ne. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Standard IEEE 802.1Q (2) Porovnání klasického formátu 802.3 rámce s 802.1Q rámcem. 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu

Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu Souhrn 23.9.2018 Úvod do počítačových sítí - Úroveň přístupu ke komunikačnímu médiu