Implementace vrstev RM OSI Složka výpočetního systému Typ SW Typ zařízení aplikace 7 5 6 1 2 3 4 Služby Pro aplikační program Pro transport dat User end (servery, PC…) aplikace SW OS směrovače HW přepínače zesilovače/tvarovače Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Protokoly, architektura Otevřené systémy Otevřené pro další standardizaci Definují širší kategorie funkcí pro každou úroveň Nedefinují způsob implementace funkcí (jsou technologicky neutrální) Pojmy Logická síť– zpravidla implementovaná na jednom datovém sdíleném spoji nebo na skupině přepínaných datových spojů Síťový uzel Síťová adresa (logická) identifikátor sítě identifikátor uzlu (na síti) Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Protokoly, architektura Síťová adresa (vrstva síťová) – logická adresa (konfigurovaná - SW) Adresa MAC – Media Access Control (vrstva datového spoje) – adresa síťového rozhraní (fyzická - HW) Směrování – určení přenosové cesty pro paket (protokolové jednotky síťové vrstvy) mezi směrovacími zařízeními a koncovými uzly na základě logické síťové adresy cílového uzlu Distribuční (přenosové) technologie – zajišťují distribuci rámců (signálu) mezi propojovacími zařízeními a koncovými uzly na základě adresy fyzického rozhraní Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Adresa MAC – adresa fyzického síťového rozhraní 48 bitů – vyjádření obvykle v šestnáctkovém tvaru (např. 02:60:60:EE:54:01) Bit s nejnižší váhou 1.oktetu MAC adresy (X) MAC individuální adresu (X=0) MAC skupinovou adresu (X=1) – MAC multicast MAC broadcast adresa FF:FF:FF:FF:FF:FF – adresa všech síťových rozhraní na spoji MAC nulová adresa 00:00:00:00:00:00 – rezervována pro cílové adresy zkušebních a prázdných rámců První polovina MAC adresy (3 oktety) je pevně přidělena výrobci – kód výrobce – OUI (Organization Unique Identifier) – např. 3COM – 08:00:02, Sun – 08:00:20 Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Různé síťové architektury používají stejné přenosové technologie (např. technologii IEEE 802.3 používají architektury TCP/IP, NetWare, AppleTalk…) – hybridní sítě – multiprotokolové směrovače, přepínače TCP/IP NetWare AppleTalk IEEE 802.3 Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Jedna síťová architektura může využívat různé přenosové technologie pro distribuční služby (TCP/IP využívá IEEE 802.3, IEEE 802.11, SONET…) TCP/IP IEEE 802.3 IEEE 802.11 SONET Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Techniky přenosů Přepínání spojů – komutovaný spojení (dial-up) Přepínání paketů Virtuální spoje – vytvoření virtuálního přenosového kanálu (na fyzické infrastruktuře) – umožní spojovanou potvrzovanou službu – virtuální full-duplex – zajištění spolehlivého přenosu s QoS – Quality of Service (obvyklé u vysokorychlostních spojů) Datagramová služba – reálná přenosová cesta není předem známá, každý paket (datagram) je označen cílovou adresou, nezajištěna sekvenčnost a potvrzování správnosti příjmu – sestavení zprávy ze segmentů v cílovém uzlu Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Směrování – 3. vrstva RM OSI – síťové pakety – směrovače - minimálně 2 síťová rozhraní Přepínání – 2. vrstva RM OSI – datové rámce Různé přenosové technologie N1 N2 R1 R2 N3 N4 N5 A B C Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

N1 N2 Počítačové sítě Vrstva datových spojů 7 5 6 4 7 5 6 1 2 3 4 1 2 DATA DATA 7 5 6 4 7 5 6 1 2 3 4 N1 N2 1 2 3 1 1 2 2 3 1 1 2 2 3 B A C A PDU DATA B PDU DATA C PDU DATA A Přenosové technologie záhlaví vnořených protokolů…… ……… …………….. ……………. DATA B C Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Protokoly WAN (point-to-point) pro služby vrstvy datového spoje: Služba spojovaná – řízený přenos rámců Služba nespojovaná – jednosměrné předání rámců Protokol HDLC Sada protokolů LAP Protokol PPP Specifikace ATM – ATM rámec („cell“ – buňka) Frame Relay ISDN Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Protokoly LAN vrstvy datových spojů (násobný přístup k přenosovému médiu) : Implementace všesměrového vysílání (broadcasting) Implementace promiskuitního režimu (příjem všech vysílaných rámců) Multiplexing – služby protokolů vrstvy datových spojů sdílí více uživatelů (entit síťové vrstvy) různých architektur Adresová filtrace – příjem pouze určitých rámců Protokolová filtrace – příjem pouze těch rámců, které obsahují PDU určitých protokolů síťové vrstvy Podpora skupinového vysílání – MAC multicasting (implementace skupinové MAC adresy) Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Protocol HDLC (High-Level Data Link Control) – normalizovaný protokol ISO – základ dalších protokolů („příbuzné protokoly“ používají obdobný formát rámce) HDLC definuje pro spoje half-duplex a full-duplex 3 typy komunikujících stanic primární – řídící stanice (master) – vysílá rámce „příkaz“ sekundární – řízená stanice (slave) – vysílá rámce „odpověď“ kombinovaná – vysílá „příkazy“ i „odpovědi“ Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů 2 typy konfigurace datového spoje vyvážená konfigurace (dvě kombinované stanice pro přenosy half-duplex i full-duplex) nevyvážená konfigurace (jedna primární a jedna nebo více sekundárních stanic pro přenosy half-duplex i full-duplex) 3 režimy přenosu dat NRM (Normal response mode) – v nevyvážené konfiguraci pouze primární stanice zahajuje přenos dat ARM (Asynchronous response mode) – v nevyvážené konfiguraci přenos dat může zahájit i sekundární stanice ABM (Asynchronous balanced mode) – vyvážená konfigurace s kombinovanými stanicemi Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů 2 typy rámců číslovaný (obsahuje pořadové číslo rámce) datový – obsahuje uživatelská data nedatový – řízení spoje – pole „type“ (3 bity) 0 – Receive and Ready 1 – Reject 2 – Receive Not Ready 3 – Selective Reject nečíslovaný (bez pořadového čísla rámce) – režijní rámec pro navázání a ukončení spojení a nastavení přenosového režimu (neobsahuje uživatelská data) Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě - Vrstva datových spojů HDLC Formát rámce HDLC Flag – příznak začátku a konce rámce – „01111110“ Další protokoly vrstvy datových spojů – WAN protokoly LAP protokol PPP ATM Flag Adresa Řízení DATA 8 b. 8 b. 8 b. proměnlivá délka 16 b. 8 b. FCS Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Protokoly LAN a WAN Protokoly skupiny LAP (Link Access Protocol) LAPD – pro řízení spoje (na D-kanálu) v uživatelském rozhraní sítí ISDN (Integrated Services Digital Network) LAPM - pro modemy – podpora procedur pro automatické opravy chyb LAPF – pro řízení spoje v uživatelském rozhraní sítí Frame Relay Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě - Vrstva datových spojů PPP Protokol PPP (Point-to-Point Protocol) - normalizovaný protokol je určený pro dial-up přístup do internetu (modemy) pro řízení datových spojů mezi směrovači (vysokorychlostní spoje) PPP specifikuje 2 úrovně protokolů pro řízení sítě – NCP (network control protocol) pro řízení spoje – LCP (link control protocol) Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Formát rámce PPP Pole „protokol“ určuje typ protokolu, jehož PDU je v rámci zapouzdřeno NCP – podpora několika síťových architektur Flag 7E Adresa FF řízení 03 protokol FCS DATA 1 1 1 2 max. 1500 2 1 architektura typ protokolu hodnota pole TCP/IP IP 0x0021 AppleTalk DDP 0x0029 NetWare IPX 0x0026 Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

CHAP Challenge Authentication Protocol 0xC223 PPP LCP - řízení spoje LCP Link Control Protocol Navázání, dohod o konfiguraci, ukončení 0xC021 PAP Password Authentication Protocol „Slabá“ autentizace klienta (heslo) 0xC023 CHAP Challenge Authentication Protocol „Silná“ autentizace klienta na výzvu (šifrovaná) 0xC223 Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

Virtual Path Identifier Virtual Channel Identifier Počítačové sítě Vrstva datových spojů Protokol ATM (Asynchronous Transfer Mode) Charakteristika ATM sítí: vysoké přenosové rychlosti 155 – 622 Mbps (full-duplex režim, komunikace se spojením) garance kvality služeb (pro různé typy přenášených informací) přenos datových buněk konstantní délky 53B virtuální adresace (virtuální cesty s virtuálními kanály) Formát rámce 4 Generic Flow Control GFC 8 Virtual Path Identifier VPI 16 Virtual Channel Identifier VCI 4 řídící bity 8 Header Error Control HEC 384 DATA Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 5 Bytů 48 Bytů

Počítačové sítě Vrstva datových spojů Architektura ATM Vyšší protokoly pro přenos obrazu, přenos zvuku, přenos dat podvrstva konvergence – aplik. služby pro vyšší vrstvy AAL (ATM Adaptation Layer) podvrstva sestavování a rozebírání buněk 48bitových sestavení a směrování rámců ATM Layer multiplexování virtuálních kanálů (VC) sdružování VC do virtuálních cest (VP) zajišťuje dopravu buněk mezi ATM uzly PHY (ATM Physical Layer) přímým vysíláním do přenosového média nebo pomocí přenosového systému SONET/SDH Počítačové sítě - Vrstva datových spojů

ATM síť Počítačové sítě Vrstva datových spojů VP:VC přepínač VP přepínač koncový ATM uzel virtuální cesty virtuální kanály Počítačové sítě - Vrstva datových spojů