Network Fundamentals – Chapter 7 OSI Data Link Layer Network Fundamentals – Chapter 7

Objectives Data Link layer protocols Data Link layer prepares data for transmission on network media. Media access control methods Logical network topologies Encapsulating packets into frames Frame structure and its generic fields Key frame header and trailer fields

Data Link Layer – Accessing the Media Data Link Layer prepares communication for transmission on specific media Datová vrstva připraví data (např. IP paket) pro přenos přes určité médium.

Data Link Layer – Accessing the Media Data Link layer protocols Protokoly datové vrstvy určují, jak má vypadat frame pro přenos přes různá média. Pro různá média se používají různé protokoly. Zařízení na trase přijímají paket z jednoho média zabalený v nějakém framu, vybalí ho, zabalí zase do jinačího framu pro jiné médium, a pošlou dál.

Data Link Layer – Accessing the Media Framing = preparing a packet for transmission on a given media Framing = zapouzdření připraví paket pro cestu přes dané médium Během cesty přes síť je paket balen do různých framů podle toho, přes jaké médium právě půjde. Za to odpovídá právě datová vrstva.

Data Link Layer – Accessing the Media Data Link layer links the software and hardware layers Datová vstva tvoří spojení mezi hardwarovými a softwarovými vrstvami. Zařízení určená pro datovou vrstvu (např. síťová karta) mají jak hardwarové, tak softwarové součásti.

Data Link Layer – Accessing the Media Protocols and standards used by the Data Link layer Organizace Norma

Data Link Layer – Accessing the Media Protocols and standards used by the Data Link layer Zatím si pamatujme toto: Organizace Norma

Media Access Control Techniques Controlling access to the media Žádné řízení provozu: Mnoho kolizí, poničené framy, které je nutno posílat znovu. Tvrdé přidělování pořadí: Žádné kolize, ale velké zdržování. Měkké přidělování pořadí: Menší zdržování, ale častější kolize.

Media Access Control Techniques Media access control methods Řízený provoz Režim soupeření

Media Access Control Techniques Media access control methods Nejvýše jeden účastník v daném okažiku vysílá. Ostatní musí čekat. Žádné kolize. Některé sítě užívají token = peška. Kdo má peška, může vysílat. Řízený provoz

Media Access Control Techniques Media access control methods Kdokoliv může kdykoliv začít vysílat. Nastávají kolize. Metody: CSMA/CD – Ethernet CSMA/CA – Wi Fi Režim soupeření CSMA/CD = Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection CSMA/CA = Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance

Media Access Control Techniques Media access control methods Detection Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance Vícenásobný přístup s nasloucháním nosnému kmitočtu a s detekcí kolizí předcházením kolizím Detekce kolizí: Zjišťujeme kolize, až když nastanou. Pak odstraňujeme jejich následky. Předcházení kolizím: Vůbec nenecháme ke kolizím dojít.

Media Access Control Techniques Full Duplex Nesdílené médium => máme je sami pro sebe Můžeme současně vysílat i přijímat na obou stranách (např. telefon)

Media Access Control Techniques Half Duplex Sdílené médium => dělíme se o ně s ostatními Když vysílá jeden, ostatní musí čekat. A to i ten, pro koho je vysílání určeno, tj. nikdo nemůže současně vysílat i přijímat.

Media Access Control Techniques Common logical topologies

Media Access Control Techniques Logical and physical topologies Logická topologie: Jak spolu účastníci komunikují, jaké mají adresy, jaké používají protokoly. Fyzická topologie: Jakými HW prostředky jsou účastníci spojeni, jak jsou rozmístěni v budovách a místnostech.

Media Access Control Techniques Logical and Physical Topology Fyzicky: hvězda (star) Logicky: sdílené médium - bus I když fyzicky jsou počítače spojeny do hvězdy (vlevo), s hubem jsou na tom logicky stejně, jako kdyby byly spojeny např. koaxiálem (vpravo).

Media Access Control Techniques Point-to-point topology Komunikace může probíhat jen mezi dvěma konci. Úloha vrstvy 2 – Data Link je jednoduchá: Na jedné straně se frame strčí do linky, na druhé se vyzvedne. Není nutné žádné adresování: zdroj i cíl jsou vždy jasné.

Media Access Control Techniques Multi-access topology Všichni sdílejí totéž médium => není možný full duplex nastávají kolize všichni vidí veškerý provoz všech ostatních

Media Access Control Techniques Ring topology Na celé síti se v jednom okamžiku vyskytuje jen jeden frame. Komu nepatří, ten ho pošle dál. Komu patří, ten si ho nechá. Když síť nemá co dělat, nechá rotovat „token“ = peška. Kdo má zrovna peška, může začít vysílat. Není to moc rychlé, ale každý má jistotu, že se na něj jednou za čas (ten čas může být zaručovaný) dostane řada.

Media Access Control Addressing and Framing Data Encapsulating packets into frames V zarušeném prostředí je třeba věnovat víc péče tomu, aby frame došel: Header (hlavička) a trailer (ukončení) jsou delší, protože se posílá více „služebních“ informací.

Media Access Control Addressing and Framing Data Encapsulating packets into frames V chráněném prostředí jsou header (hlavička) a trailer (ukončení) kratší, protože není nutno posílat tolik „služebních“ informací.

Media Access Control Addressing and Framing Data Frame header Upozorňuje, že přichází frame. Adresa zdroje a cíle, např. MAC adresa Typ přenášeného protokolu nebo délka framu Frame Check Sequence – kontrolní součet umožňuje zjistit, zda došlý frame je v pořádku. Oznamuje konec framu.

Media Access Control Addressing and Framing Data Addressing in the Data Link layer Kdy je adresování na datové vrstvě nutné, a kdy ne? Tady ano, je mnoho možných příjemců. Je nutné rozlišit mezi nimi. Tady ne. Odesílatel a příjemce může být vždy jen jediný.

Summary