Computer Networking - Chương 5 Lớp Link & các mạng LAN potx

Lớp Link & các mạng LAN 1 Ch ng 5ươ L p Link & các ớ m ng LANạ Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet , 3 rd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2004. All material copyright 1996-2006 J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved Slide này được biên dịch sang tiếng Việt theo sự cho phép của các tác giả Lớp Link & các mạng LAN 2 Ch ng 5: L p Data Linkươ ớ M c tiêu:ụ ❒ hi u các nguyên lý c a các d ch v l p data link:ể ủ ị ụ ớ ❍ phát hi n và s a l iệ ử ỗ ❍ chia s kênh broadcast : đa truy c pẻ ậ ❍ đ nh đ a ch l p linkị ị ỉ ớ ❍ truy n d li u tin c y, đi u khi n lu ngề ữ ệ ậ ề ể ồ ❒ kh i t o và hi n th c m t s công ngh l p linkở ạ ệ ự ộ ố ệ ớ Lớp Link & các mạng LAN 3 Ch ng 5: N i dung trình bàyươ ộ ❒ 5.1 Gi i thi u và các d ch vớ ệ ị ụ ❒ 5.2 Phát hi n và s a l iệ ử ỗ ❒ 5.3 Các giao th c đa truy c pứ ậ ❒ 5.4 Đ nh đ a ch ị ị ỉ ❒ 5.5 Ethernet ❒ 5.6 Hubs & switches ❒ 5.7 PPP ❒ 5.8 Link Virtualization: ATM & MPLS 5.1 Gi i thi u và các d ch vớ ệ ị ụ L p Link & các m ng LANớ ạ 4 Lớp Link & các mạng LAN 5 Gi i thi uớ ệ m t s công ngh :ộ ố ệ ❒ host và router g i là ọ các nút ❒ các kênh truy n thông n i li n các nút lân c n g i ề ố ề ậ ọ là các k t n i ế ố ❍ các k t n i h u tuy n (wired)ế ố ữ ế ❍ các k t n i vô tuy n (wireless)ế ố ế ❍ các LAN ❒ gói d li u trong l p 2 g i là ữ ệ ớ ọ frame, đóng gói datagram “link” l p data-link ớ có trách nhi m truy n ệ ề datagram t 1 nút đ n nút lân c n ừ ế ậ trên đ ng liên k tườ ế Lớp Link & các mạng LAN 6 Ng c nhữ ả ❒ Datagram đ c truy n b i các giao th c ượ ề ở ứ và trên các đ ng k t n i khác nhau:ườ ế ố ❍ Vd: Ethernet trên k t n i ế ố th 1, frame relay trên các ứ k t n i trung gian, 802.11 ế ố trên k t n i cu i cùngế ố ố ❒ M i giao th c k t n i cung c p các d ch ỗ ứ ế ố ấ ị v khác nhauụ ❍ vd: có th ho c không th ể ặ ể cung c p rdt trên k t n i ấ ế ố so sánh ❒ hành trình t Princeton ừ  Lausanne ❍ limo: Princeton  JFK ❍ máy bay: JFK  Geneva ❍ tàu h a: Geneva ỏ  Lausanne ❒ khách du l ch = ị datagram ❒ đo n đ ng đi = ạ ườ liên k t truy n thôngế ề ❒ ki u v n chuy n = ể ậ ể giao th c l p linkứ ớ ❒ đ i lý du l ch = ạ ị gi i thu tả ậ routing Lớp Link & các mạng LAN 7 Các d ch vị ụ ❒ truy c p liên k t, Framing:ậ ế ❍ đóng gói datagram vào frame, thêm header, trailer ❍ truy c p kênh truy n n u đ c chia sậ ề ế ượ ẻ ❍ các đ a ch “MAC” dùng trong các header c a frame giúp ị ỉ ủ xác đ nh ngu n, đíchị ồ • khác v i đ a ch IP!ớ ị ỉ ❒ Truy n tin c y gi a các nút lân c nề ậ ữ ậ ❍ đã nghiên c u làm th nào đ th c hi n đ c đi u này ứ ế ể ự ệ ượ ề trong ch ng 3ươ ❍ ít khi dùng trên các k t n i có t l l i th p (cáp quang, ế ố ỷ ệ ỗ ấ m t s lo i cáp xo n)ộ ố ạ ắ ❍ các k t n i không dây: t l l i caoế ố ỷ ệ ỗ Lớp Link & các mạng LAN 8 Các d ch v (tt)ị ụ ❒ Đi u khi n lu ng:ề ể ồ ❍ đi u khi n t c đ gi a các nút g i và nh nề ể ố ộ ữ ử ậ ❒ Phát hi n l i:ệ ỗ ❍ các l i gây ra b i s suy gi m tín hi u, nhi u. ỗ ở ự ả ệ ễ ❍ bên nh n phát hi n s xu t hi n c a các l i:ậ ệ ự ấ ệ ủ ỗ • thông báo bên g i truy n l i ho c b frame đóử ề ạ ặ ỏ ❒ S a l i:ử ỗ ❍ bên nh n xác đ nh và ậ ị s aử bit b l i không c n ph i truy n ị ỗ ầ ả ề l iạ ❒ Half-duplex và full-duplex ❍ v i half duplex, các nút t i 2 đi m đ u cu i c a k t n i ớ ạ ể ầ ố ủ ế ố có th truy n, nh ng không đ ng th iể ề ư ồ ờ Lớp Link & các mạng LAN 9 các Adaptor trong truy n thôngề ❒ l p link đ c hi n th c trong “adaptor” ớ ượ ệ ự (còn g i là NIC)ọ ❍ Ethernet card, PCMCI card, 802.11 card ❒ bên g i:ử ❍ đóng gói datagram vào trong frame ❍ thêm các bit ki m tra l i, ể ỗ rdt, đi u khi n lu ng…ề ể ồ ❒ bên nh nậ ❍ phát hi n l i, rdt, đi u ệ ỗ ề khi n lu ng…ể ồ ❍ trích ra datagram, chuy n ể cho nút nh nậ ❒ adapter là bán t đ ngự ộ ❒ các l p link & physicalớ nút g iử frame nút nh nậ datagram frame adapter adapter giao th c l p linkứ ớ 5.2 Phát hi n và s a l iệ ử ỗ L p Link & các m ng LANớ ạ 10 [...]... frame khác gửi trong thời điểm [t 0-1 ,t0+1] Lớp Link & các mạng LAN 27 ALOHA thuần nhất: hiệu suất P(thành công với nút cho trước) = P(nút truy ền) P(không có nút nào truyền trong [p 0-1 ,p0] P(không có nút nào truyền trong [p 0-1 ,p0] = p (1-p)N-1 (1-p)N-1 = p (1-p)2(N-1) … chọn p tối ưu và sau đó cho n -> ∞ … = 1/(2e) = 0.18 Thậm chí xấu hơn! Lớp Link & các mạng LAN 28 CSMA (Carrier Sense Multiple... của[ G ] Lớp Link & các mạng LAN 15 5.3 Các giao thức đa truy cập Lớp Link & các mạng LAN 16 Các giao thức và kết nối đa truy cập 2 kiểu “kết nối”: Ì point-to-point (điểm-điểm) r r Ì PPP cho truy cập dial-up kết nối point-to-point giữa Ethernet switch và host broadcast (chia sẻ đường truyền chung) r r r Ethernet mô hình cũ upstream HFC 802.11 wireless LAN Lớp Link & các mạng LAN 17 Các giao thức đa truy... truyền thành công = Np(1-p)N-1 Ì với nhiều nút, tìm giới hạn của Np*(1-p*)N-1 khi N  ∞, cho 1/e = 0.37 xác suất để nút 1 truyền thành công trong 1 slot = p(1-p)N-1 Ì để đạt hiệu suất cao nhất với N nút, tìm p* làm cực đại hóa Np(1-p)N-1 giả sử có N nút với nhiều frame để truyền trong slot với xác suất là p Ì Ì Tốt nhất: kênh hữu dụng trong khoảng 37% thời gian! Lớp Link & các mạng LAN 26 ALOHA thuần nhất... các slot không dùng bị b ỏ phí ví dụ: 6-trạm LAN, 1,3,4 có gửi gói, các slot 2,5,6 r ảnh Lớp Link & các mạng LAN 21 các giao thức phân hoạch kênh MAC: FDMA FDMA: frequency division multiple access Ì Ì Ì Ì phổ kênh truyền được chia thành các dải tần s ố mỗi trạm được gán một dải tần số c ố định thời gian truyền không dùng trong các d ải t ần r ảnh ví dụ: 6-trạm LAN, 1,3,4 có gói truy ền, các d ải t ần... người: đừng ngắt lời người khác đang nói! Lớp Link & các mạng LAN 29 CSMA: các tranh chấp các tranh chấp vẫn xảy ra: trễ lan truyền nghĩa là 2 nút không nghe thấy quá trình truyền của nhau tranh chấp: truyền toàn bộ frame lãng phí thời gian chú ý: vai trò của khoảng cách & trễ lan truyền trong việc xác định xác suất tranh chấp Lớp Link & các mạng LAN 30 CSMA/CD (Collision Detection) CSMA/CD: trì hoãn như... truyền được bỏ qua, giảm sự lãng phí kênh dễ dàng trong các mạng LAN hữu tuyến: đo cường độ tín hiệu, so sánh với các tín hiệu đã truyền, đã nhận khó khăn trong các mạng LAN vô tuyến: bên nhận bị t ắt trong khi đang truyền so sánh với con người: đàm thoại lịch sự Lớp Link & các mạng LAN 31 CSMA/CD phát hiện tranh chấp Lớp Link & các mạng LAN 32 các giao thức “xoay vòng” MAC các giao thức phân hoạch kênh... hoạch ngẫu nhiên (động), • ALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CD • cảm nhận: dễ dàng với một số công nghệ (hữu tuyến), khó khăn với một số khác (vô tuyến) • CSMA/CD dùng trong Ethernet • CSMA/CA dùng trong 802.11 r Xoay vòng • thăm dò từ vị trí trung tâm, chuyển token Lớp Link & các mạng LAN 35 LAN lớp Data link: r các dịch vụ, phát hiện/sửa lỗi, đa truy cập tiếp: các công nghệ LAN r định địa chỉ r Ethernet r... cậy 100%! •giao thức thỉnh thoảng có thể nhớ một số lỗi •trường EDC lớn hơn giúp việc phát hiện và sửa lỗi tốt hơn Lớp Link & các mạng LAN 11 Kiểm tra Parity Bit Parity đơn: phát hiện các lỗi bit Bit Parity 2 chiều: phát hiện & sửa các lỗi bit 0 0 Lớp Link & các mạng LAN 12 Internet checksum Mục tiêu: phát hiện “các lỗi” trong đoạn đã truyền (chú ý: chỉ dùng tại lớp transport) Bên gửi: Ì xử lý các nội... để phối hợp Lớp Link & các mạng LAN 18 Các giao thức đa truy cập lý tưởng kênh Broadcast với tốc độ R bps 1 khi 1 nút muốn truyền, nó gửi dữ liệu với tốc độ R 2 khi M nút muốn truyền, nó gửi dữ liệu với tốc độ R/M 3 Hoàn toàn được phân quyền: r r không có nút đặc biệt để các quá trình truyền ph ối h ợp không cần đồng bộ các đồng hồ, slot 4 Đơn giản Lớp Link & các mạng LAN 19 Các giao thức MAC: 1 cách... Link & các mạng LAN 13 Checksumming: kiểm tra dư thừa theo chu kỳ Ì Ì Ì xem các bit dữ liệu, D, như số nhị phân chọn mẫu r+1 bit, G mục tiêu: chọn r bit CRC, R, như thế r r r Ì chia cho G (theo cơ số 2) bên nhận biết G, chia cho G nếu ph ần dư khác 0: phát hiện lỗi! có thể kiểm tra tất cả các lỗi nhỏ hơn r+1 bits sử dụng phổ biến trong thực tế (ATM, HDLC) Lớp Link & các mạng LAN 14 CRC ví . & các m ng LAN ạ 16 Lớp Link & các mạng LAN 17 Các giao th c và k t n i đa truy c pứ ế ố ậ 2 ki u “k t n i”:ể ế ố ❒ point-to-point (đi m-đi m)ể ể ❍ PPP. i”:ể ế ố ❒ point-to-point (đi m-đi m)ể ể ❍ PPP cho truy c p dial-upậ ❍ k t n i point-to-point gi a Ethernet switch và hostế ố ữ ❒ broadcast (chia s đ ng