• Adapter A chèn địa chỉ MAC của adapter B vào frame và gửi frame vào mạng -> frame được chuyển tới switch -> switch gửi frame ra tất cả các port của nó ( broadcast ) và tới tất[r]
(1)Chương 4
DATA LINK LAYER
Tài liệu sử dụng :
-Ngô Hồng Sơn, ĐH BK Hà nội
(2)(3)Chức năng
• Data Link Layer
– Chịu trách nhiệm di chuyển frame từ node tới node
– Tầng data link chia nhỏ dòng bit chuyển đến từ tầng network thành khối bit gọi frame – Tầng data link thực :
• Xác định node cập nhật header chứa địa vật lý (physical address) node nguồn node
(4)Các dịch vụ (1)
• Đóng gói liệu (Framing)
– Một datagram di chuyển xuống từ network-layer đóng gói thành frame link-layer
– Cấu trúc frame quy định cụ thể giao thức link-layer
(5)Các dịch vụ (2)
• Truyền liệu tin cậy(Reliable delivery)
– Giao thức link-layer đảm bảo truyền datagram tới đích mà ko lỗi Hỗ trợ truyền tin cậy chủ yếu wireless link
• Phát sửa lỗi (Error detection and correction)
(6)Hiện thực link layer
• Link layer thực
một network
adapter
(7)Thuật ngữ
• Node: host (PCs, laptop, server), router, WIFI access point
• Link : có dây hay khơng dây
(8)Kiểm sốt truy nhập đường truyền
• Hai loại kết nối
– point-to-point link (điểm-điểm) : đường truyền kết nối node Nhiều giao thức link-layer thiết kế dạng kết nối : PPP , HDLC
Thường có ADSL , Telephone modem, Leased Line…
(9)Kiểm sốt truy nhập đường truyền
• Vấn đề multiple access mạng quảng bá:
• Nếu có từ node truyền frame thời điểm -> node nhận nhiều frame lúc Kết quả, frame truyền bị va chạm (collision)
tại node nhận – signals frame bị va chạm tách biệt rõ ràng
(10)Kiểm sốt truy nhập đường truyền
• Vấn đề multiple access mạng quảng bá (tiếp)
=> Dẫn tới nhu cầu phải phối hợp viêc truyền liệu node để tránh xung đột , gây lãng phí băng thơng
=> Hiện thực giao thức đa truy nhập
(11)Phân loại giao thức đa truy nhập
• Chia kênh (channel partitioning)
– Chia tài nguyên đường truyền thành nhiều phần nhỏ (thời gian – TDMA, Tần số - FDMA , Mã -CDMA)
– Chia phần nhỏ cho node
• Truy nhập ngẫu nhiên (random access)
– Không chia kênh, cho phép đồng thời truy nhập, chấp nhận có xung đột (collision)
– Cung cấp chế phát tránh xung đột
– Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD, CSMA/CA ,…
• Quay vịng (taking-turn)
(12)Các phương pháp chia kênh
• TDMA : Time division multiple access
• FDMA : Frequency division multiple access
(13)Các phương pháp chia kênh
• TDMA
– Phân chia thời gian truyền kênh theo time frames time slots
– Mỗi node thực truyền bit liệu đến lượt time slot
• FDMA
– Tạo N kênh truyền có tần số khác cho N node
• CDMA
(14)(15)Các phương pháp chia kênh
• Ví dụ mạng LAN có máy :
máy 1,3,4 hoạt động; máy 2,5,6 nghỉ
TDMA
FDMA
(16)Các phương pháp chia kênh
• Cả pp : cho phép đa truy nhập , ngăn chặn đụng độ
• TDMA : nhược điểm
– nút bị giới hạn băng thơng trung bình R/Nbps
ngay nút vào kênh truyền
– nút phải ln ln chờ đợi đến lượt mình, có nút cần gửi
• FDMA : nhược điểm
– nút bị giới hạn băng thơng trung bình R/Nbps
(17)Các phương pháp truy cập ngẫu nhiên
• Đặc điểm :
– Dữ liệu node truyền chiếm toàn kênh truyền
– Cho phép đa truy nhập, chấp nhận va chạm
– Khi node gặp va chạm : truyền lại frame sau khoảng thời gian chờ
(18)Các phương pháp truy cập ngẫu nhiên
(19)Các phương pháp truy cập ngẫu nhiên
Slotted ALOHA
– Thời gian chia thành khoảng (time slot) đủ để truyền frame
– Các node bắt đầu truyền frame vào lúc bắt đầu time slot
– Nếu gặp va chạm, node chờ đợi khoảng thời gian ngẫu nhiên truyền lại bắt đầu
time slot
(20)Các phương pháp truy cập ngẫu nhiên
CSMA/CD
• Đặc trưng:
– Carrier sensing : node “lắng nghe” đường truyền trước truyền
Nếu đường truyền “bận”, chờ phát đường truyền “rảnh” khoảng ngắn thời gian bắt đầu truyền
– Collision detection : node lắng nghe kênh truyền thực truyền
(21)Các phương pháp truy cập ngẫu nhiên
CSMA/CD
• Vấn đề
– Tại lại có xung đột “lắng nghe” trước truyền ?
• Độ trễ lan truyền
– Khoảng thời gian chờ ngẫu nhiên tốt
• Để node ko phải chờ đợi lâu
• Để tránh va chạm
(22)Hai node truyền liệu có va chạm
Các phương pháp truy cập ngẫu nhiên
(23)CSMA
với collision detection
Các phương pháp truy cập ngẫu nhiên
(24)1 Adapter nhận datagram từ network layer, đóng gói thành link-layer frame, đặt vào adapter buffer
2 Nếu adapter lắng nghe thấy kênh truyền rảnh – nghĩa ko có signal truyền vào adapter, bắt đầu truyền frame Ngược lại , thấy kênh truyền bận, chờ thấy kênh truyền rảnh bắt đầu truyền frame
3 Trong truyền, adapter lắng nghe có signal đến từ adapter khác khơng
4 Nếu adapter truyền tồn frame mà chưa có signal đến từ
Các phương pháp truy cập ngẫu nhiên
(25)Các phương pháp truy cập quay vịng
• Token Ring – mạng vòng dùng thẻ bài
– Sử dụng frame đặc biệt gọi token (thẻ bài) Token chuyển node theo thứ tự định
– Node truyền liệu nhận token
(26)Các phương pháp truy cập quay vịng
• Token Ring – Một số vấn đề :
(27)Tóm tắt
Các pp kiểm sốt đa truy nhập
• Gồm phương pháp
– Chia kênh
– Truy cập ngẫu nhiên – Truy cập quay vòng
(28)Địa MAC ARP
• Địa IP
– Dùng tầng Network
– 32 bit , biểu diễn số Dec – Địa có cấu trúc
• Địa MAC
(29)(30)Địa MAC ARP
• Một adapter A muốn gửi frame cho adapter B
• Adapter A phải có đia MAC adapter B
• Adapter A chèn địa MAC adapter B vào frame gửi frame vào mạng -> frame chuyển tới switch -> switch gửi frame tất port (broadcast) tới tất
các máy LAN Các adapter nhận frame, kiểm tra MAC address, trùng chuyển frame lên tầng trên, ngược lại hủy frame
(31)Địa MAC ARP
• Mỗi card mạng có địa MAC
• Để gửi frame từ A->B, adapter A phải có địa chỉ MAC adapter B
(32)ARP : Address Resolution Protocol
• Giao thức ARP : thực chuyển đỗi địa IP -> địa MAC phạm vi subnet
• Mỗi node có bảng ARP
• Bảng ARP chứa ánh xạ địa IP -> MAC của số node subnet
(33)ARP : Address Resolution Protocol
• Máy A muốn gửi gói tin đến máy B subnet
– Nếu máy A có địa MAC bảng ARP
(34)ARP : Address Resolution Protocol
• A gửi broadcast gói tin đặc biệt gọi ARP request frame Frame bao gồm : địa IP MAC máy A địa IP máy B MAC broadcast address
• Tất adapter subnet nhận ARP request frame thực chuyển frame lên ARP module để xử lý
(35)IP nguồn, IP đích
MAC nguồn , MAC đích
(36)Trong Windows :
• Xem địa MAC
ipconfig /all
• Xem bảng ARP
(37)