Nhằm giúp các bạn có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu về Công nghệ thông tin, mời các bạn cùng tham khảo nội dung Bài giảng Mạng máy tính - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu dưới đây. Nội dung bài giảng cung cấp cho các bạn những kiến thức về các nguyên tắc bên trong của các dịch vụ tầng liên kết dữ liệu, ví dụ và thực hiện của các công nghệ tầng liên kết dữ liệu khác nhau. Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
Mạng máy tính Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Mạng Khoa Công nghệ Thông tin Đại học Sư phạm Hà Nội 1-1 Chương 5: Tầng liên kết liệu Mục đích: Hiểu nguyên tắc bên dịch vụ tầng liên kết liệu: Phát sửa lỗi Chia sẻ kênh broadcast: đa truy cập Đánh địa tầng liên kết liệu Truyền liệu tin cậy, điều khiển luồng: có! Ví dụ cài đặt công nghệ tầng liên kết liệu khác 1-2 Tầng liên kết liệu 5.1 Giới thiệu dịch vụ 5.2 Phát sửa lỗi 5.3 Các giao thức đa truy cập 5.4 Đánh địa tầng liên kết liệu 5.5 Ethernet 5.6 Hub switch 1-3 Tầng liên kết liệu: Giới thiệu “liên kết” Một số thuật ngữ: host router: nút Kênh truyền thông kết nối nút kề dọc theo đường truyền thông gọi liên kết (link) Liên kết có dây Liên kết khơng dây LAN Các gói tin tầng gọi khung (frame), đóng gói datagram Tầng liên kết liệu có vai trị truyền datagram từ nút tới nút kề qua liên kết 1-4 Tầng liên kết liệu: Xem xét với tầng khác Datagram truyền giao thức liên kết liệu khác qua liên kết khác nhau: Ví dụ: Ethernet liên kết đầu tiên, frame relay liên kết giữa, 802.11 liên kết cuối Mỗi giao thức liên kết liệu cung cấp dịch vụ khác Ví dụ: khơng cung cấp truyền tin cậy qua liên kết Tương tự vận tải: Chuyến từ Hà Nội tới Cần Thơ Đường sắt (tàu hỏa): HN -> Đà Nẵng Đường không (máy bay): Đà Nẵng -> Tp HCM Đường (ô tô): Tp HCM -> Cần Thơ khách du lịch = datagram transport segment = liên kết truyền thông (communication link) hình thức vận tải = giao thức tầng liên kết liệu đại lý du lịch = thuật toán dẫn đường 1-5 Các dịch vụ tầng liên kết liệu Đóng khung, truy cập liên kết: Đóng gói datagram thành khung, thêm header, trailer Truy cập kênh phương tiện dùng chung (shared medium) Các địa “MAC” sử dụng header khung để định danh nguồn, đích • Khác với địa IP! Truyền tin cậy nút kề Đã học cách để thực truyền tin cậy (chương 3)! Ít sử dụng liên kết lỗi bít thấp (ví dụ: cáp quang, cáp xoắn đôi) Liên kết không dây: tỷ lệ lỗi cao • Q: Tại xét tin cậy mức liên kết liệu endend? 1-6 Các dịch vụ tầng liên kết liệu Điều khiển luồng: Phát lỗi: Các lỗi gây suy hao nhiễu tín hiệu Bên nhận phát tồn lỗi: • Báo hiệu cho bên gửi biết để gửi lại loại bỏ khung Sửa lỗi: Tốc độ nút nhận nút gửi kề Bên nhận xác định sửa bít lỗi khơng phải sử dụng đến việc truyền lại Half-duplex full-duplex Với half duplex, nút hai điểm cuối liên kết truyền không thời điểm 1-7 Truyền thơng thích nghi datagram giao thức tầng liên kết liệu Nút gửi frame adapter adapter Tầng liên kết liệu cài đặt “adaptor” (còn gọi NIC) frame Đóng gói datagram frame Thêm bít kiểm tra lỗi, rdt, điều khiển luồng,… Bên nhận Ethernet card, PCMCI card, 802.11 card Bên gửi: nút nhận Tìm kiếm lỗi, rdt, điều khiển luồng,… Tách datagram, chuyển tới nút nhận adapter bán tự trị Tầng vật lý liên kết liệu 1-8 Tầng liên kết liệu 5.1 Giới thiệu dịch vụ 5.2 Phát sửa lỗi 5.3 Các giao thức đa truy cập 5.4 Đánh địa tầng liên kết liệu 5.5 Ethernet 5.6 Hub switch 1-9 Phát lỗi EDC= Error Detection and Correction bits (phần dôi thừa) D = Dữ liệu bảo vệ kiểm tra lỗi, bao gồm trường header • Phát lỗi khơng 100% tin cậy! • Giao thức khơng phát số lỗi tỷ lệ thấp • Trường EDC rộng phát sửa lỗi tốt 1-10 Gbit Ethernet Sử dụng định dạng Ethernet frame chuẩn Cho phép liên kết point-to-point kênh quảng bá dùng chung Trong chế độ dùng chung, sử dụng CSMA/CD; nút địi hỏi khoảng cách ngắn để có hiệu Sử dụng hub, gọi “Buffered Distributors” Full-Duplex Gbps cho liên kết point-to-point Hiện tại, 10 Gbps! 1-59 Tầng liên kết liệu 5.1 Giới thiệu dịch vụ 5.2 Phát sửa lỗi 5.3 Các giao thức đa truy cập 5.4 Đánh địa tầng liên kết liệu 5.5 Ethernet 5.6 Hub switch 1-60 Kết nối với hub Backbone hub kết nối LAN segments Mở rộng khoảng cách tối đa nút Nhưng vùng đụng độ riêng segment trở thành vùng đụng độ lớn Không thể kết nối 10BaseT 100BaseT hub hub hub hub 1-61 Switch Thiết bị thực tầng liên kết liệu Lưu chuyển tiếp Ethernet frames Kiểm tra frame header chọn chuyển tiếp frame dựa địa đích MAC Khi frame chuyển tiếp segment, sử dụng CSMA/CD để truy cập segment Trong suốt Host tồn switch plug-and-play, tự học Switch khơng cần phải cấu hình 1-62 Chuyển tiếp switch hub hub hub • Cách xác định chuyển tiếp frame đến LAN segment nào? • Giống toán dẫn đường 1-63 Tự học Switch có bảng switch Entry bảng switch: (MAC Address, Interface, Time Stamp) Các entry cũ bảng bị xóa (TTL 60 phút) Switch học host tới qua interface Khi nhận frame, switch học vị trí địa gửi: incomming LAN segment Ghi cặp địa gửi/vị trí bảng switch 1-64 Lọc/Chuyển tiếp Khi switch nhận frame: Chỉ số bảng switch sử dụng địa MAC đích if thấy entry cho đích then{ if đích segment mà frame đến then Loại bỏ frame else Chuyển tiếp frame interface định } else Làm tràn Chuyển tiếp tất interface trừ interface mà frame tới 1-65 Ví dụ Switch Giả sử C gửi frame tới D 1 I C F D E G H Switch nhận frame từ C hub hub hub B A B E G A address interface switch Ghi vào bảng switch C interface Bởi D khơng bảng, switch chuyển tiếp frame qua interface frame nhận D 1-66 Ví dụ Switch Giả sử D gửi frame trả lời C address interface switch I B C F D E G 1 H Switch nhận frame từ D hub hub hub A A B E G C Ghi vào bảng switch D interface Bởi C có bảng, switch chuyển tiếp frame tới interface frame nhận C 1-67 Switch: cô lập lưu lượng Cài đặt switch chia subnet thành LAN segment Switch lọc gói tin: Frame LAN-segment thường không chuyển tiếp LAN segment khác Segment phân tách vùng đụng độ switch vùng đụng độ hub vùng đụng độ hub vùng đụng độ hub 1-68 Switch: truy cập dành riêng Switch có nhiều interface Các host có kết nối trực tiếp tới switch Không đụng độ; full duplex A C’ B switch Switching: A-to-A’ B-to-B’ đồng thời, không đụng độ C B’ A’ 1-69 Một số thông tin khác Switch cut-through switching: frame chuyển tiếp từ input port tới output port không chờ nhận đủ frame Giảm chút độ trễ (latency) Sự kết dùng chung/dành riêng, 10/100/1000 Mbps interface 1-70 Mạng tổ chức mail server Ra mạng bên web server router switch IP subnet hub hub hub 1-71 So sánh Switch Router Các thiết bị store-and-forward router: Thiết bị tầng mạng (kiểm tra header tầng mạng) switch: Thiết bị tầng liên kết liệu Routers trì bảng dẫn đường, thực thuật tốn dẫn đường Switch trì bảng switch, thực thuật toán lọc, học 1-72 Chương 5: Tổng kết Các nguyên tắc bên dịch vụ tầng liên kết liệu: Phát sửa lỗi Dùng chung kênh quảng bá: đa truy cập Đánh địa tầng liên kết liệu Ví dụ thực cơng nghệ tầng liên kết liệu khác Ethernet Switched LANS 1-73 ... 5.4 Đánh địa tầng liên kết liệu 5.5 Ethernet 5.6 Hub switch 1-1 6 Các giao thức liên kết đa truy cập Hai kiểu liên kết: point-to-point PPP truy cập dial-up Liên kết point-to-point Ethernet... 1A-2F-BB-7 6-0 9-AD LAN (có dây không dây) 7 1-6 5-F 7-2 B-0 8-5 3 Địa quảng bá = FF-FF-FF-FF-FF-FF = adapter 5 8-2 3-D7-FA-20-B0 0C-C 4-1 1-6 F-E 3-9 8 1-4 0 Địa MAC Việc cấp địa MAC quản lý IEEE Các nhà sản xuất mua.. .Chương 5: Tầng liên kết liệu Mục đích: Hiểu nguyên tắc bên dịch vụ tầng liên kết liệu: Phát sửa lỗi Chia sẻ kênh broadcast: đa truy cập Đánh địa tầng liên kết liệu Truyền liệu