Slide mạng máy tính học viện bưu chính viễn thông chương 6 lớp data link và mạng lan

Chương – Lớp Datalink mạng LAN Mục tiêu  Hiểu vai trò chức hoạt động lớp Datalink mơ hình OSI  Nắm Nhiệm vụ chức lớp mơ hình LAN  Nắm rõ hoạt động điểu khiển CSMA/CD c om  Hiểu khái niệm topology, giao thức điều khiển truy cập môi trường truyền (MAC) co ng  Nhiệm vụ chức thiết bị sử dụng mạng LAN ng th an du o Lớp Data-link mạng LAN Nội dung u Mơ hình phân lớp OSI Datalink cu Các công nghệ kết nối sử dụng lớp Datalink Cơ chế truy nhập CSMA/CD Thiết bị sử dụng mạng LAN Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mơ hình dịch vụ lớp Data Link Application Presentation Điều khiển truy cập môi trường truyền (Media access control- MAC) Session c om Transport Nhận diện giao diện môi trường truyền Physical address/ MAC-address Network ng Data link Truyền xử lý khung liệu Đa hợp khung liệu liên kết truyền co Physical ng th an Mơ hình OSI mơ hình LAN du o OSI Model Application cu u Presentation LAN Model Session Transport Upper layers ~ ~ LLC SAPs Network LLC Data link MAC Physical Physical Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com Chuẩn IEEE 802 https://fb.com/tailieudientucntt Lớp Physical mơ hình LAN  Đường truyền với kết nối kim loại không khí – Kết nối kim loại: loại cab: • Twisted pair (shielded and unshielded) • Co-axial cable: think and thick • Fiber optical cable c om – Khơng khí (Wireless): tần số sử dụng để truyền thong • 802.11a/ 802.11b/ 802.11g…  Các nối kết (Connector) thông thường: ng – RJ-45 – AUI-15 / AUI-9 – RS-232C – 25pin ng th an co  Biễu diễn chuẩn: e.g 10BaseT; 10Base 2; 10Base5; 100BaseF cu u du o Fast Ethernet The original fast Ethernet cabling Gigabit Ethernet Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tiêu chí đánh giá mơi trường truyền  Độ tin cậy – Khả chống nhiểu c om Cự ly thông tin tối đa Dung lượng truyền Băng thông Khả bảo mật Khả triển khai bảo dưỡng Chi phí co ng       ng th an 802.2 LOGICAL LINK CONTROL cu u du o 8.2 MAC layer công nghệ kết nối IEEE 802 Standards 802.3 802.4 802.5 802.11 802.12 MEDIUM ACCESS MEDIUM ACCESS MEDIUM ACCESS MEDIUM ACCESS MEDIUM ACCESS (WLAN) (Gigabit LAN) PHYSICAL PHYSICAL (Ethernet) (token bus) (token ring) PHYSICAL PHYSICAL PHYSICAL DATA LINK LAYER PHYSICAL LAYER IEEE: The Institute of Electrical and Electronic Engineers Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kiến trúc IEEE 802.11  IEEE 802.11 giao thức sử dụng tạo lớp MAC định cho mạng cục khơng dây (wireless LANs)  Có loại WLAN: co ng c om – Mang có hạ tầng (Infrastructure network) – Mạng khơng cần có hạ tầng Ad-hoc Kết nối không dây Chuẩn 802.11 cu u du o ng th an MAC PHYSICAL LAYER 802.11 MAC 802.11 FHSS 802.11 DSSS 802.11a OFDM 802.11b DSSS 10 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mạng 802.11 Ad-Hoc Mang có hạ tầng (Infrastructure network) 802.11 LAN 802.x LAN cu u du o ng th an co ng c om  Mạng Peer-to-peer  Thiết lập tạm thời để kết nối số hệ thống truyền thông cần thiết  Vd: nhóm người làm việc sử dụng laptop Palm, mơi trường giao dịch kinh doanh, phịng họp STA1 BSS1 Portal Access Point Distribution System Access Point ESS  Basic Service Set (BSS)  Extended Service Set (ESS) BSS2 STA2 802.11 LAN STA3 12 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Wireless LAN Topology Mạng WiFi-BSS co ng c om Mạng 802.11 Ad-Hoc du o ng th an 13 cu u Điều khiển đa truy cập vào môi trường truyền Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com ( Media Multi-Access Control) https://fb.com/tailieudientucntt Mạng Ethernet  Ethernet kỹ thuật mạng LAN sử dụng rộng rãi  Ethernet thiết kế để truyền liệu tốc độ cao khoảng cách giới hạn Lịch sử Ethernet u 1960s, đại học Hawaii 1970s, Xerox phát triển hệ thống 1980, IEEE phát hành chuẩn 802.3 1980s, Digital, Intel and Xerox tham gia phát triển đưa phiên 2.0 kỹ thuật Ethernet, tương thích với 802.3 cu     du o ng th an co ng c om  Ethernet ứng dung tốt môi trường truyền thông cục với lưu lượng không thường xuyên/ tải nhẹ Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Lớp Data Link mô hình mạng Ethernet co ng c om  Sử dụng framing để cấu trúc bit liệu với thông tin điều khiển lien quan  Sử dụng “Logical Link Control” (LLC) để truyền thông với lớp cao  Sử dụng địa vật lý “Media Access Control” (MAC) để định máy tham gia truyền thông ng th an 17 du o Chia môi trường truyền cu u Sử dụng logical topology kiểu BUS  Multi-access  Base-band => collision problem  MAC- address- 48bits flat address – vd: 3a.23.4e.ef.10.33 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Sự tranh chấp đường truyền Contention đụng độ Collisions Collisions cu u du o ng th an co ng  Nhiều node truyền thông thời điểm  Collisions xảy môi trường truyền Baseband  Một xung đột hay đụng độ (collision) xảy bit truyền thời điểm môi trường truyền Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Định dạng Ethernet Frame cấu trúc Ethernet Frame  Preamble: Được sử dụng để đồng máy nhận gởi – bytes 10101010 byte 1010101011  CRC: bytes Source Address T y p e Data (SDU) CRC ng Destination Preamble Address c om – Được kiểm tra sau nhận, phát lỗi, “Frame” bị loại bỏ  Type: bytes ng th an co – Cho biết giao thức lớp cao, thông thường IP (trong số trường hợp hổ trợ Novell IPX AppleTalk) hay ARP du o Cấu trúc Ethernet Frame cu u  MAC-Addresses: bytes • byte đầu nhận diện nhà sản xuất • byte sau định số series Cisco : 00-00-0C- 3Com : 00-60-09- : 00-60-8C: 00-60-08- Xircom : 00-80-C7- IBM : 08-00-5A- Sun : 08-00-20- Nokia : 00-40-43- Địa đặc biệt: •Broadcast – FF.FF.FF.FF.FF.FF •Dãy địa multicast •NIC trì danh sách nhóm multicast phổ biến Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 A To receive B Case No No Free Collision? Case Suspension in T1 T0 ng No c om Start sending co State Diagram for CSMA/CD To send du o Thách thức CSMA/CD cu u  CSMA/CD xử lý collision chưa triệt để  Cần lưu ý giảm khả tranh chấp đường truyền (contention) – Giảm số node nối vào BUS -> phân đọan mạng => Collision domain Collision domain size 26 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 13 .c om Điều khiển truy cập kiểu ToKen Ring802.5 co ng  Truy cập tới môi trường truyền điều khiển thẻ (token) ng th an 27 du o Ethernet Data format Preamble Destination Source Address Address Điều khiển truy cập với ToKen- Ring T y p e Data (SDU) u Token Frame Format CRC AC ED cu SD Token Ring Data Frame Format Start Frame Delimiter End Frame Delimiter Access Control-> Token bit 1 SD AC or FC Destination Address or Source Address Data (SDU) Access Control-> Token bit=1 Frame control-> Frame type Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com 1 FCS ED CRC FS Status of Frame -> Copied bit Address Recognized bit 28 https://fb.com/tailieudientucntt 14 ng th an co ng c om Thiết bị LAN cu u du o Các biểu tượng kiểu truy cập LAN Ethernet Line Token Ring Serial Line FDDI Ring Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 15 .c om ng co cu u du o ng th an 31 CÁC THIẾT BỊ TĨNH PATCH PANEL PATCH CORD OUTLET CABLE 32 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 16 Patch cord co ng c om Patch Panel ng th an 33 du o Thiết bị LAN : Transceiver u UTP cu AUI BNC  Kết nối nhiều kiểu đầu kết nối (connector) khác  Thiết bị lớp Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 17 ng th an co ng c om 10Base-T: Transceiver cu u du o Thiết bị LAN : Repeater  Mở rộng khoảng cách truyền thông lớn loại môi trường truyền  Phục hồi phát lại tín hiệu điện với mức điện áp chuẩn  10/100 Base-T: Repeater Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 18 Thiết bị LAN : Hub ng c om  Thiết bị nối kết trung tâm nhiều cổng nối kết -> tập hợp dây cáp nối (Concentrator)  Có thể tích hợp tính Repeater Nhận tín hiệu từ cổng sau “broadcast” tới cổng khác  Chỉ phép nhận tín hiệu từ cổng sau “broadcast” tới cổng khác ng th an co – Chia băng thông cu u du o 10Base-T: Hub Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 19 NIC cu u du o ng th an co ng c om Thiết bị LAN : NIC Lớp MAC Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com 40 Lớp Physical https://fb.com/tailieudientucntt 20 Các thành phần chức NIC From LLC SDU Tx SDU MAC-.PCI Buffering/ RAM c om ROM with MAC Address Medium To LLC ROM with MAC Algorithm for De-capsulation MAC-PCI Collision Control ROM with MAC Algorithm for Encapsulation MAC-PCI Buffering/ RAM SDU SDU Rx ng MAC-.PCI Lớp Physical co Lớp MAC ng th an 41 du o NIC: Nhiệm vụ chức họat động u  Nhiệm vụ: cu – – – Điều khiển giao tiếp lớp vật lý lớp MAC với môi trường truyền Logical link control (LLC): truyền thông với lớp máy tính, có sử dụng chế đa hợp với thành phần LLC-SAPs Nhận dạng hệ thống truyền thông (Naming): cung cấp nhận dạng địa MAC  Chức năng: – – Truyền nhận chuổi bit điều khiển đụng độ Thực chức đóng gói tách gói lớp MAC • Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com Tuân theo chế điều khiển truy cập CSMA/CD; Token-Ring; FDDI https://fb.com/tailieudientucntt 21 Bridge  Nhiệm vụ: – Phân đọan mạng (LAN network segments)  Chức năng: Điều khiển lưu lượng khung liệu sở địa MAC Port Bridge • Content-addressable memory (CAM) – Khả tự động cập nhật thông tin CAM ng th an co ng – Thách thức với trường hợp Broadcast Storm c om – Cơ sở liệu MAC-address-to-switch PORT mapping cu u du o Phân đoạn mạng với Bridges Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 22 CAM table Port receives signals No Recognized Frame Format Frame? Internal Collision Control Port-ID MAC Addr P1 A11 P1 A12 P1 A13 Yes Gets Src-Addr-> Addr-s Gets Dst-Addr-> Add-d Port-s= Port-d Forward to Port-d =? No Yes Discard Frame M11 A13 M11 P2 M12 P2 M13 M1 M1 co A12 ng End A11 P2 c om Query in CAM for Port-s; Port-d 45 P2 ng th an P1 du o Thiết bị LAN : Switch A12 A13 cu u A11 Switch 100Mbps Hub10Mbps M1 M11 M1 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com  Thiết bị multi-Bridge  Xử lý chuyển mạch sở phần cứng  Họat động chế độ đồng (Synchronous) hay bất đồng (Asynchronous) -> tốc độ truyền Switch thiết bị nối vào  Thách thức sử dụng Switch: – Vẫn cịn tình Broadcast Storm – Bảo mật miền Broadcast https://fb.com/tailieudientucntt 23 ng th an co ng c om LAN Switch: bảng CAM cu u du o Phân đoạn mạng với Switch Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 24 co ng c om Mơ hình mạng với loại thiết bị LAN du o ng th an 49 VLAN Switch cu u  Phân thành mạng LAN luận lý- Virtual LAN: – Chỉ cho phép họat động host thuộc VLAN  Mục đích: – Bảo mật – Dễ tổ chức host không đọan mạng vùng làm việc (work area)  Nguyên tắc điều khiển VLAN: – Theo Port switch (Static) -> Các sở liệu cần thiết? – Theo địa MAC (Dynamic)-> Các sở liệu cần thiết? 50 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 25 co ng c om Ứng dụng VLAN Switch Static VLAN cu u du o ng th an 51 52 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 26 ... https://fb.com/tailieudientucntt 24 co ng c om Mơ hình mạng với loại thiết bị LAN du o ng th an 49 VLAN Switch cu u  Phân thành mạng LAN luận lý- Virtual LAN: – Chỉ cho phép họat động host thuộc VLAN  Mục đích: – Bảo mật... liệu với thông tin điều khiển lien quan  Sử dụng “Logical Link Control” (LLC) để truyền thông với lớp cao  Sử dụng địa vật lý “Media Access Control” (MAC) để định máy tham gia truyền thông ng... trường truyền thông cục với lưu lượng không thường xuyên/ tải nhẹ Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Lớp Data Link mơ hình mạng Ethernet