Datakom høsten Datakommunikasjon høsten 2002 Forelesning nr 6, mandag 22. september Chapter 4, Network Layer and Routing Chapter 5, Link layer and Local Area Networks

Datakom høsten Øvingsoppgaver Oppgave 1 Et IPv4-datagram på 4480-oktetter skal sendes og må fragmenteres fordi det skal gjennom et Ethernet med en maksimum nyttelast (payload) på 1500 oktetter. Vis Total Length, More Flag og Fragment Offset for hvert fragment. Oppgave 2 Et IPv4-datagram på 6880-oktetter skal sendes og må fragmenteres fordi det skal gjennom et Ethernet med en maksimum nyttelast (payload) på 1200 oktetter. Vis Total Length, More Flag og Fragment Offset for hvert fragment.

Datakom høsten Øvingsoppgaver Oppgave 3. a)Hva er hovedoppgaven til DNS (Domain Name System)? b)Forklar hva en ”Resource Record” er, og nevn to typer DNS ”resource record types” c)Hva er en DNS navnetjener (name server)?

Datakom høsten ISDN fysisk grensesnitt zForbindelse mellom TE (Terminal Equipment) og NT1 (Network Termination) zISO 8877 zPlugg RJ-45 – 8 pinner/kontakter zSender og mottar både data og kontrollsignaler

Datakom høsten ISDN konfigurasjon

Datakom høsten ISDN kanaler Grunnaksess: 2 B-kanaler 1 D-kanal Utvidet aksess: 30 B-kanaler 1 D-kanal

Datakom høsten Referansemodell for ISDN-aksess S=T hvis NT2 ikke benyttes

Datakom høsten ISDN - Oppkobling av samtale TE-A TE-BSentral ASentral B SETUP CALL_PROC ALERT CONNECT CONNECT ACK CONNECT Samtale over B-kanal

Datakom høsten ISDN – Nedkobling av samtale TE-A TE-BSentral ASentral B Samtale over B-kanal DISCONNECT RELEASE REL_COMPL

Datakom høsten ISDN – datalinklaget (lag 2) FCS = Frame Check Sequence

Datakom høsten SAPI-tjeneste-aksess-punkt- identifikator z0 for linjesvitsjing av B-kanaler z1 for en ISDN-basert pakkesvitsjet tjeneste z16 for X.25 basert pakkesvitsjet tjeneste z63 for driftsformål, blant annet tildeling av TEI (Terminal Endpoint Identificator)

Datakom høsten TEI-terminalidentifikator z0 – 63: verdier for fast tildeling av TEI z64 – 126: Verdier som tildeles automatisk av sentralen når terminalutstyret tilkobles S-grensesnittet. z125: Kringkasting fra NT til TE Brukes blant annet for utsending av anrop til alle terminalene på en buss, slik at brukeren kan svare fra den terminal som han finner mest hensiktsmessig.

Datakom høsten

Datakom høsten Basic ISDN Interface (1) zDigital data exchanged between subscriber and NTE - Full Duplex zSeparate physical line for each direction zPseudoternary coding scheme y1=no voltage, 0=positive or negative 750mV +/- 10% zData rate 192kbps zBasic access is two 64kbps B channels and one 16kbps D channel zThis gives 144kbps multiplexed over 192kbps zRemaining capacity used for framing and sync

Datakom høsten Basic ISDN Interface (2) zB channel is basic user channel yData yPCM voice zSeparate logical 64kbps connections to different destinations zD channel used for control or data yLAPD frames zHver ramme er 48 bits lang z192 kbit/s / 48 bit = 4000 rammer pr sekund zEn ramme hvert 250  s

Datakom høsten Ramme struktur

Datakom høsten Nettverk Et nettverk er en sammenkobling av flere datamaskiner, slik at de kan kommunisere med hverandre og dele på ressurser

Datakom høsten Ulike nettverk - definisjoner zFysisk yLokalnettverk - LAN (Local Area network) yMetropolian Area Network (MAN) yInternettverk – WAN (Wide Area Network) zFunksjonelt yInternett yEkstranett yIntranett

Datakom høsten LAN (Local Area Network) zPC-er zApplikasjonsservere zFilservere zBackupservere zDatabaseservere

Datakom høsten LAN - Ressursdeling zDeling av: ySkrivere yDisker yProgramvare yInternetttilknytning

Datakom høsten LAN Arkitektur zProtokoll arkitektur zTopologier zMedia aksess kontroll (MAC), dvs hvordan får den enkelte ressurs tilgang til nettet for å sende data. zLogisk Link kontroll (LLC).

Datakom høsten Protokoll arkitektur for LAN zLag 1 og lag 2 i OSI modellen zIEEE 802 referanse modell zLag 1, fysisk zLag 2, yMedia access control (MAC) yLogical link control (LLC)  IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

Datakom høsten IEEE 802 sammenlignet med OSI

Datakom høsten Oppgaver for fysisk lag zKoding og dekoding av signaler zPreamble generering og fjerning (benyttes for synkronisering) zBit transmisjon og mottaking zTransmisjonsmedium og topologi

Datakom høsten IEEE LLC – Logical Link Control zGrensesnitt mot høyere lag zFlyt og feilkontroll

Datakom høsten IEEE 802.x MAC – Media Access Control zAvsender: Setter sammen data i rammer med adresse og feilkontroll felt zMottaker: yAdresse gjenkjenning yFeil deteksjon zStyrer aksess til transmisjonsmediumet yBenyttes kun når et medium deles av flere stasjoner zIEEE Ethernet zIEEE Token Ring

Datakom høsten LAN Protokoller

Datakom høsten LAN topologier zTre zBuss ySpesial tilfelle av tre zRing zStjerne

Datakom høsten LAN Topologier

Datakom høsten Buss og tre zMultipunkt medium zDet som sendes høres av alle stasjoner som er koblet til yBehov for å identifisere hver stasjon med en unik adresse (MAC-adresse) zMotstand absorberer signalet på slutten av linja Ref. ISDN S-buss hvor siste kontakt skal ha en motstand på 100 ohm

Datakom høsten Frame Transmission - Bus LAN

Datakom høsten Frame Transmisjon Ring LAN

Datakom høsten Stjerne Topologi zHver stasjon er direkte tilkoplet en sentral node zSentral noden kan operere på to måter: zKan sende broadcast yFysisk stjerne, logisk buss yKun en stasjon kan sende av gangen zKan fungere som en svitsj

Datakom høsten Media Aksess kontroll zHvor ySentralt xEnkel logikk i den enkelte stasjon xSingle point of failure xFlaskehals yDistribuert zHvordan ySynkront xHver stasjon får tildelt en viss tid yAsynkront xEtter behov

Datakom høsten Ethernet (CSMA/CD) zCarriers Sense Multiple Access with Collision Detection zXerox – Ethernet 1976 zIEEE z1-persistent CSMA/CD

Datakom høsten Forløpere for CSMA/CD zALOHA, Pakkeradio nettverk zSlotted ALOHA zCSMA (Carrier Sense Multiple Access)

Datakom høsten IEEE Ethernet – Medium Access Control zNår en stasjon ønsker å sende lytter den på kabelen. zHvis kabelen er opptatt, venter den til den blir ledig, hvis ikke sender den med en gang (1- persistent). zHvis to eller flere stasjoner prøver å sende samtidig vil det bli kollisjon. zStasjonene vil oppdage dette og stoppe all utsendelse, og sender så et jammesignal. zStasjonene venter så en VILKÅRLIG tid før de forsøker å sende på nytt

Datakom høsten CSMA/CD (1) Station A detects 9.6 microseconds of idle time and begins to transmit. At the same time, it is listening for collisions.

Datakom høsten CSMA/CD (2) Before the signal from Station A has time to propagate down the wire to Station B, Station B detects 9.6 microseconds of idle time and begins to transmit a frame.

Datakom høsten CSMA/CD (3) The electrical signals "collide" and overlap, causing abnormal voltage on the wire. The collision travels down the wire in each direction.

Datakom høsten CSMA/CD (4) Station A is closest to the point of collision, so it detects the collision first. Upon detecting the collision, Station A stops transmitting data.

Datakom høsten CSMA/CD (5) Station A transmits a 32 bit "jam," usually consisting of all ones. The purpose of the jam is to keep anybody else from trying to talk on the wire. Station A then implements the Truncated Binary Exponential Backoff Algorithm.

Datakom høsten CSMA/CD (6) Station B detects the collision a short time later and also sends a 32 bit jam. It then implements the Truncated Binary Exponential Backoff Algorithm.

Datakom høsten IEEE Frame Format 7 x Antall bytes i LLC Data feltet NB! Minimum 46 bytes

Datakom høsten Logisk Link Kontroll tjenester zBasert på HDLC zSending av lag 2 rammer mellom to stasjoner zAddressering: avsender og mottaker LLC bruker yBenevnes service access points (SAP) zUnacknowledged connectionless service (datagramtype, dvs garanterer ikke at data kommer frem) zConnection mode service (Logisk forbindelse settes opp, og det tilbys flyt- og feilkontroll) zAcknowledged connectionless service (mix av de to, setter ikke oppe en forbindelse, men skal sende acknowledge på mottatte pakker)

Datakom høsten Typisk ramme format (MAC + LLC)

Datakom høsten Base5 zTykt ethernet, 10Mbit/s zMax kabel lengde 500 m zAvstand mellom stasjoner multippel av 2,5 m zMaks 100 tilkoblede stasjoner z10Base2 zTynt ethernett – Cheapernet zMax kabel lengde 185 m zMaks 30 tilkoblede stasjoner

Datakom høsten BASE-T Ethernet zUskjermet tvunnet trådpar zBenyttes i stjernenett zMaksimum lengde 100 m zEksempel: Alle PC-er kobles inn mot en svitsj. zGigabit Ethernet zBenytter samme spesifikasjon som IEEE 802.3, men med to utvidelser for å klare den høye hastigheten. zHastighet 1000 Mbit/S

Datakom høsten Token Ring (802.5) zMAC protocol yEt token (stafettpinne) sirkulerer i ringen når ingen stasjoner sender yEn stasjon som skal sende må vente til han får token yNår token mottas endres et bit slik at dette blir SOF (start of frame) for en dataramme yResten av rammen konstruereres yRammen går nå rundt ringen, og når den når avsender fjernes den yStasjonen setter inn et nytt token når den er ferdig med å sende yToken ring inneholder mulighet for prioritering yEn stasjon (monitor) har ansvar for overvåkning av ringen

Datakom høsten Token Ring Operation

Datakom høsten Sammenkobling av nett zRepeater zHub (multiport repeater) zBro zSvitsj zRuter

Datakom høsten Repeater zSender i begge retninger zSammenjobler to segmenter av en kabel zIngen buffring av rammer zHvis to stasjoner på forskjellige segmenter sender samtidig, vil rammene kollidere zOpererer på lag 1 i OSI modellen

Datakom høsten Baseband Configuration

Datakom høsten HUB (nav) zPassive huber zAktive huber zIntelligente huber

Datakom høsten Passive huber zEnkleste form for en hub, som kun tar i mot signaler på én port for deretter å sende dem utover alle portene. zEgner seg til små nettverk, og er meget prisgunstige. zPassive huber passer best når meldinger og pakker skal distribueres til alle deltakerne i nettverket samtidig.  Arbeider på det fysiske laget (lag 1) i OSI- modellen.

Datakom høsten Aktive huber zDe benytter seg av ”store and forward" metode zKan de reparere pakker med feil. zKan forsterke de signalene som er svekket underveis.  Arbeider på det fysiske laget (lag 2) i OSI- modellen.

Datakom høsten Intelligente huber zArbeider på MAC-laget på lag 2 i OSI-modellen. zIntelligente huber kan ha porter for tilknytning av høyhastighetslinker til stamnettet. zIntelligente huber arbeider egentlig på samme måte som en svitsj, ved at den kan levere ulik båndbredde til de forskjellige enhetene som er tilknyttet huben. zVi kaller slike huber for svitsjede huber, og de bestemmer hvilke porter som skal ha hvilke pakker ved å sjekke adressefeltene på alle pakkene. zTrafikken reduseres på hver port, og nettverket blir mer effektivt.

Datakom høsten Bro zForbinder LAN som benytter ”samme” protokoller zSender kun videre pakker som skal til et annet segment zKan benytte ulike MAC protokoller for de tilkoblede LAN, dvs. f.eks. Ethernet og Token Ring zOpererer på lag 2 i OSI modellen

Datakom høsten Bro

Datakom høsten Sammenkobling av to LAN med en bro BRO

Datakom høsten Svitsj zInkommende rammer sendes ut på “riktig” port zOpererer med adressetabeller zUlike former for håndtering av innkommende pakker: zCut through: Ser kun på adresse før meldingen sendes videre. zStore and forward: Gjennomfører feilsjekk før pakken sendes videre. zAdaptive: Lærende svitsj. Veksler mellom “cut through” og “store and forward”

Datakom høsten Hubs and Switches (diag)

Datakom høsten Svitsj sammenlignet med hub

Datakom høsten Ruter zEn ruter kan koble sammen nettverk av ulik type zEn ruter inneholder rutingstabeller yStatiske eller dynamiske zViktigste oppgave er sammenkobling av lokalnett og Internett zFiltrerende ruter = enkel brannmur zEn ruter opererer på lag 3 i OSI modellen

Datakom høsten Eksempel på nettverk