Přeskočit na hlavní obsah

Otázka č. 7 - Linková vrstva

Význam vrstvy, přenos dat – PDU, význam podvrstev MAC a LLC, služby, metody přístupu k médiu

  1. vrstvy ISO/OSI modelu - pouze seřazeně vypsat :)
  2. význam vrstvy a její úkoly, PDU - popiš části, které údaje tam najdeme a jaký mají význam?
  3. podvrstvy MAC a LLC - stručně popiš
  4. které zařízení pracuje na této vrstvě? - stručně ho popiš, s jakou adresou pracuje? popiš ji :)
  5. přístupové metody - k čemu jsou? rozdělení a zástupci - popiš je…, jak s tím souvisí duplex?

1. Význam

  • Druhá vrstva ISO/OSI modelu
  • Zajišťuje komunikaci v rámci lokální sítě
  • Zajišťuje přenos dat mezi dvěma nebo více uzly

funkce​

  • přidává do datového rámce hlavičku a patičku (cílovou a zdrojovou adresu)
  • kontroluje adresu a kontrolní součet
  • chybné rámce jsou zahozeny nebo zajištěje opakování přenosu
  • Seřazuje přijaté rámce a zajišťuje jejich demultiplexování

2. Přenos dat

  • PDU obsahuje
    1. Data (ze síťové vrstvy)
    2. Hlavičku (řídící informace)
    3. Patičku (kontrolní informace)

Hlavička​

  1. Start frame – označuje začátek rámce (speciální kombinace 0 a 1)
  2. Fyzické MAC adresy příjemce a odesilatele
  3. Priorita (QoS) – může označovat druh komunikace (data, hlasová)
  4. Type – identifikuje jaký protokol vyšší vrstvy je obsažen v rámci
  5. Flow control – slouží k řízení toku dat médiem (zastavení/povolení)
  6. ongestion control – indikuje zahlcení média

Hlavička

Patička​

  • Kontrolní součet, který umožňuje zjistit, zda při přenosu rámce nedošlo k chybě
  • Odesílatel vypočítá kontrolní součet CRC a ten uloží do hodnoty FCS
  • Příjemce vypočítá také CRC a pokud souhlasí s přijatým je zpráva považována za správně přenesou
  • Pokud CRC nesouhlasí, rámec je zahozen a protokol linkové vrstvy může rozhodnout, zda má být chyba korigována

Patička

3. MAC a LLC

MAC​

  • Nižší, hardwarově závislá podvrstva
  • Zavádí adresaci rámců (MAC adresa - FF:FF:FF:FF:FF:FF)
  • Poskytuje fyzickou adresaci rámce a vymezuje data (označuje začátek a konec dat)
  • Zajišťuje
    1. Fyzické adresování
    2. Řízení přístupu k médiu
  • Shromažďuje data z vyšší vrstvy podvrstvy LLC (zapouzdření do MAC rámce)

LLC​

  • Vyšší, hardwarově nezávislá podvrstva
  • Ovladače síťové karty
  • Identifikuje v rámci, který protokol síťové vrstvy bude pro tento rámec použit
  • Řízení datového toku
  • Zajišťuje
    1. Multiplexování protokolů předávaných MAC vrstvě (při vysílání) a demultiplexování (při příjmu)
    2. Řízení toku dat
    3. Zabezpečení proti chybám
    4. Připojení k vyšším vrstvám
    5. Zapouzdření paketů ze síťové vrstvy do rámců
    6. Identifikaci protokolu síťové vrstvy

4. Přístupové metody

Ke sdílenému médiu​

  • Sdíleno více uzly
  • V jedné chvíli může být více uzlů pokoušející se vysílat a přijímat data prostřednictvím média
  • Metody
    1. Řízený přístup (deterministická)
      • každý uzel má svůj čas přístupu k médiu
    2. Konkurenční přístup (nedeterministická)
      • všechny uzle soutěží o použití média

Ke nesdílenému médiu​

  • Není třeba řízení přístupu
  • Nastává v případě topologie point-to-point

Half-duplex​

  • Obě zařízení mohou vysílat i příjimat ale ne ve stejnou chvili

  • Ethernet má přístupové metody (CSMA/CD) pro řešení konfliktů, vyplývajících z pokusů více než jedné stanice vysílat ve stejný čas

  • Deterministické (přesně určené)

  • každé zařízení má určenou dobu, kdy může mluvit - například časové okno

    • pevně dané - takže i když zařízení „nepotřebuje nic říct“, stejně se musí počkat až uplyne jeho doba, než půjde na řadu další -> neefektivní!!! -> zastaralé
    • příklad: Token Ring, ARCNET
      • token ring - zařízení má „token“, kterým se řídí, kdo může mluvit

  • Náhodné (podle potřeby)

    • chytřejší, efektivnější…

CSMA/CD​

  • Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
  • použití u sběrnicové topologie, nebo při použití hubu (dnes se reálně nevyužívá)
  • zařízení, v případě že momentálně nepřijímá data, začne „prostě vysílat“, při čemž poslouchá, zda nedojde ke kolizi - pozná například podle abnormálních hodnot na kabelu
  • v tu chvíli přeruší vysílání dat a vyšle JAM signál, který informuje ostatní, že došlo ke kolizi
  • zařízení, která způsobila kolizi začnou odpočítávat náhodný čas, po kterém začnou znovu vysílat - náhodný aby opět nezačala vysílat stejně…

CSMA/CA​

  • Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
  • použití u bezdrátových technologií - Wi-Fi
  • v bezdrátovém prostředí se nedají detekovat kolize…
  • zařízení opět čeká pokud někdo jiný vysílá (tedy zachytí komunikaci…), dokonce se může stát, že jiné zařízení je dál a jeho vysílání neslyší…
  • před vysíláním vyčká náhodný čas a pokud nikdo jiný mezi tím nezačne vysílat, tak zařízení samo začne… v případě, že někdo začne, tak opět počká…
  • po odeslání rámce musí přijít potvrzení o doručení od příjemce… pokud se nestane, předpokládáme, že zpráva nebyla doručena -> počká a pošle znovu
  • vylepšení pomocí RTS (Request To Send) a CTS (Clear To Send)
    • zařízení vyšle krátkou zprávu RTS na Access Point, která v podstatě říká „chci ti něco poslat“…
    • AP vyšle hromadný signál, aby všichni mlčeli a poté dá „žadateli“ signál CTS, který mu řekne, že nyní může posílat

Full-duplex​

  • Obě zařízení mohou zároveň vysílat a přijímat data
  • Není nutné žádné vyjednávání o médiu
  • Při zapnutí full duplexu se vynutí vypnutí přístupové metody (CSMA/CD) na síťové kartě