HY-335 : Γίθηπα Τπνινγηζηώλ Δπίπεδν Εεύμεο Μαξία Παπαδνπνύιε

Transcript

1 W N net works R E O T HY-335 : Γίθηπα Τπνινγηζηώλ Δπίπεδν Εεύμεο Μαξία Παπαδνπνύιε K Σκήκα Δπηζηήκεο Τπνινγηζηώλ Παλεπηζηήκην Κξήηεο Υεηκεξηλό εμάκελν MAC Layer- 1

2 Θέκαηα πξνο ζπδήηεζε... Δξσηήζεηο απν ηα πξνεγνύκελα lectures... Δπίπεδν δεύμεο Αλίρλεπζε θαη δηόξζσζε ιαζώλ Σπραία πνιιάπιή πξόζβαζε ζην θαλάιη MAC δηεπζύλζεηο Βαζηζκέλν θπξίσο ζην Κεθ. 5 βηβιίνπ Kurose MAC layer

3 Μνληέιν επηπέδσλ Γηαδηθηύνπ (ηνίβα TCP/IP) εθαξκνγήο Υινπνηεί ηηο θαηαλεκεκέλεο εθαξκνγέο κεηαθνξάο δηθηύνπ δεύμεο θπζηθό Yπεύζπλν γηα ηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ από ηνλ έλα θόκβν ζηνλ άιιν Καζνξίδεη ηε δηαδξνκή πνπ ζα πάξεη έλα παθέην κέζσ ησλ δξνκνινγεηώλ γηα λα θηάζεη ηνλ πξννξηζκό ηνπ Φεηξίδεηαη κεηαθνξέο δεδνκέλσλ κεηαμύ γεηηνληθώλ ζηνηρείσλ ηνπ δηθηύνπ MAC Layer- 3

4 Μνληέιν επηπέδσλ Γηαδηθηύνπ (ηνίβα TCP/IP) εθαξκνγήο κεηαθνξάο δηθηύνπ Datagram Σκήκα H 2 Μήλπκα H 1 H 1 Payload (data) Payload (data) Payload (data) δεύμεο frame H 3 H 2 H 1 Payload (data) θπζηθό Έλα ηεξκαηηθό θόκβνο (end-node) πνπ ζηέιλεη δεδνκέλα (πεγή): Καζε επίπεδν: Λακβάλεη δεδνκέλα από ην αλώηεξν επίπεδν Δλζπιάθσζε Πξνζζέηεη επηθεθαιίδα θαη δεκηνπξγεί λέα κνλάδα δεδνκέλσλ Πξνσζεί ηελ λέα κνλάδα ζην επόκελν επίπεδν MAC Layer- 4

5 Δλζπιάθσζε MAC Layer- 5

6 Δπίπεδν δεύμεο Υεηξίδεηαη κεηαθνξέο δεδνκέλσλ κεηαμύ γεηηνληθώλ ζηνηρείσλ ηνπ δηθηύνπ δειαδή ηε κεηαθνξά ηνπ πάλσ από κία δεύμε ελώ ην επίπεδν δηθηύνπ ρεηξίδεηαη ηελ end-to-end (από ηνλ απνζηνιέα ζηνλ παξαιήπηε) κεηαθνξά ηνπ παθέηνπ Καζνξίδεηαη από ηελ ηερλνινγία ηεο δεύμεο επηθνηλσλίαο ησλ γεηηνληθώλ ζηνηρείσλ Παξαδείγκαηα: Ethernet (ΗΔΔΔ802.3) Wireless LAN (e.g., ΗΔΔΔ802.11) MAC Layer- 6

7 Δπίπεδν δεύμεο: εηζαγσγηθά ζρόιηα Σα datagrams κεηαθέξνληαη από δηαθνξεηηθά πξσηόθνιια δεύμεο κέζσ δηαθνξεηηθώλ δεύμεσλ (links): Π.ρ., Ethernet ζηελ πξώηε δεύμε, ΗΔΔΔ ζηε δεύηεξε δεύμε, Κάζε πξσηόθνιιν δεύμεο δεδνκέλσλ παξέρεη δηαθνξεηηθέο ππεξεζίεο Παξάδεηγκα-αλαινγία από ηηο κεηαθνξέο Σαμίδη από Manhattan ζην Μύξηνο-Κξήηεο ηξαίλν: από ην Manhattan ζην JFK αεξνπιάλν: από ην JFK ζηελ Αζήλα θαξάβη: από ηελ Αζήλα ζην Ζξάθιεην Λεσθνξείν: από ην Ζξάθιεην ζηνλ Μύξην ηνπξίζηαο= datagram ηκήκα κεηαθνξάο = δεύμε επηθνηλωλίαο ηξόπνο κεηαθνξάο= πξωηόθνιιν επηπέδνπ δεύμεο ηαμηδησηηθόο πξάθηνξαο = αιγόξηζκνο δξνκνιόγεζεο MAC Layer- 7

8 Υξήζηκε Οξνινγία ζην Δπίπεδν Zεύμεο Κόκβνπο (nodes) ζα νλνκάδνκε ηα hosts (ηεξκαηηθά) & ηνπο routers (δξνκνινγεηέο) Εεύμεηο (links): θαλάιηα επηθνηλσλίαο πνπ ελώλνπλ/ζπλδένπλ γεηηνληθνύο θόκβνπο frames επηπέδνπ δεύμεο Ο θόκβνο πνπ ζηέιλεη: 1. Δλζπιαθώλεη ην datagram ζε έλα frame επηπέδνπ δεύμεο, θαη 2. κεηαδίδεη ην frame κέζσ ηεο δεύμεο Ο θόκβνο πνπ ιακβάλεη: 1. ιακβάλεη ην frame, θαη 2. απνζπά ην datagram MAC Layer- 8

9 Δπίπεδν δεύμεο: εηζαγσγή link Πξσηόθνιια δεύμεηο δηαθνξεηηθώλ ηερλνινγηώλ κπνξεί λα δηαθέξνπλ κεηαμύ ηνπο MAC Layer- 9

10 Δίδε δεύμεσλ Μνλόδξνκε (simplex): Δπηηξέπεη κεηάδνζε ζε κία θαηεύζπλζε κόλν Ζκηακθίδξνκε (half-duplex): επηηξέπεη κεηάδνζε ζε νπνηαδήπνηε θαηεύζπλζε αιιά όρη ηαπηόρξνλα Πιήξσο ακθίδξνκε (full duplex): επηηξέπεη ηαπηόρξνλε κεηάδνζε θαη ζηηο δύν θαηεπζύλζεηο MAC layer

11 Δπίπεδν δεύμεο: δπν ηύπνη δεύμεσλ εκείν ζε ζεκείν (Point-to-Point) Μεηάδνζε (δηακνηξαδόκελν θαιώδην ή κέζν) MAC Layer- 11

12 Σύπνη δεύμεσλ εκείν πξνο ζεκείν δεύμε (point-to-point) Απνηεινύληαη από έλα κνλαδηθό sender ζην έλα άθξν ηεο δεύμεο θαη από έλα κνλαδηθό receiver ζην άιιν άθξν ηεο PPP γηα dial-up πξόζβαζε εκείν πξνο ζεκείν δεύμε κεηαμύ Ethernet switch and host Σν MAC protocol είλαη απιό (ή θαη ζρεδόλ αλύπαξθην ): sender can send a frame whenever the link is idle Μεηάδνζε (broadcast) (δηακνηξαδόκελν κέζν) Δρεη πνιιαπινύο sending θαη receiving θόκβνπο Ο νπνηνζδήπνηε κπνξεί λα ζηείιεη έλα frame Οινη νη ππόινηπνη ην ιακβάλνπλ traditional Ethernet (ΗΔΔΔ802.3) upstream HFC ΗΔΔΔ wireless LAN MAC Layer- 12

13 Δπηθνηλσλία πξνζαξκνζηώλ (adapters) sending node datagram frame link layer protocol frame receiving node adapter adapter Σν επίπεδν δεύμεο πινπνηείηαη ζε έλαλ adapter ( NIC) πρ Ethernet, PCMCI, IEEE θάξηεο Ο adapter είλαη εκηαπηόλνκνο Απνζηέιινπζα πιεπξά: Δπίπεδν δεύμεο θαη θπζηθό επίπεδν Δλζπιαθώλεη ην datagram ζε έλα frame Λακβάλνπζα πιεπξά: Πξνζζέηεη bits ειέγρνπ ιαζώλ, ειέγρνπ ξνήο, θηι. Κάησ από ηνλ έιεγρν ηνπ ηνπηθνύ θόκβνπ Κνηηάεη γηα ιάζε, έιεγρν ξνήο, θηι. Μνηξάδεηαη κε απηόλ power & busses Απνζπά ην datagram, θαη ην πξνσζεί ζηνλ ιακβάλνληα θόκβν Γελ δηαθόπηεη ηνλ παηξηθό/ηνπηθό θόκβν (node) όηαλ ιακβάλεη datagram πνπ πξννξίδεηαη γηα άιιν θόκβν MAC Layer- 13

14 Node I/O Bus Πξνζαξκνζηέο (adapters) O adapter πεξηιακβάλεη RAM, DSP (Digital Signal Processing) chips, δίαπινπο(bus), δηεπαθή δεύμεο & κνηξάδεηαη ηελ ελέξγεηα & ηνπο δίαπινπο κε ηνλ παηξηθό θόκβν Bus Interface Link Interface Network Link Node Adaptor card Errors may occur ππεύζπλν γηα ηελ επηθνηλσλία κε ηνλ παηξηθό θόκβν ηνπ adapter. Μεηαθέξεη δεδνκέλα & πιεξνθνξίεο ειέγρνπ κεηαμύ adapter-παηξηθνύ θόκβνπ Υινπνηεί ην πξσηόθνιιν επηπέδνπ δεύμεο Παξέρεη πιαηζίσζε (framing), απνπιαηζίσζε (deframing), αλίρλεπζε θαη δηόξζσζε ιαζώλ, κεραληζκό ηπραίαο πξόζβαζεο MAC Layer- 14

15 Τπεξεζίεο ζην Δπίπεδν δεύμεο Πιαηζίσζε, πξόζβαζε δεύμεο (framing, link access): Δλζπιάθσζε ηνπ datagram ηνπ επηπέδνπ δηθηύνπ ζε frame, πξνζζήθε επηθεθαιίδαο (header), νπξάο (trailer) Πξόζβαζε ζην θαλάιη, αλ είλαη κέζν δηακνηξαδόκελεο πξόζβαζεο Οη MAC δηεπζύλζεηο ησλ επηθεθαιίδσλ frames ρξεζηκνπνηνύληαη γηα λα πξνζδηνξίζνπλ ηελ πεγή θαη ηνλ πξννξηζκό δηαθνξεηηθό από ηελ δηεύζπλζε ΗP! Αμηόπηζηε κεηάδνζε παθέησλ κεηαμύ γεηηνληθώλ θόκβσλ Σπάληα ρξεζηκνπνηείηαη ζε δεύμεηο κε ρακειέο πηζαλόηεηεο ιάζνπο (πρ fiber) κσο ρξεζηκνπνηείηαη ζε αζύξκαηεο δεύμεηο πνπ ραξαθηεξίδνληαη από πςειά πνζνζηά ιαζώλ Παξόκνην ζέκα αμηόπηζηεο κεηάδνζεο ππάξρεη & ζην επίπεδν δηθηύνπ (UDP, TCP) MAC Layer- 15

16 Τπεξεζίεο επηπέδνπ δεύμεο (πεξηζζόηεξα) Έιεγρνο ξνήο (flow control): Έιεγρνο ξπζκνύ κεηαμύ γεηηνληθώλ θόκβσλ απνζηνιέσλ & παξαιεπηώλ Αλίρλεπζε ιαζώλ (error detection): Λάζε πξνθαινύληαη από εμαζζέλεζε ηνπ ζήκαηνο, ζόξπβν Ο παξαιήπηεο αλαθαιύπηεη ηελ ύπαξμε ιαζώλ: ηέιλεη ζήκα ζηνλ απνζηνιέα γηα επαλαπνζηνιή ή απνξξίπηεη ην frame Τπάξρεη πηζαλόηεηα λα έρνκε ζηνλ δέθηε παθέην κε undetected errors & ην παθέην λα πξνσζεζεί ζην επίπεδν δηθηύνπ Δηόξζωζε ιαζώλ (error correction): Ο παξαιήπηεο βξίζθεη θαη δηνξζώλεη ηα ιαλζαζκέλα bit ρσξίο λα θαηαθύγεη ζηελ επαλαπνζηνιή Ηκηακθίδξνκν (half-duplex) θαη πιήξωο ακθίδξνκν (full-duplex) Με ην εκηακθίδξνκν, νη θόκβνη θαη ζηηο δύν άθξεο ηεο δεύμεο κπνξνύλ λα κεηαδίδνπλ, αιιά όρη ηαπηόρξνλα MAC Layer- 16

17 Αλίρλεπζε ιαζώλ Μπνξνύκε λα κεηώζνκε ηε πηζαλόηεηα κε-αλίρλεπζεο ιαζώλ ρξεζηκνπνηώληαο πην έμππλνπο αιγνξίζκνπο Ωζηόζν έηζη κπνξεί λα απμήζνκε: ηε θαζπζηέξεζε ηεο πξνώζεζεο ησλ παθέησλ ιόγσ απμεκέλσλ ππνινγηζκώλ, θαη ηε κεηάδνζε πεξηζζνηέξσλ bits Από ηελ άιιε έηζη κπνξεί λα απνθύγνκε ηα retransmissions ηα νπνία επίζεο απμάλνπλ ηελ θαζπζηέξεζε ηεο πξνώζεζεο ησλ παθέησλ θαη ηε κεηάδνζε πεξηζζνηέξσλ bits Σερληθέο Έιεγρνη ηζνηηκίαο (parity checks) Άζξνηζκα ειέγρνπ (checksumming, ζπλήζσο ζην επίπεδν κεηαθνξάο) Κπθιηθόο έιεγρνο πιενλαζκνύ (cyclic redundancy check, ζπλήζσο ζην MAC επίπεδν ζηνλ adapter) MAC Layer- 17

18 Αλίρλεπζε Λάζνπο EDC= Error Detection and Correction bits (redundancy) D = Data, πνμζηαηεύεηαη από ημκ έιεγπμ ιαζώκ, μπμνεί κα πενηιαμβάκεη ημήμαηα ηεξ επηθεθαιίδαξ Η ακίπκεοζε ιαζώκ δεκ είκαη 100% αληόπηζηε! Τμ πνωηόθμιιμ μπμνεί κα πάζεη θάπμηα ιάζε, αιιά ζπάκηα μεγαιύηενμ EDC ημήμα έπεη ζακ απμηέιεζμα θαιύηενε ακίπκεοζε θαη δηόνζωζε MAC Layer- 18

19 Έιεγρνη ηζνηηκίαο Απινύζηεξν: ρξήζε ελόο κoλαδηθνύ bit ηζνηηκίαο (single parity bit) Δζησ όηη d bits πιεξνθνξίαο ζηέιλνληαη ε έλα even-parity κνληέιν, ν απνζηνιέαο ζηέιλεη έλα επηπξόζζεην bit θαη επηιέγεη ηελ ηηκή ηνπ ώζηε ν ζπλνιηθόο αξηζκόο 1s ησλ d+1 bits είλαη άξηηνο Ο δέθηεο απιά ειέγρεη ησλ αξηζκό ησλ 1 θαη ην parity bit θαη κπνξεί λα μέξεη αλ έλαο πεξηηηόο αξηζκόο ιαζώλ έρεη ζπκβεί MAC Layer- 19

20 Έιεγρνο ηζνηηκίαο Μμκαδηθό Bit Ιζμηημίαξ: Αμιτμέσει λάθη εμός μόμο bit Δηζδηάζηαημ Bit Ιζμηημίαξ: Αμιτμεύει και διορθώμει λάθη ζε έμα μόμο bit Γελ δηνξζώλνπλ ην ιάζνο 0 0 Πξνζνρή: δείηε αλ δηνξζώλνληαη πεξηζζόηεξα ιάζε θαη ζε πνηεο πεξηπηώζεηο MAC Layer- 20

21 Πεξίπησζε πνιιαπιώλ ιαζώλ (Parity checks) Δάλ ην ιάζνο ζε έλα bit ζπκβαίλεη αλεμάξηεηα από ηη γίλεηαη ζηα δηπιαλά ηνπ bits ηόηε ε πηζαλόηεηα πνιιαπιώλ ιαζώλ ζε έλα παθέην είλαη πνιύ κηθξή Γηαηί??? Ωζηόζν εκπεηξηθέο κειέηεο κε κεηξήζεηο ζε πξαγκαηηθά δίθηπα δείρλνπλ όηη ηα ιάζε ζηα bits γίλνληαη ζε bursts (έρνπλ εθξεθηηθό pattern) δειαδή ππάξρνπλ γεηηνληθά bits πνπ έρνπλ ιάζε Δπνκέλσο έλαο πην robust κεραληζκόο πξέπεη λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη επηπρώο ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ πξάμε! MAC Layer- 21

22 Forward error correction (FEC) κεραληζκνί Μεραληζκνί ζηνλ δέθηε γηα αλίρλεπζε θαη δηόξζσζε ιάζνπο Σππηθά ρξεζηκνπνηνύληαη ζε audio storage & playback devices (πρ audio CDs) ηα δίθηπα βνεζνύλ γηαηί ειαηηώλνπλ ηνλ αξηζκό ησλ retransmissions πνπ πξέπεη λα γίλνπλ MAC Layer- 22

23 Μέζνδνη αζξνίζκαηνο ειέγρνπ (checksumming) ε απηέο ηηο ηερληθέο, ηα d bits δεδνκέλσλ κεηαρεηξίδνληαη ζαλ κία αθνινπζία από k-bit αθεξαίνπο Internet checksum: Άζξνηζε απηνύο ηνπο k-bit αθεξαίνπο, θαη Υξεζηκνπνίεζε ην παξαγόκελν άζξνηζκα σο bits αλίρλεπζεο ιαζώλ (e.g., k=16) TCP & UDP: Σα checksums ππνινγίδνληαη κε βάζε όια ηα πεδία (επηθεθαιίδα & δεδνκέλα) ε άιια πξσηόθνιια: Έλα checksum ππνινγίδεηαη γηα ηελ επηθεθαιίδα θαη έλα άιιν checksum ππνινγίδεηαη γηα νιόθιεξν ην παθέην Μηθξή επηβάξπλζε αιιά θαη κηθξή πξνζηαζία MAC Layer- 23

24 Checksumming: Έιεγρνο θπθιηθνύ πιενλαζκνύ Θεώξεζε ηα bits δεδνκέλσλ D, σο έλα δπαδηθό αξηζκό Δπέιεμε ηελ γελλήηξηα G ησλ (r+1) bits ηόρνο: επέιεμε r CRC bits R, έηζη ώζηε Σν <D,R> είλαη αθξηβώο δηαηξέζηκν από ην G (modulo 2) Ο παξαιήπηεο γλσξίδεη ην G, δηαηξέη ην <D,R> κε ην G Δάλ ην ππόινηπν είλαη κε κεδεληθό: ιάζνο αλαθαιύθζεθε! Μπνξεί λα αλαθαιύςεη όια ηα ιάζε πνπ έρνπλ γίλεη ζε ιηγόηεξν από r+1 bits Δπξέσο ρξεζηκνπνηνύκελν ζηελ πξάμε (IEEE link layer, ΑΣΜ protocols) MAC Layer- 25

25 πζηήκαηα πνιιαπιήο πξόζβαζεο (multiple access) πζηήκαηα πνιιαπιήο πξόζβαζεο (multiple access) Οη θόκβνη ζπλδένληαη ζε θνηλό θαλάιη επηθνηλσλίαο Σπγθξνύζεηο ζπκβαίλνπλ όηαλ δύν ή πεξηζζόηεξνη ζηαζκνί απνθαζίζνπλ λα ζηείινπλ παθέηα ηαπηόρξνλα Έιεγρνο πξόζβαζεο (access control): πεξηνξίδεη ηε κείσζε ηεο απόδνζεο ιόγσ ζπγθξνύζεσλ θαη θελώλ πεξηόδσλ Τπελζύκηζε: ύγθξνπζε ζε έλα δέθηε ζπκβαίλεη όηαλ frames «κπεξδεύνληαη» κεηαμύ ηνπο θαζώο κεηαδίδνληαη ζε θνηλό θαλάιη θαη ιακβάλνληαη από ην δέθηε MAC Layer- 26

26 Πξσηόθνιια πνιιαπιήο πξόζβαζεο Μνλαδηθό δηακνηξαδόκελν θαλάιη κεηάδνζεο Γύν ή πεξηζζόηεξεο ηαπηόρξνλεο κεηαδόζεηο από ηνπο θόκβνπο: παξεκβνιέο ζύγθξνπζε εάλ ν θόκβνο ιακβάλεη δύν ή πεξηζζόηεξα ζήκαηα ηελ ίδηα ζηηγκή Πξωηόθνιιν πνιιαπιήο πξόζβαζεο (multiple access protocol) Καηαλεκεκέλνο αιγόξηζκνο πνπ νξίδεη ην πωο νη θόκβνη κνηξάδνληαη ην θαλάιη, π.ρ., θαζνξίδεη πόηε έλαο θόκβνο κπνξεί λα κεηαδώζεη Ζ επηθνηλσλία γηα ηνλ δηακνηξαζκό ηνπ θαλαιηνύ πξέπεη λα ρξεζηκνπνηήζεη ην ίδην ην θαλάιη! Γελ ππάξρεη out-of-band θαλάιη γηα ζπληνληζκό MAC Layer- 27

27 Αλελεξγό πξσηόθνιιν πνιιαπιήο πξόζβαζεο Καλάιη κεηάδνζεο ξπζκνύ R bps 1. ηαλ έλαο κόλν θόκβνο ζέιεη λα κεηαδώζεη, κπνξεί λα ζηείιεη κε ξπζκό R (Απνηειεζκαηηθό: πςειόο ξπζκόο) 2. ηαλ M θόκβνη ζέινπλ λα κεηαδώζνπλ,ν θαζέλαο κπνξέη λα ζηείιεη κε κέζν ξπζκό R/M (Γίθαην) 3. Δληειώο απνθεληξνπνηεκέλν: Γελ ππάξρεη εηδηθόο θόκβνο γηα λα ζπληνλίδεη ηηο κεηαδόζεηο Καλέλαο ζπγρξνληζκόο ξνινγηώλ, ζρηζκώλ 4. Απιό MAC Layer- 28

28 Πξσηόθνιια MAC: ηαμηλόκεζε Σξεηο επξείο ηάμεηο: Καηαλνκή Καλαιηνύ ρσξηζκόο θαλαιηνύ ζε κηθξόηεξα «ηκήκαηα» (ρξνληθέο ζρηζκέο, ζπρλόηεηα, code) δέζκεπζε ηκήκαηνο από ηνλ θόκβν γηα απνθιεηζηηθή ρξήζε Παξαδείγκαηα: TDMA, FDMA, CDMA Τπραία Πξόζβαζε ην θαλάιη δελ ρσξίδεηαη, επηηξέπνληαη ζπγθξνύζεηο αλάθακςε από ηηο ζπγθξνύζεηο Παίξλνληαο ζεηξά πξνηεξαηόηεηαο νη θόκβνη παίξλνπλ ηελ ζεηξά ηνπο, αιιά θόκβνη πνπ έρνπλ πεξηζζόηεξα λα ζηείινπλ κπνξνύλ λα πάξνπλ ζεηξά γηα πεξηζζόηεξε ώξα MAC Layer- 29

29 Κξηηήξηα Αμηνιόγεζεο Πξσηνθόιισλ Πξόζβαζεο Απνδνηηθόηεηα είλαη ν long-run ιόγνο ηνπ ρξόλνπ θαηά ηνλ νπνίν ηα πιαίζηα κεηαδίδνληαη ζην θαλάιη ρσξίο ζπγθξνύζεηο ππό ζπλζήθεο θνξεζκνύ Πνζνζηό ηεο ρσξεηηθόηεηαο ηνπ θαλαιηνύ πνπ κέλεη αλαμηνπνίεηε ζην ρξόλν Γηθαηνζύλε κεηαμύ ησλ ζπζθεπώλ πνπ ην ρξεζηκνπνηνύλ Πνιππινθόηεηα Απαηηήζεηο ζε ζπγρξνληζκό κεηαμύ ησλ ζπζθεπώλ Extra control κελύκαηα πνπ ρξεηάδνληαη λα κεηαδνζνύλ γηα ην ζπληνληζκό κεηαμύ ησλ θόκβσλ (protocol overhead) MAC layer

30 MAC πξσηόθνιια θαηαλνκήο ηνπ θαλαιηνύ: TDMA TDMA: time division multiple access πξόζβαζε ζην θαλάιη ζε «γύξνπο» θάζε ζηαζκόο παίξλεη κία ζρηζκή ζηαζεξνύ κήθνπο (κήθνο = ρξόλνο κεηάδνζεο παθέηνπ) ζε θάζε γύξν ε κε ρξεζηκνπνηνύκελεο ζρηζκέο παξακέλνπλ αλελεξγέο παξάδεηγκα: 6-ζηαζκώλ LAN, 1,3,4 έρνπλ παθέηα, αλελεξγέο νη ζρηζκέο 2,5,6 MAC Layer- 31

31 frequency bands MAC πξσηόθνιια θαηαλνκήο ηνπ θαλαιηνύ: FDMA FDMA: frequency division multiple access ην θάζκα ηνπ θαλαιηνύ ρσξίδεηαη ζε δώλεο ζπρλνηήησλ ζε θάζε ζηαζκό δίλεηαη ζπγεθξηκέλε δώλε ζπρλόηεηαο ν αρξεζηκνπνηήηνο ρξόλνο κεηάδνζεο ζηηο δώλεο ζπρλνηήησλ κέλεη αλελεξγόο παξάδεηγκα: 6-ζηαζκνί LAN, 1,3,4 έρνπλ παθέηα pkt, νη δώλεο ζπρλνηήησλ 2,5,6 είλαη αλελεξγέο MAC Layer- 32

32 Πξσηόθνιια Σπραίαο Πξνζπέιαζεο (Random Access) ηαλ έλαο θόκβνο έρεη παθέην λα ζηείιεη Μεηαδίδεη ζηνλ πιήξε ξπζκό ηνπ θαλαιηνύ R θαλέλαο εθ ηωλ πξνηέξωλ ζπληνληζκόο κεηαμύ ησλ θόκβσλ Γύν νη πεξηζζόηεξνη θόκβνη κεηαδίδνπλ «ζύγθξνπζε» ην MAC πξσηόθνιιν ηπραίαο πξόζβαζεο θαζνξίδεη: Πσο λα αληρλεπζνύλ νη ζπγθξνύζεηο Πσο λα αλαθάκςεη από ηηο ζπγθξνύζεηο (π.ρ., κέζσ θαζπζηεξεκέλεο αλακεηάδνζεο) Παξαδείγκαηα από MAC πξσηόθνιια ηπραίαο πξόζβαζεο: slotted ALOHA ALOHA CSMA, CSMA/CD, CSMA/CA MAC Layer- 33

33 ALOHA κε ζρηζκέο (slotted ALOHA) Υπνζέζεηο όια ηα frames έρνπλ ίδην κέγεζνο ν ρξόλνο ρσξίδεηαη ζε ζρηζκέο ίζνπ κεγέζνπο, ηνλ ρξόλν γηα ηε κεηάδνζε ελόο frame νη θόκβνη μεθηλνύλ λα κεηαδίδνπλ frames κόλν ζηελ αξρή ησλ ζρηζκώλ νη θόκβνη είλαη ζπγρξνληζκέλνη Δάλ 2 ή πεξηζζόηεξνη θόκβνη κεηαδίδνπλ ζε κία ζρηζκή, όινη νη θόκβνη αληρλεύνπλ ηελ ζύγθξνπζε Λεηηνπξγία ηαλ έλαο θόκβνο παξαιακβάλεη έλα λέν frame, ην κεηαδίδεη ζηελ επόκελε ζρηζκή Αλ δελ έγηλε ζύγθξνπζε, ν θόκβνο κπνξεί λα ζηείιεη λέν frame ζηελ επόκελε ζρηζκή ε πεξίπησζε ζύγθξνπζεο, ν θόκβνο μαλακεηαδίδεη ην frame ζε θάζε επόκελε ζρηζκή κε πηζαλόηεηα p έσο όηνπ πεηύρεη MAC Layer- 34

34 Slotted ALOHA πιενλεθηήκαηα κνλαδηθόο ελεξγόο θόκβνο κπνξεί ζπλερώο λα κεηαδίδεη κε ηνλ πιήξε ξπζκό ηνπ θαλαιηνύ απνθεληξνπνηεκέλν: κόλν νη ζρηζκέο ζηνπο θόκβνπο ρξεηάδεηαη λα είλαη ζπγρξνληζκέλεο απιό Μεηνλεθηήκαηα ζπγθξνύζεηο ράζηκν ζρηζκώλ αλελεξγέο ζρηζκέο Οη θόκβνη κπνξεί λα είλαη ζε ζέζε λα αληρλεύζνπλ ηελ ζύγθξνπζε ζε ιηγόηεξν ρξόλν από απηόλ πνπ ρξεηάδεηαη γηα λα κεηαδώζνπλ ην παθέην Σπγρξνληζκόο ξνινγηνύ MAC Layer- 35

35 Απνδνηηθόηεηα ηνπ Slotted Aloha ζε βάζνο ρξόλνπ Αποδοηικόηηηα είκαη ημ θιάζμα, ζε βάθος τρόμοσ, ηωκ επιηστημέμωμ ζτιζμώμ όηακ οπάνπμοκ πμιιμί θόμβμη, θαζέκαξ με πμιιά frames κα ζηείιμοκ αζπκπησηηθή ζπκπεξηθνξά Τπνζέζηε όηη ππάξρνπλ N θόκβνη κε πνιιά frames λα ζηείινπλ, θαη θαζέλαο κεηαδίδεη ζε κία ζρηζκή κε πηζαλόηεηα p Ζ πηζαλόηεηα όηη ν θόκβνο 1 έρεη επηηπρία ζε κία ζρηζκή = p(1-p) N-1 Ζ πηζαλόηεηα όηη νπνηνζδήπνηε θόκβνο έρεη επηηπρία = Np(1-p) N-1 Γηα κέγηζηε απνδνηηθόηεηα Βξείηε ην p* ην νπνίν κεγηζηνπνηεί ην Np(1-p) N-1 εθθξάδεηαη σο πξόβιεκα βειηηζηνπνίεζεο Γηα κεγάια Ν: παίξλνπκε ην όξην ηνπ Np*(1-p*) N-1 (όζν ην Ν πάεη ζην άπεηξν) 1/e =.37 Σηεκ θαιύηενε πενίπηωζε: ημ θακάιη πνεζημμπμηείηαη γηα πνήζημεξ μεηάδόζεηξ ημ 37% ημο πνόκμο! MAC Layer- 36

36 Slotted ALOHA Παξόκνηα αλάιπζε δείρλεη νηη ην 37% ησλ slots έκεηλαλ αδεηαλά θεθηείηε ινηπόλ ηελ απνγνήηεπζε ελόο network administrator πνπ ρξεζηκνπνηεί έλα 100Mbps slotted ALOHA ζύζηεκα θαη ελώ ην θαλάιη έρεη ηε δπλαηόηεηα λα κεηαδόζεη έλα frame ρξεζηκνπνηώληαο όιν ην channel rate (100Mbps) ζε κεγάιν βάζνο ρξόλνπ ην επηηπρεκέλν throughput ηνπ θαλαιηνύ είλαη ιηγόηεξν από 37Mbps MAC Layer- 37

37 Καζαξό (unslotted) ALOHA (pure ALOHA) Απινύζηεξν, θαζόινπ ζπγρξνληζκόο ηαλ έλα frame θηάλεη: Άκεζε κεηάδνζε Αλ κία ζύγθξνπζε αληρλεπηεί θαηά ηε δηάξθεηα κίαο κεηάδνζεο (αλεπηηπρήο κεηάδνζε): 1. Οινθιήξσζε ηεο κεηάδνζεο 2. Ακέζσο κεηά ηελ νινθιήξσζε ηεο αλεπηηπρνύο κεηάδνζεο: Μεηάδνζε μαλά ηνπ frame κε πηζαλόηεηα p 2. αιιηώο, 3. αλακνλή ίζε κε ην ρξόλν κεηάδνζεο ελόο frame 4. Μεηά από απηή ηελ αλακνλή, ν θόκβνο 3. Μεηαδίδεη ην frame κε πηζαλόηεηα p αιιηώο, παξακέλεη αλελεξγόο μαλά γηα ρξόλν ίζν κε ην ρξόλν κεηάδνζεο ελόο frame MAC Layer- 38

38 Καζαξό (unslotted) ALOHA (pure ALOHA) unslotted Aloha: Απινύζηεξν, θαζόινπ ζπγρξνληζκόο ηαλ έλα frame θηάλεη: Άκεζε κεηάδνζε Ζ πηζαλόηεηα ζύγθξνπζεο απμάλεηαη: Σν frame πνπ ζηάιζεθε ηελ ζηηγκή t 0 ζπγθξνύεηαη κε άιια frames πνπ ζηάιζεθαλ ηηο ζηηγκέο [t 0-1,t 0 +1] Τπόζεζε: Μνλάδα ρξόλνπ είλαη ην frame transmission Ο θόκβνο μεθηλάεη ηε κεηάδνζε ηε ρξνληθή ζηηγκή t 0 MAC Layer- 39

39 Απνδνηηθόηεηα ηνπ Pure Aloha Πηζαλόηεηα ( επηηπρία ελόο ζπγθεθξηκέλνπ θόκβνπ ) = Πηζαλόηεηα( ν θόκβνο λα κεηαδώζεη ηε ρξνληθή ζηηγκή t 0 ) * Πηζαλόηεηα( θαλέλαο άιινο θόκβνο δελ κεηαδίδεη ηηο ρξνληθέο ζηηγκέο [t 0-1, t 0 ] ) * Πηζαλόηεηα( θαλέλαο άιινο θόκβνο δελ κεηαδίδεη ηηο ρξνληθέο ζηηγκέο [t 0, t 0 +1] ) = = p. (1-p) N-1. (1-p) N-1 = p. (1-p) 2(N-1) Γηαιέγνληαο ην ηδαληθό p θαη αθήλνληαο ην n -> άπεηξν... = 1/(2e) =.18 Αθόμα πεηνόηενε! MAC Layer- 40

40 Αλεπάξθεηα ηνπ ALOHA Σόζν ζην slotted όζν θαη ζην pure ALOHA, ε απόθαζε ελόο θόκβνπ λα κεηαδώζεη ιακβάλεηαη αλεμάξηεηα από ηνπο άιινπο θόκβνπο πνπ είλαη πξνζαξηεκέλνη ζην θαλάιη κεηάδνζεο Έλαο θόκβνο δελ δίλεη θακία ζεκαζία ζην εάλ έλαο άιινο θόκβνο ηπραίλεη λα κεηαδίδεη όηαλ μεθηλάεη λα κεηαδίδεη νύηε ζηακαηάεη λα κεηαδίδεη εάλ έλαο άιινο θόκβνο μεθηλήζεη λα δεκηνπξγεί παξεκβνιέο ζηελ κεηάδνζή ηνπ MAC Layer- 41

41 εκαληηθνί θαλόλεο ζηε κεηάδνζε πιαηζίσλ ζηελ αλακεηάδνζε Αηζζαλόκελνο ηνλ θνξέα (Carrier sensing) ( άθνπ πξηλ κηιήζεηο ) Έλαο θόκβνο αθνύεη ην θαλάιη πξηλ ζηείιεη Δάλ ππάξρεη κεηάδνζε ζην θαλάιη: έλαο θόκβνο πεξηκέλεη γηα έλα ηπραίν ρξνληθό δηάζηεκα ( backs off ) θαη κεηά αηζζάλεηαη μαλά ην θαλάιη Δάλ έλα θαλάιη αηζζαλζεί λα κελ έρεη θίλεζε, ηόηε μεθηλάεη ε κεηάδνζε ηνπ πιαηζίνπ Δληνπηζκόο ζύγθξνπζεο (Collision detection) ( Δάλ θάπνηνο άιινο αξρίδεη λα κηιάεη ηελ ίδηα ώξα, ζηακάηα λα κηιάο ) Έλαο θόκβνο πνπ κεηαδίδεη αθνύεη ην θαλάιη θαζώο κεηαδίδεη Δάλ εληνπίζεη όηη θάπνηνο άιινο θόκβνο κεηαδίδεη έλα πιαίζην πνπ πξνθαιεί παξεκβνιέο: ζηακαηάεη λα κεηαδίδεη θαη ρξεζηκνπνηεί θάπνην πξσηόθνιιν γηα λα πξνζδηνξίζεη πόηε ζα πξνζπαζήζεη μαλά λα κεηαδόζεη MAC Layer- 42

42 Carrier Sense Multiple Access: πγθξνύζεηο Δηάηαλε ημο πώνμο ηωκ θόμβωκ ζσγκρούζεις μπορούμ ακόμα μα ζσμβούμ: ε θαζοζηένεζε δηάδμζεξ ζεμαίκεη όηη δύμ θόμβμη μπμνεί κα μεκ αθμύκ ηεκ μεηάδμζε ημο άιιμο ζύγθνμοζε: μ πνόκμξ μεηάδμζεξ μιόθιενμο ημο παθέημο ζπαηαιήζεθε ζεμείωζε: μ νόιμξ ηεξ απόζηαζεξ θαη ηεξ θαζοζηένεζεξ δηάδμζεξ ζημ θαζμνηζμό ηεξ πηζακόηεηαξ ζύγθνμοζεξ MAC Layer- 43

43 Δληνπηζκόο ζύγθξνπζεο Έληνπηζκόο ζύγθξνπζεο ( εάλ θάπνηνο άιινο αξρίζεη λα κηιάεη ηελ ίδηα ώξα, ζηακάηα λα κηιάο ) Έλαο θόκβνο πνπ κεηαδίδεη αθνύεη ην θαλάιη θαζώο κεηαδίδεη Δάλ εληνπίζεη όηη θάπνηνο άιινο adapter κεηαδίδεη έλα πιαίζην πνπ πξνθαιεί παξεκβνιέο: ζηακαηάεη λα κεηαδίδεη θαη ρξεζηκνπνηεί θάπνην πξσηόθνιιν γηα λα πξνζδηνξίζεη πόηε ζα πξνζπαζήζεη μαλά λα κεηαδώζεη Σν Ethernet ρξεζηκνπνηεί ηνλ εληνπηζκό ζύγθξνπζεο! MAC Layer- 44

44 Έιεγρνο πνιιαπιήο πξόζβαζεο (ζπλέρεηα) Παίξλνληαο ζεηξά (taking turns) Polling-based κεραληζκνί Τπάξρεη έλαο master node πνπ ξσηά ηνλ θάζε άιιν θόκβν εάλ έρεη λα ζηείιεη δεδνκέλα (poll) Σνπ ζηέιλεη κήλπκα ιέγνληαο ηνπ όηη κπνξεί λα κεηαδώζεη κέρξη έλα κέγηζην αξηζκό frames Σν θάλεη απηό δηαδνρηθά γηα ηνλ θάζε έλα θόκβν ( round-robin ) Master node poll Node 1 Node 2 Node k MAC Layer- 45

45 Έιεγρνο πνιιαπιήο πξόζβαζεο (ζπλέρεηα) Έιεγρνο πξόζβαζεο κε θνππόλη έλα θνππόλη κεηαδίδεηαη θπθιηθά κεηαμύ ησλ θόκβσλ ν θόκβνο πνπ δηαζέηεη ην θνππόλη κπνξεί λα κεηαδώζεη ζα πξέπεη λα ειέγρεηαη αλ ην θνππόλη έρεη ραζεί, θαη ηπρόλ άδηθε ζπκπεξηθνξά θάπνηνπ θόκβνπ Γαθηύιηνο: νη θόκβνη ζπλδένληαη ζε δηάηαμε δαθηπιίνπ MAC Layer- 46

46 Έιεγρνο πνιιαπιήο πξόζβαζεο (Multiple Access Control) TDM, FDM: δελ είλαη απνδνηηθό Ethernet: βαζίδεηαη ζην Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect (CSMA/CD) πεξίκελε κέρξη ην θαλάιη λα είλαη θελό, ηόηε ζηείιε παθέην ζηακάηεζε ηε κεηάδνζε αλ ζπκβεί ζύγθξνπζε πεξίκελε ηπραίν ρξόλν κεηά ηελ ζύγθξνπζε ALOHA: ιηγόηεξν επγεληθό από ην Ethernet κεηέδσζε όηαλ έλα παθέην είλαη έηνηκν πεξίκελε ηπραίν ρξόλν κεηά ηελ ζύγθξνπζε MAC Layer- 47

47 Ethernet: Αλαμηόπηζην, ππεξεζία ρσξίο-ζύλδεζε Υσξίο-ζύλδεζε Γελ γίλεηαη ρεηξαςία κεηαμύ απνζηνιέα θαη παξαιήπηε Αλαμηόπηζην Ο παξαιήπηεο δελ ζηέιλεη acks ή nacks ζηνλ απνζηόιέα ε ξνή datagrams πνπ ζηέιλνληαη ζην επίπεδν δηθηύνπ κπνξεί λα έρεη θελά ηα θελά κπνξνύλ λα αλαπιεξσζνύλ αλ ε εθαξκνγή ρξεζηκνπνηεί TCP αιιηώο, ε εθαξκνγή ζα δεη ηα θελά MAC Layer- 49

48 Γνκή πιαηζίνπ Ethernet Ο απνζηέιισλ adapter ηνπνζεηεί ην IP δεδνκελόγξακκα (ή παθέην θάπνηνπ άιινπ πξσηνθόιινπ Δπηπέδνπ Γηθηύνπ) ζην Ethernet πιαίζην 8bytes 6bytes 6bytes bytes 4bytes πγρξνληζκόο Γηόξζσζε ιαζώλ Preamble: 7 bytes κε ην κνηίβν αθνινπζνύκελν από έλα byte κε ην κνηίβν ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα ζπγρξνλίδεη ηηο ηηκέο ηνπ ξνινγηνύ ηνπ παξαιήπηε θαη ηνπ απνζηνιέα Ο adapter μέξεη πόηε έλα πιαίζην ηειεηώλεη εληνπίδνληαο ηελ απνπζία ξεύκαηνο Οη Ethernet adapters κεηξάλε ηελ ηάζε πξηλ θαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο κεηάδνζεο MAC Layer- 50

49 Γνκή πιαηζίνπ Ethernet (πεξηζζόηεξα) Addresses: 6 bytes Δάλ ν adapter ιάβεη έλα πιαίζην κε κία δηεύζπλζε πξννξηζκνύ πνπ λα ηαηξηάδεη, ή κε κηα δηεύζπλζε εθπνκπήο (broadcast) (πρ ARP παθέην), πεξλάεη δεδνκέλα ηνπ πιαηζίνπ ζην πξσηόθνιιν Δπηπέδνπ Γηθηύνπ Αιιηώο, ν adapter πεηάεη ην πιαίζην Type: πξνζδηνξίδεη ην πξσηόθνιιν πςειόηεξνπ επηπέδνπ (θπξίσο IP αιιά θαη άιια κπνξνύλ λα ππνζηεξίδνληαη όπσο Novell IPX θαη AppleTalk) CRC: ειέγρεηαη ζηνλ παξαιήπηε, αλ εληνπηζηεί θάπνην ιάζνο, ην πιαίζην απιά απνξξίπηεηαη MAC Layer- 51

50 Ethernet CSMA/CD αιγόξηζκνο 1. Ο adapter ιακβάλεη ην δεδνκελόγξακκα από ην επίπεδν δηθηύνπ & δεκηνπξγεί έλα πιαίζην (frame) 2A. Αλ ν adapter αηζζαλζεί όηη δελ ππάξρεη θίλεζε ζην θαλάιη, αξρίδεη λα κεηαδίδεη ην πιαίζην 2B. Αλ αηζζαλζεί όηη ην θαλάιη είλαη απαζρνιεκέλν, πεξηκέλεη κέρξη λα γίλεη δηαζέζηκν & κεηά κεηαδίδεη 3A. Αλ ν adapter κεηαδίδεη έλα νιόθιεξν πιαίζην ρσξίο λα εληνπίζεη κηα άιιε κεηάδνζε, ν adapter ηέιεησζε κε ην πιαίζην! 3B. Αλ ν adapter εληνπίζεη κηα άιιε κεηάδνζε θαζώο κεηαδίδεη, εγθαηαιείπεη & ζηέιλεη έλα ζήκα ζπκθόξεζεο 4. Αθνύ εγθαηαιείςεη, ν adapter κπαίλεη ζηνλ εθζεηηθό backoff: κεηά ηελ m-ηνζηή ζύθξνπζε, επηιέγεη έλα K ηπραία από {0,1, 2,, 2 m -1} Ο θόκβνο πεξηκέλεη K * 512(time interval) bit-θνξέο θαη επηζηξέθεη ζην Βήκα 2. MAC Layer- 52

51 Απνδνηηθόηεηα ηνπ CSMA/CD T prop = κέγηζηνο ρξόλνο δηάδνζεο κεηαμύ 2 θόκβσλ ζε έλα LAN t trans = ρξόλνο γηα λα κεηαδνζεί έλα πιαίζην κε κέγηζην κέγεζνο Ζ απνδνηηθόηεηα πάεη πξνο ην 1 όηαλ ην t prop πεγαίλεη ζην 0 Απνδνηηθόηεηα είλαη ν long-run ιόγνο ηνπ ρξόλνπ θαηά ηνλ νπνίν ηα πιαίζηα κεηαδίδνληαη ζην θαλάιη ρσξίο ζπγθξνύζεηο ππό ζπλζήθεο θνξεζκνύ αποδοτικότ ητα 5t prop / t trans Πεγαίλεη ζην 1 όηαλ t trans πεγαίλεη ζην άπεηξν Πνιύ θαιύηεξν από ην ALOHA, αιιά αθόκα απνθεληξσκέλν, απιό θαη θηελό θεθηείηε πσο αιιάδεη ε απνδνηηθόηεηα σο πξνο ην propagation & transmission delay 1 1 MAC Layer- 53

52 Ethernet s CSMA/CD (πεξηζζόηεξα) ήκα ζπκθόξεζεο (Jam Signal): βεβαηώζνπ όηη όινη νη άιινη κεηαδόηεο είλαη ελήκεξνη γηα ηελ ζύγθξνπζε, 48 bits Υξόλνο Bit (Bit time):.1 microsec γηα 10 Mbps Ethernet, γηα K=1023, ρξνλνο αλακνλήο είλαη πεξίπνπ 50 msec Δθζεηηθόο Backoff: Σηόρνο: πξνζάξκνζε ηηο πξνζπάζεηεο αλακεηάδνζεο ζηνλ εθηηκώκελν ηξέρνληα θόξην βαξύο θόξηνο: ν ηπραίνο ρξόλνο αλακνλήο ζα είλαη κεγαιύηεξνο πξώηε ζύγθξνπζε: δηάιεμε K από {0,1}, ε θαζπζηέξεζε είλαη K 512 bit θνξέο κεηάδνζεο κεηά ηε δεύηεξε ζύγθξνπζε: δηάιεμε K από {0,1,2,3} κεηά από δέθα ζπγθξνύζεηο, δηάιεμε K από {0,1,2,3,4,,1023} MAC Layer- 54

53 Γηαδηθαζία εθζεηηθνύ backoff Μηθξόο # ζπγθξνπόκελσλ adapters πηζαλόηεηα επηινγήο κηθξνύ ρξνληθνύ δηαζηήκαηνο backoff αλακνλήο Μεγάινο # ζπγθξνπόκελσλ adapters πηζαλόηεηα επηινγήο κεγαιύηεξνπ ρξνληθνύ δηαζηήκαηνο backoff αλακνλήο ηαλ ν adapter αληηκεησπίδεη ηελ πξώηε ζύγθξνπζε, δελ έρεη ηδέα πόζνη θόκβνη αλακεηγλύνληαη κε ηελ ζύγθξνπζε Απμάλνληαο ην κέγεζνο ηνπ set κεηά από θάζε ζύγθξνπζε κε ηνλ παξαπάλσ ηξόπν, ν adapter απμάλεη ηελ πηζαλόηεηα λα επηιέμεη έλα κεγαιύηεξν K Ο adapter πξνζαξκόδεηαη πην νκαιά. MAC Layer- 55

54 Ethernet- Σερλνινγίεο θπξίαξρε ελζύξκαηε LAN ηερλνινγία: θηελά $20 γηα 100Mbps! πξώηε LAN ηερλνινγία πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε επξέσο Απινύζηεξν, θηελόηεξν από ηα token LANs θαη ATM Σαρύηεηεο: 10 Mbps 10 Gbps Μπνξεί λα ηξέμεη πάλσ από νκναμνληθό θαιώδην, ζπλεζηξακκέλν δεύγνο ράιθηλνπ θαισδίνπ ή νπηηθέο ίλεο δεκηνπξγόο ηνπ CSMA/CD & Ethernet LAN Metcalfe s Ethernet sketch MAC Layer- 56

55 200m: κέγηζηε απόζηαζε κεηαμύ δύν θόκβσλ ρσξίο αλακεηαδόηεο αλάκεζα 10Base2 Ethernet 10Mbps Σα κεηαδηδόκελα πιαίζηα ηαμηδεύνπλ θαη ζηηο δύν θαηεπζύλζεηο θόκβνο Bus ηνπνινγία Terminator Tee connector ηαλ έλα πιαίζην πεξλά από έλα tee connector: έλα αληίγξαθν ηνπ πξνσζείηαη πξνο ηε κία θαηεύζπλζε θη έλα άιιν πξνο ηελ άιιε Λεπηό νκναμσληθό θαιώδην (coaxial cable) Οη θόκβνη ζπλδένληαη κέζσ ησλ adapters ηνπο γξακκηθά πσο πξνρσξνύλ πξνο ηνλ terminator αθήλνπλ έλα αληίγξαθν ηνπ πιαηζίνπ ζε θάζε adapter πνπ ζπλαληνύλ ηελ πξαγκαηηθόηεηα: ην θάζε bit πνπ πεξλά κπξνζηά από έλα adapter ε ελέξγεηα ηνπ bit δηαρέεηαη θαη ζηνλ adapter ηαλ θηάζεη ζηνλ terminator ε ελέξγεηα απνξξνθάηαη... MAC Layer- 57

56 10BaseT θαη 100BaseT Ρπζκόο 10/100 Mbps 100BaseT ιέγεηαη θαη fast ethernet (πςειήο πνηόηεηαο, ζπλεζηξακκέλα δεύγε από θαιώδηα κε πνιιέο ζηξνθέο) T ππνδειώλεη Twisted Pair Οη θόκβνη ζπλδένληαη κε έλα : ηνπνινγία Αζηεξηνύ ; 100m κέγηζηε απόζηαζε κεηαμύ θόκβσλ θαη hub twisted pair hub MAC Layer- 58

57 Gigabit Ethernet Τνπνινγία Αζηεξηνύ Πξνζθέξεη δεδνκέλα ξπζκνύ 1Gbps Αξρηθά ιεηηνπξγνύζε πάλσ από νπηηθή ίλα, ηώξα κπνξεί λα ηξέμεη πάλσ από 5-Unshielded Twisted Pair (UTP) θαιώδην πκβαηό κε 10BaseT &100BaseT, επηηξέπνληαο εύθνιε ελζσκάησζε κε ηελ ππάξρνπζα εγθαηεζηεκέλε βάζε ηνπ εμνπιηζκνύ Ethernet Δπηηξέπεη ζεκείν-ζε-ζεκείν (point-to-point) (ρξεζηκνπνηεί switches) θαη δηακνηξαδόκελα θαλάιηα εθπνκπήο (ρξεζηκνπνηεί hubs) CSMA/CD γηα δηακνηξαδόκελα θαλάιηα εθπνκπήο (γηα απνδεθηή απνδνηηθόηεηα ε κέγηζηε απόζηαζε κεηαμύ ησλ θόκβσλ πξέπεη λα πεξηνξηζηεί) Full duplex ιεηηνπξγία θαη ζηηο δύν θαηεπζύλζεηο γηα θαλάιηα ζεκείν-ζεζεκείν MAC Layer- 59

58 ARP: Address Resolution Protocol Ενώηεζε: πώξ ζα θαζμνίζμομε ηεκ MAC δηεύζοκζε ημο B λένμκηαξ ηεκ ΙP δηεύζοκζή ημο? Κάζε IP θόκβνο (Host, Router) ζην LAN έρεη έλαλ ARP πίλαθα F7-2B LAN A-2F-BB AD D7-FA-20-B0 ARP Πίλαθαο: Αληηζηνηρίζεηο ΗP/MAC δηεπζύλζεσλ γηα θάπνηνπο LAN θόκβνπο < IP δηεύζπλζε, MAC δηεύζπλζε,ttl> TTL (Time To Live): ν ρξόλνο κεηά από ηνλ νπνίν ε αληηζηνίρεζε κηαο δηεύζπλζεο ζα μεραζηεί (ηππηθά 20 ιεπηά) C-C4-11-6F-E3-98 MAC Layer- 60

59 LAN Γηεπζύλζεηο θαη ARP Κάθε κόμβος ζηο LAN έτει μομαδική LAN διεύθσμζη = θόμβμξ 1A-2F-BB AD Broadcast δηεύζοκζε = FF-FF-FF-FF-FF-FF F7-2B LAN (εκζύνμαημ ή αζύνμαημ) D7-FA-20-B0 0C-C4-11-6F-E3-98 ARP: address resolution protocol Τν ARP επηιύεη κηα IP δηεύζπλζε ζε κία LAN δηεύζπλζε Αιιά κόλν γηα ηνπο θόκβνπο ζην ίδην LAN MAC Layer- 61

60 LAN Γηεύζπλζε Ζ θαηαλνκή (allocation) ησλ MAC δηεπζύλζεσλ δηαρεηξίδεηαη από IEEE Ο θαηαζθεπαζηήο αγνξάδεη έλα κέξνο από ηνλ ρώξν ησλ MAC δηεπζύλζεσλ (γηα λα δηαζθαιίζεη ηελ κνλαδηθόηεηα) Αληηζηνηρία: (a) MAC δηεύζπλζε: αξηζκόο ηαπηόηεηαο (b) IP δηεύζπλζε: αξηζκόο ηνπ ζηαζεξνύ ηειεθώλνπ MAC flat δηεύζπλζε κπνξεί λα κεηαθέξεη θάξηεο LAN από έλα LAN ζε έλα άιιν ρσξίο λα αιιάδεη ηελ MAC δηεύζπλζε IP ηεξαξρηθή δηεύζπλζε ΓΔΝ ΔΗΝΑΗ θνξεηή εμαξηάηαη από ην IP ππνδίθηπν (subnet) ζην νπνίν βξίζθεηαη ν θόκβνο MAC Layer- 62

61 ARP πξσηόθνιιν: Ίδην LAN (δίθηπν) Ο A ζέιεη λα ζηείιεη έλα δεδνκελόγξακκα ζηνλ B, & ε δηεύζπλζε ηνπ Β δελ είλαη ζηνλ ARP πίλαθα ηνπ Α Ο A εθπέκπεη έλα παθέην εξσηήκαηνο (query) ARP, πνπ πεξηέρεη ηελ IP δηεύζπλζε ηνπ B Όινη νη θόκβνη ζε απηό ην LAN ιακβάλνπλ ην ARP packet O B ιακβάλεη ην ARP παθέην απαληάεη ζηνλ A κε ηελ MAC δηεύζπλζή ηνπ ην πιαίζην ζηέιλεηαη ζηελ MAC δηεύζπλζε ηνπ Α (unicast) Ο A ζώδεη (caches) ην δεύγνο δηεπζύλζεσλ IP-ζε-MAC ζηνλ ARP πίλαθά ηνπ κέρξη ε πιεξνθνξία λα παιηώζεη (times out) soft state: πιεξνθνξία πνπ ιήγεη (θεύγεη) αλ δελ αλαλεσζεί Σν ARP είλαη plug-and-play : νη θόκβνη δεκηνπξγνύλ ηνπο ARP πίλαθέο ηνπο ρσξίο ηελ παξέκβαζε ηνπ δηαρεηξηζηή ηνπ δηθηύνπ MAC Layer- 63

62 Μηα άιιε αληηζηνηρία κεηαμύ Δπηπέδνπ Γηθηύνπ & MAC Σν DNS είλαη αληίζηνηρν κε ην ARP Σν DNS επηιύεη νλόκαηα θόκβωλ (hostnames) ζε IP δηεπζύλζεηο κσο, ην DNS επηιύεη νλόκαηα θόκβσλ γηα θόκβνπο νπνπδήπνηε ζην Internet ελώ ην ARP επηιύεη IP δηεπζύλζεηο κόλν γηα θόκβνπο ζην ίδην LAN MAC Layer- 64

63 MAC Γηεπζύλζεηο Ή LAN ή θπζηθέο ή Ethernet δηεπζύλζεηο (άιια νλόκαηα κε ηα νπνία ζα ηηο ζπλαληήζεηε) ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα βάδεη πιαίζηα από έλα interface ζε έλα άιιν interface θπζηθά ζπλεδεκέλν (ίδην δίθηπν) 48-bit MAC δηεύζπλζε (γηα ηα πεξηζζόηεξα LANs) ηνπνζεηεκελε κέζα ζηε ROM ηνπ adapter 32-bit IP δηεύζπλζε: δηεύζπλζε επηπέδνπ δηθηύνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα βάδεη δεδνκελνγξάκκαηα ζην IP ππνδίθηπν ηνπ πξννξηζκνύ MAC Layer- 65

64 Γηαηί θάπνηα επίπεδα έρνπλ ηελ δηθηά ηνπο δηεύζπλζε? Ολόκαηα θόκβωλ γηα ην επίπεδν εθαξκνγήο IP δηεπζύλζεηο γηα ην επίπεδν δηθηύνπ MAC δηεπζύλζεηο γηα ην MAC επίπεδν Αλ δηεπζύλζεηο επηπέδνπ δηθηύνπ ρξεζηκνπνηόληνπζαλ από adapters ε δηεύζπλζε επηπέδνπ δηθηύνπ ζα έπξεπε λα απνζεθεπζεί ζηελ RAM ηνπ adapter Ξαλαξπζκίδνληαη θάζε θνξά πνπ ε ζπζθεπή κεηαθηλείηαη Οη adapters δελ ζα ππνζηήξηδαλ εύθνια δηαθνξεηηθά πξσηόθνιια επηπέδνπ δηθηύνπ Αλ δελ ππήξρε θακία δηεύζπλζε ζηνπο adapters & έπξεπε ν θαζέλαο λα ζηείιεη ηα δεδνκέλα ζηνλ παηξηθό θόκβν Πεξηηηέο δηαθνπέο (interruptions) γηα θάζε πιαίζην MAC Layer- 66

65 Σνπνινγία Αζηεξηνύ (Star topology) Ζ ηνπνινγία ηνπ Γηαύινπ (Bus topology) ήηαλ δεκνθηιήο ζηα κέζα ησλ 90s Σώξα ε ηνπνινγία Αζηεξηνύ (Star topology) θπξηαξρεί Δπηινγέο ζύλδεζεο: hub ή switch hub or switch MAC Layer- 67

66 Hubs Απινύζηεξνο ηξόπνο λα ζπλδέζνπκε LANs Άκεζε, ζεκείν-ζε-ζεκείν ζύλδεζε 2 δεύγε ζοκεζηναμμέκμο δεύγμοξ πάιθηκμο θαιωδίμο hub Έλα hub έρεη πνιιέο δεύμεηο Κάζε δεύμε αληηζηνηρεί ζε κία δηεπαθή ζην hub Σν hub είλαη κηα ζπζθεπή θπζηθνύ επηπέδνπ MAC Layer- 68

67 Hubs Σα Hubs είλαη ζπζθεπέο θπζηθνύ επηπέδνπ: ρεηξίδνληαη bits θαη όρη frames Δίλαη repeaters: ηαλ έλα bit έξρεηαη από κία δεύμε, ην hub ην εθπέκπεη ζε όιεο ηηο δεύμεηο Παξέρνπλ θαη πξόζζεηε ιεηηνπξγηθόηεηα δηαρείξηζεο δηθηύνπ Λακβάλεη bits από κία δεύμε θαη απιά εθπέκπεη απηά ηα bits πξνο όιεο ηηο άιιεο δεύμεηο ηνλ ίδην ξπζκό ρσξίο buffering ησλ πιαηζίσλ Φσξίο CSMA/CD ζην hub (ηα bits ηα πξνσζεί δίρσο λα αθνύζεη ην θαλάιη) νη adapters εληνπίδνπλ ζπγθξνύζεηο MAC Layer- 69

68 Γηαζύλδεζε κε hubs Κάζε ηκήκα ελόο LAN απνηειείηαη από ππνινγηζηέο ππεξεζίαο, πνπ ζπλδένληαη κε έλα hub. Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ηνπ LAN ζπλδένληαη κεηαμύ ηνπο θαη απηά κε έλα hub(backbone hub)(ζρεδίαζε hub πνιιαπιώλ βαζκίδσλ) Δπεθηείλεη ηελ κέγηζηε απόζηαζε κεηαμύ θόκβσλ Αιιά μερσξηζηνί ηκεκαηηθνί ηνκείο ζπγθξνύζεσλ (collision domains) γίλνληαη έλαο κεγάινο ηνκέαο ζπγθξνύζεσλ Δάλ δύν ή πεξηζζόηεξνη θόκβνη από ηα παξαθάησ LAN ηκήκαηα κεηαδώζνπλ Multi-tier design ηαπηόρξνλα, ζα έρνπκε ζύγθξνπζε!!!! backbone hub one tier LAN segment hub hub hub MAC Layer- 70

69 Γηαζύλδεζε κε hubs (πιενλεθηήκαηα) Δπεθηείλεη ην LAN Πξνζθέξεη επγεληθή ππνβάζκηζε (graceful degradation): Δάλ έλα LAN ηκήκα (πνπ έρεη έλα hub) δελ δνπιεύεη ζσζηά, ην backbone hub ζα ην αληρλεύζεη & ζα απνζπλδέζεη ην hub απηό από ην ππόινηπν LAN. Σα άιια hubs πνπ είλαη ζπλδεκέλα κε απηό ην backbone hub ζπλερίδνπλ νκαιά ηε ιεηηνπξγία ηνπο Example Campus-wide LAN Backbone hub hub hub hub departamental MAC Layer- 71

70 Γηαζύλδεζε κε hubs (κεηνλεθηήκαηα) Οη ζπγθξνύζεηο ζε έλα LAN ηκήκα(segment) ζα επεξεάζνπλ ηελ απόδνζε ησλ άιισλ LAN ηκεκάησλ ( segments) πνπ είλαη ζπλδεκέλα κε ην ίδην backbone hub Μέγηζην ζπλνιηθό throughput 30Mbps Μέγηζην ζπλνιηθό throughput 10Mbps Backbone hub hub hub h u b hub hub hub εάλ ην θαζέλα LAN segment είλαη 10Mbps MAC Layer- 72

71 Γηαζύλδεζε κε hubs (κεηνλεθηήκαηα) Σν θάζε LAN segment πξέπεη λα είλαη ηεο ίδηαο ηερλνινγίαο & ξπζκνύ κε ηα άιια hubs γηα λα κπνξνύλ λα ζπλδεζνύλ ζε έλα backbone hub π.ρ. 10BaseΣ θαη 100BaseT(δηαθνξεηηθέο ηερλνινγίεο) H θάζε Ethernet ηερλνινγία (πρ 10Base2, 10BaseT, 100BaseT) πεξηνξίδεη ηα παξαθάησ: Mέγηζην αξηζκό θόκβσλ ζε έλα collision domain Μέγηζηε απόζηαζε δύν θόκβσλ ζε έλα collision domain Μέγηζην αξηζκό tiers ζε έλα multi-tier design =>Πεξηνξηζκόο ζηνλ ζπλνιηθό αξηζκό ππνινγηζηώλ ππεξεζίαο, πνπ ζπλδένληαη ζε έλα LAN πνιιαπιώλ βαζκίδσλ θαη γεσγξαθηθήο εκβέιεηαο ηνπ LAN πνιιαπιώλ βαζκίδσλ MAC Layer- 73

72 Bridges (or layer-2 switches) Layer-2 (MAC επηπέδνπ) ζπζθεπέο Tν bridge: Δμεηάδεη ηελ MAC δηεύζπλζε πξννξηζκνύ ηνπ πιαηζίνπ, θαη Πξνζπαζεί λα πξνσζήζεη ην πιαίζην ζηε δεύμε πνπ νδεγεί ζηνλ πξννξηζκό Όρη ζε όιεο ηηο δεύμεηο (όπσο ην hub) Δπηηξέπεη δηαηκεκαηηθή επηθνηλσλία δηαηεξώληαο απνκνλωκέλνπο ηνκείο ζπγθξνύζεωλ (isolated collision domains) γηα θάζε ηκήκα Μπνξεί λα δηαζπλδέεη δηαθνξεηηθέο LAN ηερλνινγίεο, πεξηιακβάλνληαο ην 10Mbps, 100Mbps Ethernet Καλέλα όξην ζην πόζν κεγάιν έλα LAN κπνξεί λα είλαη, όηαλ ηα bridges ρξεζηκνπνηνύληαη γηα λα δηαζπλδένπλ LAN ηκήκαηα είλαη δπλαηό λα ρηηζηεί έλα LAN πνπ γεθπξώλεη όιε ηελ Γε ρξεζηκνπνηώληαο bridges (ζεσξεηηθά) MAC Layer- 74

73 Bridge 10BaseT hub bridge hub Tα bridges εθαξκόδνπλ CSMA/CD εάλ αθνύζνπλ transmission δελ κεηαδίδνπλ Δπίζεο κπαίλνπλ ζε Γύν ζεκαληηθέο ιεηηνπξγίεο: Filtering Πξνζδηνξίδεη αλ έλα πιαίζην πξέπεη λα πξνωζεζεί ζε έλα άιιν interface ή απιά λα απνξξηθζεί Forwarding Πξνζδηνξίδεη ηα interface(s) ζηα νπνία έλα πιαίζην πξέπεη λα θαηεπζπλζεί θαη θαηεπζύλεη απηό ην πιαίζην ζε απηό ην interface Γηα ηηο ιεηηνπξγίεο Filtering θαη Forwarding νη γέθπξεο ρξεζηκνπνηνύλ ηε δηεύζπλζε πξννξηζκνύ LAN (MAC Layer Address) hub exponential backoff όηαλ δηαπηζηώζνπλ ζύγθξνπζε ελώ κεηαδίδνπλ MAC Layer- 75

74 Bridge Σν θηιηξάξηζκα(filtering) θαη ε πξνώζεζε(forwarding) γίλνληαη κε έλα πίλαθα γέθπξαο. Πεξηέρεη θαηαρσξήζεηο γηα: address(δηεύζπλζε LAN) interface(δηαζύλδεζε γέθπξαο πνπ νδεγεί ζηνλ θόκβν) Ώξα(ρξόλνο πνπ ε θαηαρώξεζε γηα ηνλ θόκβν ηνπνζεηήζεθε ζηνλ πίλαθα) bridge address A B EG interface BaseT hub hub hub A B E G MAC Layer- 76

75 Ζ ηδηόηεηα ηνπ self-learning ησλ bridges Κάζε πίλαθαο γέθπξαο θαηαζθεπάδεηαη απηόκαηα, δπλακηθά θαη απηόλνκα, ρσξίο θακία επέκβαζε από ηνλ network administrator ή από έλα πξσηόθνιιν παξακεηξνπνίεζεο!!! Ο πίλαθαο γέθπξαο είλαη αξρηθά θελόο ηαλ έλα πιαίζην θαηαθζάλεη ζε κία από ηηο δηαζπλδέζεηο θαη ε δηεύζπλζε πξννξηζκνύ ηνπ πιαηζίνπ δε βξίζθεηαη ζηνλ πίλαθα, ηόηε ε γέθπξα πξνσζεί αληίγξαθα ηνπ πιαηζίνπ ζηνπο output buffers, πνπ πξνεγνύληαη όισλ ησλ άιισλ δηαζπλδέζεσλ. ε θάζε κία από απηέο ηηο άιιεο δηαζπλδέζεηο, ην πιαίζην κεηαδίδεηαη κέζα ζην LAN ηκήκα ρξεζηκνπνηώληαο CSMA/CD Γηα θάζε πιαίζην πνπ ιακβάλεηαη, ε γέθπξα απνζεθεύεη ζηνλ πίλαθα ηεο ηε δηεύζπλζε LAN (1) ηελ source address ηνπ πιαηζίνπ, (2) ηελ δηαζύλδεζε από ηελ νπνία θηάλεη ην πιαίζην, (3) ηελ ηξέρνπζα ώξα. Με απηό ηνλ ηξόπν, ε γέθπξα θαηαγξάθεη ζηνλ πίλαθα ηεο ην LAN ηκήκα, ζην νπνίν ν sending (apostoleas) θόκβνο βξίζθεηαη. Δάλ θάζε θόκβνο ζην LAN ζηείιεη έλα πιαίζην, ηόηε θάζε θόκβνο ζα έρεη θαηαγξαθεί ζηνλ πίλαθα. MAC Layer- 77

76 Ζ ηδηόηεηα ηνπ self-learning ησλ bridges(con td) ηαλ έλα πιαίζην θηάλεη ζηηο δηαζπλδέζεηο θαη ε δηεύζπλζε πξννξηζκνύ ηνπ πιαηζίνπ είλαη ζηνλ πίλαθα, ηόηε ε γέθπξα πξνσζεί ην πιαίζην ζηελ θαηάιιειε δηαζύλδεζε. Ζ γέθπξα δηαγξάθεη κία δηεύζπλζε από ηνλ πίλαθα αλ δελ έρεη ιεθζεί θαλέλα πιαίζην κε αύηε ηε δηεύζπλζε ζαλ δηεύζπλζε πξνέιεπζεο κεηά από θάπνην ρξνληθό δηάζηεκα (aging time) MAC Layer- 78

77 Σν θαιππηόκελν δέληξν ησλ bridges Γηα ηελ απνθπγή ησλ θπθιηθώλ δηαδξνκώλ θαη ηνπ πνιιαπιαζηαζκνύ ηωλ πιαηζίωλ: νη γέθπξεο ρξεζηκνπνηνύλ έλα πξσηόθνιιν θαιππηόκελνπ δέληξνπ (spanning tree protocol) ην spanning tree protocol: νη γέθπξεο επηθνηλσλνύλ κεηαμύ ηνπο κέζσ ησλ LANs γηα λα θαζνξίζνπλ έλα θαιππηόκελν δέληξν (spanning tree), δειαδή έλα ππνζύλνιν ηεο αξρηθήο ηνπνινγίαο ρωξίο loops Μεηά πνπ νη γέθπξεο θαζνξίζνπλ έλα θαιππηόκελν δέληξν: νη γέθπξεο απνζπλδένπλ εηθνληθά ηηο θαηάιιειεο δηαζπλδέζεηο γηα λα δεκηνπξγήζνπλ ην θαιππηόκελν δέληξν από ηελ αξρηθή ηνπνινγία. Δάλ αξγόηεξα, κία από ηηο δεύμεηο ζην θαιππηόκελν δέληξν απνηύρεη: νη γέθπξεο κπνξνύλ απηόκαηα λα επαλαζπλδέζνπλ ηηο δηαζπλδέζεηο, λα ηξέμνπλ ηνλ αιγόξηζκν ηνπ θαιππηόκελνπ δέληξνπ μαλά, θαη λα θαζνξίζνπλ έλα λέν ζύλνιν δηαζπλδέζεσλ, πνπ πξέπεη λα απνζπλδεζνύλ εηθνληθά MAC Layer- 79

78 Switches In general: When a packet arrives at a switch: It really arrives on an inbound link, and leaves the switch on an outbound link Store-and-forward: The packet is first gathered & stored in its entirety before the switch begins to transmit it on the outbound link In the case that the output buffer becomes empty before the whole packet has arrived to the switch, this gathering generates a store-and-forward delay at the switch Cut-through: If the buffer becomes empty before the entire packet has arrived, the switch can start to transmit the front of the packet while the back of the packet continues to arrive. Before transmitting the packet on the outbound link, the portion of the packet that contains the destination address must first arrive MAC Layer- 80

79 Switches: απνθιεηζηηθή πξόζβαζε Σν switch έρεη πνιιά interfaces Οη θόκβνη έρνπλ άκεζε ζύλδεζε ζην switch Full duplex C πνπ ζεκαίλεη όηη κπνξεί ηαπηόρξνλα λα ζηείιεη & λα ιάβεη ζην ίδην network interface Χωξίο ζπγθξνύζεηο switch A B Switching: A-ζην-A θαη B-ζην-B ηαπηόρξνλα ρσξίο ζπγθξνύζεηο C Τα switches έρνπλ πνιύ πεξηζζόηεξα network interfaces από όηη ηα bridges (π.ρ., 12 vs. 2-4)!!!! (δηαθνξά από ηα bridges!) B A Switches operate in full-duplex mode unlike bridges! Παξαηεξείζηε ηε δηαθνξά κε ηηο shared LAN ζπλδέζεηο!!!! MAC Layer- 81

80 Switches: απνθιεηζηηθή πξόζβαζε C Έλα δεπγάξη από twisted pair cooper wire (πρ 10BaseT, 100BaseT) Σν έλα θαιώδην γηα ηηο κεηαδόζεηο από ηνλ πνκπό Α πξνο ην switch & ην άιιν θαιώδην γηα ηηο κεηαδόζεηο απν ην switch ζην Α A Γελ ππάξρεη ινηπόλ πηζαλόηεηα ζύγθξνπζεο Δπίζεο ηα switches έρνπλ store-and-forward policy: B κεηαδίδνπλ κόλν έλα frame θάζε θνξά Σα downstream & upstream connections ιεηηνπξγνύλ ζαλ direct point-to-point switch Γελ ρξεηάδεηαη ινηπόλ collision detection & carrier sensing!!!! (πξνζέμηε C απηή ηε δηαθνξά από ηα shared LANs) B A Σα bridges & switches είλαη store-and-forward, ζε αληίζεζε κε ηα hubs MAC Layer- 82

81 Παξάδεηγκα Τπνζέζηε όηη: Ο host A κπνξεί λα ζηείιεη έλα αξρείν ζηνλ A ελώ ν B ζηέιλεη έλα αξρείν ζην B & ν C ζηέιλεη έλα αξρείν ζην C Δάλ ν θάζε host έρεη κία 10Mbps adapter card, ηόηε ην ζπλνιηθό throughput θαηά ηελ δηάξθεηα ησλ ηξηώλ απηώλ ηαπηόρξνλσλ κεηαθνξώλ αξρείσλ είλαη 30Mbps A C B switch C B A MAC Layer- 83

82 Institutional δίθηπν Πνμξ ελωηενηθό δίθηομ router mail server web server switch IP subnet hub hub hub MAC layer

83 Παξάδεηγκα Switch Τπνζέζηε όηη ν D απαληάεη πίζσ κε έλα πιαίζην ζηνλ C A switch hub hub hub address I A B E G C interface B C D E F G H ην Switch ιακβάλεη ην πιαίζην από ηνλ D ζεκεηώλεη ζην πίλαθα ηνπ bridge όηη ν D είλαη ζην interface 2 επεηδή ν C είλαη ζηνλ πίλαθα, ην switch πξνσζεί ην πιαίζην κόλν ζην interface 1 ην πιαίζην ιακβάλεηαη από ηνλ C MAC Layer- 85

84 Γξνκνινγώληαο ζε έλα άιιν LAN παξάδεηγκα: ζηέιλεηαη δεδνκελόγξακκα από ηνλ Α ζηνλ Β κέζσ ηνπ R ππνζέζηε όηη ν A μέξεη ηελ IP δηεύζπλζε ηνπ B A R Γύν ARP πίλαθεο ζηνλ δξνκνινγεηή, o έλαο γηα θάζε IP δίθηπν (LAN) ην routing table ζηε πεγή, βξεο ηνλ δξνκνινγεηή ην ARP table ζηε πεγή, βξεο ηελ MAC δηεύζπλζε E6-E BB-4B MAC Layer- 86 B

85 Έλαο δξνκνινγεηήο έρεη πνιιέο IP δηεπζύλζεηο θαη interfaces. Κάζε interface έρεη κία IP δηεύζπλζε θαη έλα ARP θνκκάηη!!! 1. A creates datagram with source A, destination B 2. A uses ARP to get R s MAC address for A creates link-layer frame with R's MAC address as destination, frame contains A- to-b IP datagram 4. A s adapter sends frame 5. R s adapter receives frame 6. R removes IP datagram from Ethernet frame, sees its destined to B 7. R uses ARP to get B s MAC address 8. R creates frame containing A-to-B IP datagram sends to B A R B MAC Layer- 87