Počítačové sítě Implementace RM OSI
description
Transcript of Počítačové sítě Implementace RM OSI
Počítačové sítěImplementace RM OSI
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 1
Počítačové sítěProtokoly, architektura
Otevřené systémy • „Otevřené“ pro další standardizaci• Definují širší kategorie funkcí pro každou funkční úroveň• Nedefinují způsob implementace funkcí (jsou technologicky
neutrální)Pojmy:• Logická síť– zpravidla implementovaná na jednom datovém
sdíleném spoji nebo na skupině přepínaných datových spojů• Síťový uzel – jednoznačně identifikovaný v určité síti• Síťová adresa (logická) identifikátor sítě
identifikátor uzlu
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 2
Počítačové sítě Protokoly, architektura
• Síťová adresa (vrstva síťová) – logická adresa (konfigurovaná)
• Adresa MAC – Media Access Control (vrstva datového spoje) – adresa síťového rozhraní (fyzická - HW)
• Směrování – určení přenosové cesty pro paket (protokolové jednotky síťové vrstvy) mezi směrovacími zařízeními a koncovými uzly na základě logické síťové adresy cílového uzlu
• Distribuční (přenosové) technologie – zajišťují distribuci rámců (signálu) mezi propojovacími zařízeními a koncovými uzly na základě adresy fyzického rozhraní
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 3
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• Adresa MAC – adresa fyzického síťového rozhraní• 48 bitů – vyjádření obvykle v šestnáctkovém tvaru (např.
02:60:60:EE:54:01) • Bit s nejnižší váhou 1.oktetu MAC adresy (X) – MAC individuální adresu (X=0)– MAC skupinovou adresu (X=1) – MAC multicast
• MAC broadcast adresa FF:FF:FF:FF:FF:FF – adresa všech síťových rozhraní na spoji
• MAC nulová adresa 00:00:00:00:00:00 – rezervována pro cílové adresy zkušebních a prázdných rámců
• První polovina MAC adresy (3 oktety) je pevně přidělena výrobci – kód výrobce – OUI (Organization Unique Identifier) – např. 3COM – 08:00:02, Sun – 08:00:20
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 4
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• Různé síťové architektury používají stejné přenosové technologie (např. technologii IEEE 802.3 používají architektury TCP/IP, NetWare, AppleTalk…) – hybridní sítě – multiprotokolové směrovače, přepínače
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 5
IEEE 802.3
TCP/IP NetWare AppleTalk
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• Jedna síťová architektura může využívat různé přenosové technologie pro distribuční služby (TCP/IP využívá IEEE 802.3, IEEE 802.11, SONET…)
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 6
TCP/IP
IEEE 802.3 IEEE 802.11 SONET
Počítačové sítěVrstva datových spojů
Techniky přenosů• Přepínání spojů – komutovaný spojení (dial-up)• Přepínání paketů– Virtuální spoje – vytvoření virtuálního přenosového
kanálu (na fyzické infrastruktuře) – umožní spojovanou potvrzovanou službu – virtuální full-duplex – zajištění spolehlivého přenosu s QoS – Quality of Service (obvyklé u vysokorychlostních spojů)
– Datagramová služba – reálná přenosová cesta není předem známá, každý paket (datagram) je označen cílovou adresou, nezajištěna sekvenčnost a potvrzování správnosti příjmu – sestavení zprávy ze segmentů v cílovém uzlu
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 7
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• Směrování – Probíhá na 3. vrstvě RM OSI – Síťové pakety (datagramy) jsou na směrovačích přepínány
mezi sítěmi– Směrovače (routery) mají minimálně 2 síťová rozhraní – HW routery– PC routery
• Přepínání – Probíhá na 2. vrstvě RM OSI – Pakety spojové vrstvy (rámce ) jsou na přepínačích
přepínány mezi fyzickými porty podle cílové MAC adresy
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 8
Počítačové sítěVrstva datových spojů
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 9
N1
N2
R1 R2
N4 N5
AB
C
Přenosové technologie A, B, C
N3
Princip přepínání paketů a směrování
N2
N1
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů10
A PDU DATA
A CB
DATA
B PDU DATA C PDU DATA
Počítačové sítěVrstva datových spojů
DATA
Rámec technologie A Rámec technologie B Rámec technologie C
N3
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• Protokoly WAN (point-to-point) pro služby vrstvy datového spoje:– Služba spojovaná – řízený přenos rámců– Služba nespojovaná – jednosměrné předání rámců
• Protokol HDLC• Sada protokolů LAP• Protokol PPP• Specifikace ATM – ATM rámec („cell“ – buňka)• Frame Relay• ISDN
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 11
Počítačové sítěVrstva datových spojů
Protokoly LAN vrstvy datových spojů (násobný přístup k přenosovému médiu) :
• Implementace všesměrového vysílání (broadcasting)• Implementace promiskuitního režimu (příjem všech
vysílaných rámců)• Multiplexing – služby protokolů vrstvy datových spojů
sdílí více uživatelů (entit síťové vrstvy) různých architektur– Adresová filtrace – příjem pouze určitých rámců– Protokolová filtrace – příjem pouze těch rámců,
které obsahují PDU určitých protokolů síťové vrstvy• Podpora skupinového vysílání – MAC multicasting
(implementace skupinové MAC adresy)
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 12
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• Protocol HDLC (High-Level Data Link Control) – normalizovaný protokol ISO – základ dalších protokolů („příbuzné protokoly“ používají obdobný formát rámce)
• HDLC definuje pro spoje half-duplex a full-duplex• 3 typy komunikujících stanic– primární – řídící stanice (master) – vysílá rámce
„příkaz“– sekundární – řízená stanice (slave) – vysílá rámce
„odpověď“– kombinovaná – vysílá „příkazy“ i „odpovědi“
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 13
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• 2 typy konfigurace datového spoje – vyvážená konfigurace (dvě kombinované stanice pro přenosy
half-duplex i full-duplex)– nevyvážená konfigurace (jedna primární a jedna nebo více
sekundárních stanic pro přenosy half-duplex i full-duplex)
• 3 režimy přenosu dat – NRM (Normal response mode) – v nevyvážené konfiguraci
pouze primární stanice zahajuje přenos dat– ARM (Asynchronous response mode) – v nevyvážené
konfiguraci přenos dat může zahájit i sekundární stanice– ABM (Asynchronous balanced mode) – vyvážená konfigurace s
kombinovanými stanicemi
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 14
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• 2 typy rámců– číslovaný (obsahuje pořadové číslo rámce)• datový – obsahuje uživatelská data• nedatový – řízení spoje – pole „type“ (3 bity)– 0 – Receive and Ready– 1 – Reject– 2 – Receive Not Ready– 3 – Selective Reject
– nečíslovaný (bez pořadového čísla rámce) – režijní rámec pro navázání a ukončení spojení a nastavení přenosového režimu (neobsahuje uživatelská data)
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 15
• Formát rámce HDLC
Flag – příznak začátku a konce rámce – „01111110“• Další protokoly vrstvy datových spojů – WAN–protokoly LAP–protokol PPP–ATM
Počítačové sítěVrstva datových spojů
Protokol HDLC
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 16
FlagAdresa Řízení DATAFlag
8 b. 8 b. 8 b. proměnlivá délka 16 b. 8 b.
FCS
Počítačové sítěProtokoly LAN a WAN
• Protokoly skupiny LAP (Link Access Protocol)– LAPD – pro řízení spoje (na D-kanálu) v
uživatelském rozhraní sítí ISDN (Integrated Services Digital Network)
– LAPM - pro modemy – podpora procedur pro automatické opravy chyb
– LAPF – pro řízení spoje v uživatelském rozhraní sítí Frame Relay
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 17
Počítačové sítěVrstva datových spojů
Protokol PPP
• Protokol PPP (Point-to-Point Protocol) - normalizovaný protokol je určený– pro dial-up přístup do internetu (modemy)– pro řízení datových spojů mezi směrovači
(vysokorychlostní spoje) • PPP specifikuje 2 úrovně protokolů– pro řízení sítě – NCP (network control protocol)– pro řízení spoje – LCP (link control protocol)
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 18
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• Formát rámce PPP
Pole „protokol“ určuje typ protokolu, jehož PDU je v rámci zapouzdřeno
• NCP – podpora několika síťových architektur
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů
Flag7E
Flag7E
AdresaFF
řízení03
protokol FCSDATA
1 1 1 2 max. 1500 2 1
architektura typ protokolu hodnota pole
TCP/IP IP 0x0021
AppleTalk DDP 0x0029
NetWare IPX 0x0026
Počítačové sítěVrstva datových spojů
Protokol PPP
• LCP - řízení spoje
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 20
LCPLink Control
Protocol
Navázání, dohod o konfiguraci, ukončení
0xC021
PAPPassword
Authentication Protocol
„Slabá“ autentizace klienta (heslo)
0xC023
CHAP Challenge
Authentication Protocol
„Silná“ autentizace klienta na výzvu (šifrovaná)
0xC223
• Protokol ATM (Asynchronous Transfer Mode)• Charakteristika ATM sítí:– vysoké přenosové rychlosti 155 – 622 Mbps (full-duplex režim,
komunikace se spojením)– garance kvality služeb (pro různé typy přenášených informací)– přenos datových buněk konstantní délky 53B– virtuální adresace (virtuální cesty s virtuálními kanály)
• Formát rámce
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů215 Bytů 48 Bytů
4Generic Flow
ControlGFC
8Virtual Path
IdentifierVPI
16Virtual Channel
IdentifierVCI
384DATA
8Header Error
ControlHEC
4řídící bity
Počítačové sítěVrstva datových spojů
Počítačové sítěVrstva datových spojů
• Architektura ATM
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů 22
podvrstva konvergence – aplik. služby pro vyšší vrstvyAAL (ATM Adaptation Layer) podvrstva sestavování a rozebírání buněk (48 B)
zajišťuje dopravu buněk mezi ATM uzlyPHY (ATM Physical Layer) přímým vysíláním do přenosového média nebo pomocí přenosového systému SONET/SDH
sestavení a směrování rámcůATM Layer multiplexování virtuálních kanálů (VC)
sdružování VC do virtuálních cest (VP)
Vyšší protokoly pro přenos obrazu, přenos zvuku, přenos dat
Počítačové sítě - Vrstva datových spojů23
virtuální kanály
virtuální cesty
VP:VC přepínač
VP přepínač koncový ATM/Ethernet
switch uzel
ATM síťPočítačové sítě
Vrstva datových spojů