• Datový spoj (Data Link) – organizovaný komunikační ... - eAMOS
• Datový spoj (Data Link) – organizovaný komunikační ... - eAMOS
• Datový spoj (Data Link) – organizovaný komunikační ... - eAMOS
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> <strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong> (<strong>Data</strong> <strong>Link</strong>) <strong>–</strong> <strong>organizovaný</strong> <strong>komunikační</strong><br />
kanál<br />
<strong>–</strong> Datové jednotky <strong>–</strong> rámce (frames) <strong>–</strong> indikátory<br />
začátku a konce signálu, režijní informace<br />
(identifikátor zdroje a cíle, řídící informace,<br />
informace o stavu <strong>spoj</strong>e, kontrola bitové<br />
správnosti- FCS …), vlastní data (která dodal<br />
agent)<br />
<strong>–</strong> Formát rámce (včetně specifikace minimální a<br />
maximální délky) je určen příslušným přenosovým<br />
protokolem<br />
1
<strong>•</strong> Formát obecného rámce<br />
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
Flag<br />
Adresa<br />
Řízení<br />
<strong>Data</strong><br />
FCS<br />
Flag<br />
záhlaví<br />
zápatí<br />
značky začátku a konce rámce<br />
není u rámců s<br />
pevnou délkou<br />
2
<strong>–</strong> Typy rámců<br />
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> Rámce s pevnou délkou<br />
<strong>•</strong> Rámce s proměnlivou délkou<br />
<strong>•</strong> Datové proudy (streams)<br />
<strong>–</strong> Musí být zajištěno oddělení režijních informací od dat<br />
<strong>–</strong> Řízení datového <strong>spoj</strong>e zahrnuje:<br />
<strong>•</strong> Synchronizaci rámců<br />
<strong>•</strong> Řízení toku rámců<br />
<strong>•</strong> Kontrola bitové správnosti<br />
3
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> Synchronizace rámců<br />
<strong>–</strong> Asynchronní přenos <strong>–</strong> znakově orientovaný <strong>–</strong><br />
start/stop bit ohraničuje každý „znak“ (tj. 7/8<br />
bitů), definice minimální vzdálenosti mezi znaky<br />
……. velká přenosová režie<br />
<strong>–</strong> Synchronní přenos <strong>–</strong> bitově orientovaný,<br />
libovolná sekvence bitů <strong>–</strong> začátek sekvence je<br />
dohodnutý bitový vzorek (preamble), konec<br />
může být ohraničen (postamble) ……menší<br />
přenosová režie<br />
4
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> Kontrola bitové správnosti <strong>–</strong> detekce bitových chyb<br />
<strong>–</strong> Určeno protokolem<br />
<strong>–</strong> Paritní kontrola <strong>–</strong> paritní bit, sudá/lichá parita,<br />
příčná (pro každý znak zvlášť) / podélná (pro<br />
všechny bity zprávy nebo její části) <strong>–</strong><br />
<strong>–</strong> Cyklická redundantní kontrola CRC <strong>–</strong><br />
prostřednictvím dohodnutého algoritmu (mod2,<br />
polynomický CRC) se vypočítá kontrolní<br />
sekvence rámce FCS (Frame Control Sequence)<br />
a vloží se do rámce, cílový systém provede tentýž<br />
výpočet a výsledek srovná s přijatým FCS<br />
5
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> Řízení toku rámců a bitové správnosti<br />
<strong>–</strong> Zabránění zahlcení přijímacího systému, omezení<br />
kolizí (jamming) v <strong>komunikační</strong>m kanále<br />
<strong>–</strong> Zajištění opravného vyslání nekorektně přijatých<br />
rámců<br />
<strong>•</strong> Techniky pro <strong>komunikační</strong> kanály s<br />
násobným přístupem <strong>–</strong> typicky LAN<br />
<strong>•</strong> Deterministické <strong>–</strong> TokenRing<br />
<strong>•</strong> Nedeterministické (stochastické) <strong>–</strong> CSMA/CD<br />
(Carrier Sense Multiply Access/Collision<br />
Detection)<br />
6
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> Token Ring<br />
token <strong>–</strong> režijní zpráva<br />
<strong>–</strong> oprávnění k přenosu<br />
směr přenosu<br />
<strong>•</strong> CSMA/CD<br />
možné kolize<br />
7
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> CSMA/CD (pokračování) <strong>–</strong> zabrání kolizím na<br />
sběrnici<br />
<strong>–</strong> Před zahájením vysílání zjistit, zda je kanál volný, v<br />
případě, že není, počkat určitou dobu a pokus o<br />
vysílání zopakovat<br />
<strong>–</strong> Náslech současně s vysíláním (po celou dobu<br />
vysílání).<br />
<strong>–</strong> V případě, že byly detekovány kolize, vlastní<br />
vysílání okamžitě zastavit a vyslat do sběrnice<br />
informaci o detekci kolize <strong>–</strong> všechny stanice pak<br />
„zahodí“ dosud přijatá data znehodnocená kolizí<br />
8
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>–</strong> Techniky pro dvoubodové <strong>komunikační</strong> kanály <strong>–</strong><br />
typicky WAN<br />
<strong>•</strong> Řízení toku <strong>–</strong> techniky Stop-and-Wait a Sliding<br />
Window<br />
<strong>•</strong> Řízení bitové správnosti (ztráta rámce, porušení<br />
rámce) <strong>–</strong> techniky s využitím:<br />
<strong>–</strong> pozitivního/negativního potvrzení<br />
(ACK/NACK)<br />
<strong>–</strong> opakovaní vyslání rámce po neobdržení<br />
potvrzení (ARQ <strong>–</strong> Automatic Repeat Request)<br />
9
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> Příklady technik pro řízení datových <strong>spoj</strong>ů<br />
<strong>–</strong> Význam použitých zkratek:<br />
<strong>•</strong> F X <strong>–</strong> rámec č.X<br />
<strong>•</strong> ACK <strong>–</strong> potvrzení (Acknowledgement)<br />
<strong>•</strong> NACK <strong>–</strong> negativní potvrzení<br />
<strong>•</strong> RR X <strong>–</strong> připravenost k přijetí rámce č. X<br />
(Ready-to-Receive)<br />
<strong>•</strong> REJ X <strong>–</strong> odmítnutí rámce č. X (Reject)<br />
10
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> Zvýšení využitelnosti <strong>spoj</strong>e <strong>–</strong> multiplexing<br />
1<br />
2<br />
3<br />
1<br />
2<br />
n<br />
n<br />
jeden fyzický <strong>spoj</strong> je využit n přenosovými kanály<br />
<strong>•</strong> Techniky zvýšení využitelnosti <strong>komunikační</strong>ho<br />
kanálu <strong>–</strong> FDM, TDM<br />
11
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>–</strong> Frekvenční <strong>–</strong> FDM (Frequency <strong>–</strong> Division<br />
Multiplexing)<br />
frekvenční kanály<br />
čas<br />
frekvence<br />
12
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> Multiplexing na dvoubodových <strong>spoj</strong>ích:<br />
<strong>–</strong> Časový <strong>–</strong> TDM (Time - Division Multiplexing)<br />
časové sloty (time slots)<br />
čas<br />
čas<br />
frekvence<br />
frekvence<br />
13
Počítačové sítě<br />
<strong>Datový</strong> <strong>spoj</strong><br />
<strong>•</strong> Časový multiplexing <strong>–</strong> rámce z více zdrojů jsou<br />
vysílány ve stanovených časových úsecích <strong>–</strong><br />
„time slots“<br />
<strong>•</strong> Synchronní TDM <strong>–</strong> pro každý zdroj je pevně<br />
stanovený time slot <strong>–</strong> nižší využitelnost kapacity<br />
<strong>spoj</strong>e, ale jednodušší implementace<br />
<strong>•</strong> Asynchronní TDM (statistické, inteligentní) <strong>–</strong><br />
dynamická alokace time slots (na vyžádání<br />
zdroje) <strong>–</strong> vyšší využitelnost kapacity <strong>spoj</strong>e,<br />
náročnější implementace (STDM)<br />
14
A<br />
B<br />
C<br />
STDM<br />
D<br />
t1 t2 t3 t4 t5<br />
A1 B1 B2 C2 A4 C4<br />
A5<br />
D5<br />
Záhlaví obsahuje<br />
identifikátor<br />
zdroje a pořadí<br />
cykly<br />
prázdné<br />
time slots<br />
TDM<br />
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2<br />
15
Change language