|
buivietkhoa1919upg
Moderator
Inregistrat: acum 17 ani
Postari: 11
|
|
Nivelul legatura de date este responsabil cu transmiterea corecta a datelor printr-o legatura fizica existenta,
între doua puncte conectate direct prin aceasta legatura fizica. Nivelul fizic nu poate realiza acest lucru,
deoarece la nivelul fizic nu putem vorbi despre nici un fel de date, ci numai despre biti si mai exact despre
reprezentarea fizica a acestora (niveluri de tensiune, intensitate a luminii etc.).
Tot la nivelul legaturii de date se realizeaza identificarea si adresarea fizica a statiilor, prin intermediul unor
adrese numite adrese fizice sau adrese MAC.
Subnivelurile MAC si LLC
Nivelul legatura de date este împartit în doua subniveluri, cu roluri diferite:
Subnivelul MAC (Media Acces Control) - acest subnivel asigura accesul ordonat si controlat la mediu.
Aceasta înseamna, spre exemplu, ca doua statii nu pot transmite în acelasi timp, iar erorile cauzate de
încercarile de a transmite simultan sunt detectate. Acest subnivel este dependent de tehnologia LAN care este
implementata. De exemplu, în cazul Ethernet-ului, este necesar un mecanism de detectie a coliziunilor, dar în
cazul Token Ring acest lucru nu mai este necesar.
Subnivelul LLC (Logical Link Control) - acest subnivel are scopul de a asigura comunicarea între nivelul
legatura de date si nivelul superior, nivelul retea. Acest subnivel este absolut necesar pentru a "ascunde"
tehnologiile LAN pe care se bazeaza reteaua de la nivelurile superioare. Acest subnivel este deci independent
de tehnologie, adica el ofera nivelurilor superioare functii generice si general-valabile pentru transmisie,
functii ce sunt aceleasi pentru orice variatii ale nivelului fizic si ale subnivelului MAC.
La nivelurile 1 si 2 ale modelului ISO-OSI s-au impus de-a lungul timpului standardele stabilite de IEEE
(Institutul Inginerilor Electicieni si Electronisti). Conform acestora, cele doua niveluri au fost împartite în
doua parti, una dependenta de tehnologie, care de obicei este materializata prin implementare hardware
si una independenta de tehnologie, ce este reprezentata de nivelul LLC.
Problemele principale rezolvate de nivelul legatura de date se refera la:
-oferirea unor functii de comunicare generice catre nivelurile superioare, ascunzând tehnologia pe care se
bazeaza reteaua; acestea sunt asigurate la subnivelul LLC si au scopul de a uniformiza transmisia din punctul
de vedere al nivelului retea si de a face prezenta diferitelor tehnologii de retea transparenta pentru acesta;
-oferirea unei modalitati de identificare fizica a nodurilor care comunica. Acest lucru se realizeaza printr-o schema de adresare fizica bazata pe adrese MAC. În aceasta schema adresa este "plata", adica nu permite o organizare sau grupare logica a adreselor diferitelor calculatoare dintr-o retea. Adresele MAC sunt unice pentru fiecare placa de retea;
-gruparea sirurilor de biti transmise de nivelul fizic în cadre; aceasta este prima forma de interpretare a bitilor, care fara aceasta grupare în cadre sunt lipsiti de semnificatie;
-asigurarea accesului ordonat si controlat la mediu prin subnivelul MAC;
-detectia erorilor de transmisie prin intermediul adaugarii la cadre a unei informatii de control, constituita
dintr-o suma ciclica CRC ce permite identificarea erorilor aparute în transmisia realizata de nivelul fizic.
Este important de retinut ca adresele MAC sunt asignate unic pe fiecare placa de retea si nu pe fiecare
calculator. Astfel, daca unui calculator i se schimba placa de retea, adresa acestuia de MAC se va modifica.
Adresele MAC nu pot fi modificate si vor ramâne aceleasi daca calculatorul este mutat dintr-o retea în alta.
Incapsulare
Încapsulare
O parte importanta în cadrul comunicatiei în retea o constituie procesul de încapsulare ce are loc la nivelul
legatura de date. La acest nivel, fiecarui pachet primit de la nivelul retea îi sunt adaugate un header si un
trailer specifice nivelului legatura de date. În cadrul headerului sunt înscrise, pe lânga alte date, adresele
MAC sursa si destinatie, fara de care reteaua nu ar putea functiona, pentru ca statiile sau dispozitivele de
interconectare nu vor putea identifica la primirea unui cadru daca le este destinat lor sau nu. De asemenea,
în cadrul trailerului este înscrisa si informatia de control CRC care asigura detectia erorilor de transmisie.
Cadrul (frame) este unitatea de date prin care comunica nivelurile legatura de date. Acesta este prima forma
de organizare a sirurilor de biti transmise la nivelul fizic. Transmisia fizica codificata de biti reprezinta un
avans tehnologic imens, dar nu este suficienta pentru a asigura comunicarea. Împartirea în cadre permite
obtinerea de informatii care nu se puteau transmite prin siruri de biti, cum ar fi, de exemplu:
- calculatoare care comunica între ele;
- când începe si când se termina comunicarea între anumite calculatoare individuale;
- tinerea evidentei erorilor care au aparut în comunicare;
- al cui este rândul sa transmita în cadrul comunicatiei.
Privit din perspectiva procesului de încapsulare, transpunerea în cadre este ultima faza a încapsularii, înainte
ca informatia sa fie codificata în biti si transmisa prin mediul de comunicare.
Structura cadrului
Unitatea de date pentru nivelul 2 este cadrul, sau frame-ul, iar procedeul de a încapsula date în acest frame
se numeste framing. Fiecare standard are propria lui structura a cadrului. Vom prezenta în continuare
structura generica a unui cadru de nivel 2, care contine anumite câmpuri compuse din unul sau mai multi octeti.
Aceste câmpuri sunt:
Început de cadru
Adresa
Lungime
Date
FCS
Inceputul de cadru- începerea unui cadru, contine o secventa de semnalizare specifica fiecarei tehnologii în
parte. Adresarea este esentiala pentru a sti cui se adreseaza acel cadru si de la cine provine. Fiecare protocol
are propriul lui tip de adresare; de exemplu, în cazul Ethernet-ului adresarea se realizeaza prin intermediul
adreselor MAC. Anumite tipuri de cadre contin si lungimea cadrului, iar altele contin un câmp special, numit
"Protocol field" sau "Type Field" prin intermediul caruia se specifica protocolul de nivel superior caruia i se
adreseaza. Daca utilizam insa 2 protocoale IP si IPX carora le dam datele continute in cadru, va interveni
Protocol field care specifica carui protocol de nivel 3 i se adreseaza datele.
Ethernet si CSMA/CD
Ethernetul este probabil cea mai raspândita tehnologie de LAN, având numeroase avantaje cum ar fi: usurinta
de instalare si întretinere, capacitatea de a introduce noi tehnologii (de la 10Mbps la 10Gbps), fiabilitatea si
nu în ultimul rând costul relativ scazut de instalare si upgrade.
Ideea originala de la care a plecat aceasta tehnologie a aparut undeva prin anii 1970, când la o universitate
din Hawaii se punea problema accesului mai multor utilizatori la o retea fara ca semnalele lor sa se amestece.
Acel sistem dezvoltat se numea Alohanet si a devenit mai târziu baza unei metode de acces la mediu numita
CSMA/CD, metoda folosita de tehnologia Ethernet.
Primul standard Ethernet a fost publicat în 1980 de un consortiu format din firmele DEC, Intel si Xerox,
consortiu numit DIX. Ethernet-ul functiona atunci pe un suport de cablu coaxial gros, numit thicknet si
atingea viteze de pâna la 10Mbps.
Structura cadrului Ethernet este aproape identica, indiferent de varianta de Ethernet folosita, si contine
urmatoarele câmpuri:
Preambul
Adresa destinatie - 6 octeti
Adresa sursa - 6 octeti
Lungime/Tip (Type field) - 2 octeti
Date - 46 - 1500 octeti
FCS - 4 octeti
Câmpul Lungime/Tip poate fi interpretat în doua feluri: daca valoarea acestuia este mai mica de 1536
(0x600 în hexazecimal) atunci el reprezinta lungimea. Daca este mai mare de 1536, el reprezinta protocolul
de nivel superior folosit.
Câmpul de date trebuie sa fie mai mare de 46 de octeti. Daca cumva datele sunt de lungime mai mica,
atunci i se adauga o "umplutura" numita padding pentru a ajunge la dimensiunea de 46 octeti. Acest câmp
nu are voie sa depaseasca valoarea de MTU - Maximum Transmission Unit - care pentru Ethernet este 1500
octeti, ceea ce înseamna ca un cadru Ethernet nu are voie sa fie mai mic de 64 si mai mare de 1518 octeti .
Câmpul de control FCS este adaugat în cadru pentru a determina daca nu cumva a avut loc o eroare în
cadrul transmisiei.
Tratarea coliziunilor
Retelele Ethernet sunt de tip share-media, deci orice cadru transmis de catre o statie va fi receptionat de
catre toate celelalte statii din reteaua locala. Toate calculatoarele, la receptionarea unui cadru valid, vor
verifica daca adresa MAC înscrisa în cadrul câmpului destinatie din headerul cadrului primit este identica cu
adresa MAC proprie. Daca nu se stabileste ca cele doua adrese sunt identice, cadrul este ignorat si nu va fi
transmis catre nivelul retea.
Prezenta adresei sursa în cadru se explica prin faptul ca orice comunicatie este bidirectionala, în sensul ca
orice cadru transmis are de obicei ca urmare emiterea unui cadru de raspuns.
Protocolul CSMA/CD este cel pe baza caruia functioneaza Ethernetul. Dupa cum se stie, Ethernetul se
bazeaza pe un mediu de tip share-media, deci numai o singura statie poate transmite la un moment dat.
Când o statie doreste sa transmita, ea urmeaza urmatorul procedeu:
Asculta sa vada daca nu cumva mai transmite cineva în acel timp. Daca aude ca mai transmite cineva, statia
asteapta o perioada de timp aleatoare dupa care încearca din nou (adica asculta din nou). Daca nu transmite
nimeni, statia începe sa transmita, însa în acelasi timp si continua sa asculte pentru a fi sigura ca nu s-a mai
apucat nimeni sa transmita. Dupa ce transmisia se termina, statia se întoarce la starea initiala în care asculta.
Se poate însa ca doua statii, urmând acest procedeu, sa constate ca nu mai transmite nimeni, si considerând
mediul liber, sa înceapa transmisia simultan, moment în care cadrele de la doua statii diferite sunt pe acelasi
mediu, ceea ce determina o coliziune. Când statiile "aud" coliziunea, continua sa transmita înca o perioada
foarte scurta de timp (semnalul de jam) pentru a fi sigure ca toate statiile din retea au sesizat acea coliziune.
Dupa ce aceasta coliziune a fost remarcata de toate statiile din retea (din domeniul de coliziune mai exact),
este apelat un algoritm de backoff si transmisia înceteaza. Toate statiile se opresc din transmis pentru o
perioada aleatoare de timp, dupa care reîncearca sa transmita.
|
|
