Bài giảng Mạng máy tính - Chương 3: Kết nối mạng ở lớp 2, tầng liên kết dữ liệu - Nguyễn Trung Dũng

1Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu Tầng liên kết dữ liệu • Chức năng của tầng liêt kết dữ liệu (DLL) • Địa chỉ MAC và tính chất • Phương pháp framing • Điều khiển luồng • Kiểm soát lỗi • Các giao thức của tầng liên kết dữ liêu: HDLC và PPP • Bridge: transparent và sourouting Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu • Chức năng của tầng liên kết dữ liệu
Khả năng truyền khung tin cậy trên đường liên kết vật lý không tin cậy Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Source node Network Layer Data Link Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Destination node Intermediate node Packets Frames Bits 2Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu o Destination address  Single  Group  Broadcast: 1111 o Addresses  Local or global o Global addresses (246 possible)  First 24 bits assigned to vendors (OUI)  Next 24 bits assigned by vendors  CISCO: 00-00-0C  3COM: 02-60-8C
Địa chỉ MAC và tính chất: IEEE 802.3 MAC Frame Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu • Phương pháp Framing
DLL tổ chức bit stream thành các frame
Bắt đầu và kết thúc của frame được xác định: Character count, control character, flag,
Character count o Số ký tự được chỉ ra trong vị trí xác định của header o Bên nhận đếm số ký tự để xác định nơi kết thúc frame o Ví dụ: DDCMP (Digital data comm. message protocol) 3Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
Control character o Mỗi frame bắt đầu và kết thúc với chuỗi ký tự đặc biệt  Ví dụ: bắt đầu với DLE STX (data link escape start of text) và kết thúc với DLE ETX (end of text) o Phần dữ liệu phải là số nguyên lần các ký tự o Character stuffing: chèn DLE trước mỗi ký tự DLE trong dữ liệu, ngăn chặn khả năng xuất hiện các ký tự bắt đầu và kết thúc xuất hiện bên trong frame  Ví dụ: BISYNC  STX: 0x02, ETX: 0x03  DLE: 0x01 (non-printable) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
Flagging o Mỗi frame bắt đầu và kết thúc bằng chuỗi ký tự đặc biệt – flag o Flag byte: 01111110 (0x7E) o Phần dữ liệu của frame có thể chứa số bit bất kỳ o Bit stuffing: chèn bit 0 vào sau mỗi chuỗi 5 bit 1 liên tiếp o Ví dụ: SDLC, HDLC, LAPB 01111110111101011111011110111110001111110 Flag FlagFrame 4Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu • Điều khiển luồng (flow control)
Khái niệm điều khiển luồng o Kích thước bộ đệm đê lưu giữ các frame nhận được bi giới hạn o Tràn bộ đệm có thể xảy ra nếu tốc độ xử lý tại phía thu chậm hơn tốc độ truyền frame o Điều khiển luồng ngăn chặn tràn bộ đệm bằng cách điều khiển tốc độ truyền dẫn từ phía phát (Tx) đến phía thu (Rx) o Các phương pháp phổ biến:  X-ON/X-OFF  Stop and wait  Sliding window Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu Transmitter Receiver X-OFF
X-ON/X-OFF o Rx truyền X-OFF (DC3) nếu bộ đệm đầy o Tx dừng truyền khi nhận được X-OFF o Rx truyền X-ON (DC1) khi bộ đệm được giải phóng o Tx bắt đầu truyền lại khi nhận được X-ON o Có thể sử dụng các frame RR (Receive Ready) và RNR (Receive not Ready) o Nếu số bit trong bộ đệm vượt quá ngưỡng 2tprop·R, X-OFF được gửi tới Tx o Phương pháp: Stop-and-wait, sliding window - N Threshold 5Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu o Stop-and-wait  Tx ngừng truyền frame tiếp theo cho đến khi nhận được ACK từ Rx  Rx truyền frame ACK khi đã sẵn sàng nhận frame tiếp theo  Đơn giản, nhưng không hiệu quả khi trễ đáp ứng đường truyền lớn Data Data ACK ACK Tx Rx tframe tpropT 12a 1 t2t tU frameprop frame + = + =  Utilization: R / L v / d t t a frame prop ==,  Satellite link: tprop = 270 ms, L = 500 byte R = 56 kbps  tframe = 4/56 = 71 ms,  a = tprop / tframe = 270/71 = 3.8,  U = 0.12 = 12% của 56 kbps  Short link: tprop = 5 µs, L = 500 byte R = 10 Mbps  tframe = 4k/10 M = 400 µs,  a = tprop / tframe = 5/400 =0.012  U = 0,98 = 98% của 10 Mbps Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu o Sliding window  Window WS bằng kích thước bộ đệm của bên nhận có thể sử dụng để nhận các frame liên tiếp từ Tx không cần ACK  Có thể tránh hiện tượng tràn bộ đệm của Rx  Phải chọn WS lớn hơn a (delay of bandwidth) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 F0 F1 F2 ACK3 ACK6 F3 F4 F5 F6 System A System B 6Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu     +< + +≥ = + = 2a1 N 2a1 N 2a1N 1 t2t NtU frameprop frame  Utilization: R / L v / d t t a frame prop ==, Data Tx Rx tframe tpropT ACK N frames Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu • Kiểm soát lỗi (error control)
Khái niệm o Lỗi do môi trường truyền dẫn o Quá trình kiểm soát lỗi có 2 chức năng: phát hiện và sửa lỗi o 2 loại lỗi phổ biến: mất frame và lỗi frame
Các phương pháp kiểm soát lỗi o Forward error control: sửa lỗi tại phía Rx (Forward Error Correction) o Backward error control: truyền lại frame (Automatic Repeat Request)  cần backward channel 7Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
Automatic Repeat reQuest (ARQ) o Cơ chế  Phát hiện lỗi  Positive acknowledgement (ACK): frame nhận OK tại Rx  Truyền lại sau timeout  Negative acknowledgement (NACK): truyền lại frame o Các phương pháp ARQ  Stop and Wait ARQ  Continuous ARQ  Go-back-N ARQ  Selective-reject (or repeat) ARQ Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu o Stop and wait ARQ  Tx gửi 1 frame và đợi ACK từ Rx trước khi truyền next frame  Tx phải giữ bản copy của frame đã gửi đến khi nhận đươc ACK  Sử dụng timeout cho các frame hoặc ACK bị mất  Đánh số các frame gửi và nhận để nhận biết khi lặp frame  Ví dụ: sử dụng 1 bit để đánh số frame A B Frame lost A retransmits ACK 0 lost A retransmits Timeout Timeout * * B discards duplicated frame 8Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu o Go-back-N ARQ  Tx có thể truyền liên tiếp các frame  Rx gửi negative acknowledgement (REJ) khi phát hiện lỗi  Tx phải truyền lại tất cả các frame từ frame bi lỗi  Tx phải giữ bản copy của tất cả các frame đã gửi Tx Rx Frame 2, 3, 4 retransmitted * Discarded by Rx Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu o Selective-repeat ARQ  Tx có thể truyền liên tiếp các frame  Rx gửi negative acknowledge (SREJ) khi phát hiện lỗi  Rx lưu lại tất cả các frame OK sau frame bị lỗi  Tx chỉ gửi lại duy nhất frame bị lỗi  Rx phải sắp xếp lại các frame đã lưu sau khi nhận được frame truyền lại Tx Rx Frame 2 retransmitted * Frame 2, 3, 4 released Error Buffered by Rx 9Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu  Performance: Stop-and-wait ARQ  P: xác suất lỗi khung  Nf = số lần truyền khung trung bình freeerror r U N 1U − = ∑ − =−⋅= − P1 1P)(1PiN 1ir  2a1 P1 2a1 1 N 1U r + − = + ⋅= Tx Rx tframe tprop NACK NACK ACK Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu  Performance: Go-back-N ARQ  P: xác suất lỗi khung  Nf = số lần truyền khung trung bình P1 1)P(K1 P)(1P2K)(1P)(1PK)(1P)(11N 2r − −+ = ++−⋅⋅++−⋅⋅++−⋅≈ L  NK:2a1N 2a1K:2a1N =+<• +=+≥•       +< +−+ − = + ⋅ −+ − +≥ + − = −+ − = 2a1N, NP)P2a)(1(1 P)N(1 2a1 N 1)P(K1 P1 2a1N, 2aP1 P1 1)P(K1 P1 U Tx Rx tf tp NACK 0 1 2 3 0 1 2 3 4 10 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu  P: xác suất lỗi khung  Nf = số lần truyền khung trung bình  Performance: Selective-repeat ARQ     +< + − +≥ = 2a1N, 2a1 P)N(1 2a1NP,- U 1 ∑ − =−⋅= − P1 1P)(1PiN 1ir Tx Rx tf tp NACK 0 1 2 3 0 4 5 6 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu • Các giao thức của tầng liên kết dữ liệu
High Level Data Link Control (HDLC) o ISO phát triển từ IBM sychronous DLC (SDLC) o Cơ chế chèn bit (bit-stuffing), data transparency o Hỗ trợ truyền đồng bộ, HDX, FDX, point-to-point o Flow control: X-ON / X-OFF o Error control: Go-back-N, Selective-repeat ARQ
Point to point protocol (PPP) o Tạo kết nối điểm-điểm  Router-router leased line (PPP), dial-up host-router (PPP, SLIP) o Chuẩn chính thức của Internet, làm việc ở tầng liên kết dữ liệu o Làm việc trên dial-up tel line, SONET, ADSL, X25, ISDN, o Chức năng: error detection, IP address negotiation, authentication 11 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
HDLC o Họ giao thức HDLC  SDLC: IBM  HDLC: ISO  Link Access Procedure Balanced (LAPB): X25  Link Access Procedure for D-channel (LAPD): ISDN  PPP: Internet  Logical Link Control (LCC): IEEE  Frame relay o Chế độ hoạt động của HDLC  Configurations: Balanced, unbalanced link  Mode: Normal Response Mode (NRM) – unbalanced multipoint Asynchronous Response Mode (ARM) – unbalanced PPP Asynchronous Balanced Mode (ABM) – balanced PPP Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu  NRM: polling multidrop lines Primary Secondary Secondary Secondary Commands Response Primary Secondary Commands Secondary PrimaryResponses Responses Commands  ABM: Asynchronous Balanced Mode  Mode được chọn khi thiết lập liên kết 12 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu o HDLC frame format  Flag (01111110): Bắt đầu và kết thúc frame, sử dụng trong đồng bộ  Address (có thể mở rộng): xác định secondary trong multidrop link  Control: Xác định dạng frame  FCS: CRC-16 hoặc 32 Flag Address Control Information FCS Flag 8 8 Extendable 8/16 Variable 16/32 8 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu o HDLC frame types: I-frame, U-frame, S-frame 0 N(S) P/F N(R) 1 0 S S 0 0 0 0 P/F N(R) 0 N(S) P/F N(R) 1 0 S S P/F N(R) 1 1 M M P/F M I frame S frame U frame 16-bit control field format 8-bit control field format I frame S frame N(S): send sequence # N(R): receive sequence # S: super functions bits M: Unnumbered functions bits P/F: Poll / Final bits 13 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu  I-frame: User data  Mỗi frame có số thứ tự N(S)  Cơ chế ACK: + N(S) = số thứ tự của frame đang gửi + N(R) = số thứ tự của frame đợi nhận tiếp theo, xác nhận đã nhận OK các frame có số thứ tự đến N(R)-1  Sử dụng 3 hoặc 7 đánh số thứ tự các frame: Kích thước cửa sổ cực đại là 7 hoặc 127  P/F: Trong NRM, chế độ hỏi vòng của primary (P=1), secondary thiết lập F=1 khi gửi đáp ứng với khung I cuối cùng Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu  S-frame: error control + flow control  Receive Ready (RR), Receive Not Ready (RNR), Reject (REJ): Go-back-N ARQ, Selective Reject (SREJ): Selective-repeat ARQ  RR: SS = 00, ACK đã nhận OK N(R)-1 frame  REJ: SS = 01, NACK frame N(R) đầu tiên có lỗi, Tx phải gửi lại frame N(R) và các frame sau đó  RNR: SS = 10, ACK đã nhận OK frame N(R)-1, không nhận tiếp các I frame  SREJ: SS = 11, NACK cho frame N(R) và yêu cầu truyền lại frame này 14 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu  U-frame: Link initialization, maintenance, disconnection  Cung cấp commands + response: mode settings, recovery  Mode settings: thiết lập chế độ liên kết + SABM: Set Asynchronous Balanced Mode + UA: ACK đã chấp nhận các lệnh thiết lập chế độ + DISC: Hủy bỏ liên kết logic đã thiết lập  Truyền tin giữa các trạm sử dụng unnumbered info (UI)  Recovery: khi error/flow control không thực hiện được + FRMR: frame có FCS đúng, nhưng sai cú pháp + RSET: Tx khởi tạo lại số thứ tự các frame được gửi SABM DISC UAUA Data transfer Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu  Ví dụ: HDLC sử dụng NRM (polling) Primary A Secondary B, C * B, I, 0, 0 B, I, 1, 0 B, I, 2, 0, F B truyền 3 I-frame N(S) N(R) C, RR, 0, F C không truyền gì B, I, 1, 0 B, I, 3, 0 B, I, 4, 0, F B truyền lại frame 1, 3, 4 A hỏi vòng B B, RR, 0, P N(R) B, SREJ, 1 C, RR, 0, P A từ chối frame 1 A hỏi vòng C B, SREJ, 1, PA hỏi vòng B yêu cầu truyền lại frame 1 A truyền frame 0 tới B, ACK đã nhận OK đến frame 4 B, I, 0, 5 15 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu  Ví dụ: HDLC sử dụng ABM Station A Station B * A, I, 0, 0 A, I, 2, 1 B, REJ, 1 A ACK đã nhận OK frame 0 B, RR, 2 A ACK frame 1 B truyền 5 frame B, I, 0, 0 B, I, 1, 0 A, I, 1, 1 B, I, 2, 1 B, I, 3, 2 B, I, 4, 3 A, I, 3, 1 B, I, 1, 3 B, RR, 3B, I, 2, 4 B, I, 3, 4 B gửi lại frame 1 A ACK frame 2 A từ chối frame 1 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
PPP Flag 01111110 Address 11111111 Control 00000011 Information CRC Flag 01111110 Integer # of bytes Protocol o Giống HDLC, nhưng là giao thức hướng byte  Flag 01111110 được coi như là ký tự 0x7E  Chèn byte (byte stuffing) sử dụng ký tự đặc biệt: 0x7D o Address: luôn luôn là 11111111  các trạm đều nhận được frame o Protocol: cho biết loại packet chứa trong information (IP, IPX, LCP, NCP ) ` User’s home Modem ISP’s office TCP/IP connection using PPP or SLIP Dial-up tel. line 16 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu o Link Control Protocol (LCP): Quản lý kết nối, hỗ trợ multilink (kết hợp nhiều kết nối vật lý vào 1 đường kết nối logic), authentication (sử dụng ID và password: Password Authentication Protocol - PAP) o Network Control Protocol (NCP): hỗ trợ IP, IPX, Decnet, Apple Talk), dynamic IP address assigment o Byte stuffing in PPP  Control escape: 0x7D  Khi xuất hiện flag hoặc control escape bên trong frame, chèn vào 0x7D (01111101) và dữ liệu tương ứng đươc XOR với 0x20 (00100000) 41 7D 42 7E 50 70 46 Dữ liệu cần truyền 7E 41 7D 5D 42 5E7E 50 70 46 7E Sau khi stuffing và framing Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu Dead EstablishTerminate Open Authentication Network 1. Carrier detect 2. Options negotiated 3. Authentication completed 4. NCP configuration 6. Done 5. 7. Carrier dropped Failed Failed o PPP phase Home PC kết nối với ISP 1. PC calls router via modem 2. PC and router exchange LCP packets to negotiate PPP 3. Check on identities 4. NCP packets exchanged to configure the network layer TCP/IP (require IP address assignment) 5. Data transport: send/receive IP packets 6. NCP used to tear down the network layer connection (free up IP address); LCP used to shut down data link layer connection 7. Modem hangs up 17 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu • Bridge: transparent và source routing
Repeater, bridge: làm việc ở tầng liên kết dữ liệu để liên kết nhiều phân lớp mạng với MAC format khác nhau, data rate khác nhau, kích thước frame khác nhau
Tổng quát về bridge 802.3 802.3 802.3 802.3 802.5 802.5 802.5 802.5 802.3 802.5 Network LLC MAC PHY Network LLC MAC PHY CSMA/CD Token Ring Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
Transparent bridge o Kết nối IEEE LAN đảm bảo data transparency o Sử dụng bảng tham chiếu (table lookup) o Sử dụng phương pháp học sau để xây dựng bảng tham chiếu  Theo dõi địa chỉ nguồn của mạng LAN gửi đến  Theo dõi sự thay đổi cấu trúc mạng để cập nhật bảng tham chiếu Bridge LAN 1 LAN 2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 18 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu B1 LAN 1 LAN 2 S1 S2 S3 S4 S5 B2 Port 1 Port 2 Port 1 Port 2 Address Port Address Port o Ví dụ LAN 3 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu LAN 1 LAN 2 S1 S2 S3 S4 S5 Port 1 Port 2 Port 1 Port 2 Address Port S1 1 Address Port S1 1 S1  S5 S1  S5 S1  S5 S1  S5 B1 B2 LAN 3 19 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu S3  S2 S3  S2 LAN 1 LAN 2 S1 S2 S3 S4 S5 Port 1 Port 2 Port 1 Port 2 Address Port S1 1 S3 2 Address Port S1 1 S3 1 S3  S2 B1 B2 S3  S2 LAN 3 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu S4  S3 S4  S3 LAN 1 LAN 2 S1 S2 S3 S4 S5 Port 1 Port 2 Port 1 Port 2 Address Port S1 1 S3 2 S4 2 Address Port S1 1 S3 1 S4 2 S4  S3 B1 B2 S4  S3 LAN 3 20 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu S2  S1 LAN 1 LAN 2 S1 S2 S3 S4 S5 Port 1 Port 2 Port 1 Port 2 S2  S1 Address Port S1 1 S3 2 S4 2 S2 1 Address Port S1 1 S3 1 S4 2 B1 B2 LAN 3 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
Ngăn chặn vòng lặp sử dụng spanning tree algorithm o Chọn bridge có root ID thấp nhất làm root bridge (RB) o Xác định root port (R) cho từng bridge, trừ RB: port có đường đi ngắn nhất (least-cost) tới RB o Chọn designated bridge (D) cho từng mạng LAN: + bridge có đường đi ngắn nhất từ mạng LAN tới RB + Designated port: nối mạng LAN với D o Tất cả các root port R và designated port D được thiết lập trạng thái chuyển tiếp (forwarding). Chỉ các port này được phép chuyển tiếp frame. Các port còn lại được thiết lập trạng thái khóa (blocking) 21 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu B1 B2 B3 B4 B5 LAN4 LAN3 LAN1 LAN2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 3 B1 B2 B3 B4 B5 LAN4 LAN3 LAN1 LAN2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 3 RB ID = 1 o Ví dụ: Giả sử cost cho mỗi LAN đều bằng nhau 1. B1 được chọn làm root bridge Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu D B1 B2 B3 B4 B5 LAN4 LAN3 LAN1 LAN2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 3 RB ID = 1 R R R R B1 B2 B3 B4 B5 LAN4 LAN3 LAN1 LAN2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 3 RB ID = 1 R R R R D 2. Root port được chọn cho từng bridge trừ RB 3. Chọn designated bridge cho mỗi LAN D D 4. Thiết lập root port và designated port 22 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
Network analyzer: Ethereal o Do Gerald Combs gerald@ethereal.com , www.ethereal.com o Ethereal có thể bắt, hiển thị và phân tích các frame qua Ethernet NIC o Chuỗi các frame và nội dung của frame có thể được phân tích chi tiết ở mức byte o Rất hữu hiệu khi phân tích lỗi mạng, đồng thời là phần mềm dạy học o Chọn website www.vnexpress.net làm ví dụ Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
Ethereal window Top pane Frame/packet sequence Middle pane Encapsulation for a given frame Bottom pane Giá trị Hexa & text tương ứng 23 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
Top pane: Frame sequence DNS query TCP Connection Setup HTTP request & response Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
Middle pane: Encapsulation Protocol type Ethernet destination and source addresses 24 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu Protocol type IP packet Ethernet destination and source addresses Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu TCP segment Source and destination port numbers GET HTTP request 25 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 2008 Chương 3Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu Tổng kết • Tầng liêt kết dữ liệu (DLL)
Framing
Flow control: Stop-and-wait control, sliding window
Error control: Stop-and-wait ARQ, Go-back-N ARQ, selective-repeat ARQ • Giao thức của tầng liên kết dữ liệu
HDLC: HDLC frame format, operation mode
PPP: PPP frame format • Kêt nối và mở rộng mạng ở tầng liên kết dữ liệu
Transparent bridge: self-learning của bảng tham chiếu
Spanning tree algorithm: ngăn chặn vòng lặp trong kết nối mạng