Datacommunicatie en Netwerken Les 3: Let’s get physical

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag Overzicht Les 1: Netwerken in vogelvlucht Les 2: De taal van het Internet: TCP/IP Les 3: Let’s get physical: de link- en fysieke laag Les 4: The big picture: hoe past het allemaal in elkaar? 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Het eenvoudigste netwerk Hoe stuur je gegevens over een kabel? Kan iedereen zomaar beginnen te verzenden? Hoe weet je dat de gegevens voor jou bedoeld zijn? Hoe pakken we storing aan? A B Point-to-point verbinding 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

De plaats in de protocol stack Applicatie Transport Netwerk/Internet (Data)link Fysiek Hoe wisselen we informatie uit tussen direct verbonden apparaten? Hoe zetten we die informatie op het medium? 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag Ethernet 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Ethernet: het MAC-adres Hoe weet je dat de gegevens voor jou bedoeld zijn? Link Fysiek A B MAC-adres ... Bron-IP Best-IP Seq: 1 S: 1060 D:67 C Frame Medium Access Control-adres (48 bit, in hardware gebakken) 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag switch vs. router Applicatie Transport Netwerk Link Fysiek Applicatie Transport Netwerk Link Fysiek Netwerk Link Fysiek Host A Router Host B Applicatie Transport Netwerk Link Fysiek Applicatie Transport Netwerk Link Fysiek Link Fysiek Host A Switch Host B 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag Ethernet: ARP Hoe weet iedereen elkaars MAC-adres? 192.168.1.5 192.168.1.7 B (00-FF-EF-50-CA-E5) A Wie heeft 192.168.1.7? 00-FF-EF-50-CA-E5 heeft 192.168.1.7! C IP MAC 192.168.1.7 00-FF-EF-50-CA-E5 192.168.1.5 20-6A-8A-1E-6A-75 192.168.1.10 Address Resolution Protocol 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Hexadecimale getallen Is 00-FF-EF-50-CA-E5 een 48 bit getal?! Schrijf de volgende getallen in decimaal en binair formaat: FF DD A3 21 255 221 163 33 1111 1111 11011101 1010 0011 0010 0001 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag CSMA/CD Hoe voorkomen we botsingen? A B C Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag Collision Detection A B C Willekeurige wachttijd Willekeurige wachttijd 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Tegelijk verzenden en ontvangen? Half-Duplex: niet tegelijk ontvangen en verzenden Full-Duplex: wel tegelijk ontvangen en verzenden Space Division Duplex: Time Division Duplex: TX RX TX RX TX RX TX RX Frequency Division Duplex: zie straks 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Hoe stuur je gegevens over een kabel? Link Fysiek 0V 5V Beperkt aantal symbolen  Digitaal 2 symbolen  binair! 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

tekst over een kabel: morse Encodering Hoe schrijf je HALLO? Is deze code binair? 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Een modernere encodering: ASCII Hoe schrijf je ABRA CADABRA? 1 byte per letter, schrijf binair! 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag Een afbeelding <byte> <byte> <byte> 128 72 28 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Geluid over een kabel Alle mogelijke waarden: analoog! 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag Analoog naar digitaal Voltage 7 6 5 4 Kwantisatieniveaus 3 2 1 Tijd Sampling time Sampling rate = 1 / sampling time 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Samengevat: hoe sturen we informatie over een kabel? Encodering F b01000110 Voltage 1 1 1 5V Tijd bittijd: zelfde bij ontvanger!!! bitrate = 1 / bittijd 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag Mogelijke media Kabel Draadloos Twisted pair Coax Fiber 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Draadloze communicatie PROBLEEM 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag Modulatie Frequency Division Multiple Access: Studio Brussel: 94,5 MHz Q-Music: 88,6 MHz 802.11g WiFi: 2,8 GHz Frequency Division Duplex: één frequentie voor elke richting! Modem = Modulator / Demodulator 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag EMI Elektromagnetische Interferentie = storing Analoog Digitaal 1001100101 1001000101 Oorzaken? Slechte kabels, slordige draadloze apparatuur, atmosferische effecten, de Big Bang, ... 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

Mogelijke oplossingen Foutdetectie klassieke ASCII: 7 bits + 1 pariteitsbit K: 1001100 1 L: 1001101 0 Welke woorden zijn correct ontvangen als de laatste bit een pariteitsbit is? 11101011 00011000 11000111 1110001010010101100 MAC-adres 32-bit foutdetectie Bron-IP Best-IP Seq: 1 S: 1060 D:67 Foutcorrectie 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag

De kabel van de toekomst! Wavelength Division Multiple Access Coax / Twisted Pair: max 1 Gbit/s Optical Fiber: max 70 Tbit/s !! GEEN LAST VAN EMI !! 30/11/2012 Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag