Blok 7: netwerken Les 3 Christian Bokhove

Physical service provider - Samenvatting Gebruiker 1 Gebruiker 2 #1 #2 De Physical Service provider: In-volgorde transmissie van bits Transport is onbetrouwbaar Ofwel point-to-point of point-to-multipoint transmissie. In het simpelste geval kunnen we het gedrag modelleren: Service Primitieven (SPs): Send_Bit (SDU), Receive_Bit (SDU) SP Parameters: SDU: dit is een bit, (0 or 1) #1 #2 Send_Bit(0) Receive_Bit(0) Send_Bit(1) Receive_Bit(1) Send_Bit(0) Receive_Bit(1) Send_Bit(1) Receive_Bit(0)

Over point-to-point links PC link Met point-to-point links kunnen we twee systemen verbinden, Bijvoorbeeld: Twee eind-systemen (bijvoorbeeld PC's). Routers (een ander ´doosje´ dat gebruikt wordt bij netwerken). Eind-systemen (bv. jouw PC) en routers. Andere links zijn er ook: Deze gebruiken broadcast mogelijkheden. Komt later aan bod. network router link network router PC link

Over point-to-point links (2) #1 #2 simplex Tot nu toe hebben we gekeken naar commuicatie van A naar B (één kant op). Voor echte communicatie moeten we ook van B naar A kunnen. In Telematica Systemen onderscheiden we drie transmissie soorten: Simplex transmissie (één richting) Half Duplex transmissie (twee richtingen afwisselend) Full Duplex transmissie (twee richtingen tegelijk) #1 #2 half duplex #1 #2 full duplex

Functies van de Point-to-Point Data-Link Protocol Laag De belangrijkste functies van de point-to-point data-link laag zijn: Error Handling: De functie die het transport van de gegevens betrouwbaar maakt (preciezer: de kans op fouten verkleind) Flow Control: Bron/Doel snelheids-aanpassingen Framing: de twee vorige functies werken beter en makkelijker als je ze toepast op een eindige reeks van bits, ook wel een frame genoemd.

Physical service provider Framing Een Data-Link Eenheid kan een bit-streams zenden met behulp van de Physical Service Provider. De gegeven informatie (PDU) wordt omgezet naar een frame: Er wordt een start-flag (S) en een eind-flag (E) aan de PDU toegevoegd, zodat de ontvanger het als frame herkent. Het frame wordt als bitstroom verstuurd van zender naar ontvanger, door de Physical Service Provider. Physical service provider DL-Entiteit PDU deframing rec_framebits B E send_framebits framing #1 #2 bit-stroom

Framing - Mechanismes Er zijn vele manieren om frames te maken. Een aantal (oude) zijn: Bit Counting Start/End Character Framing De meest gebruikte op dit moment is: Start/End Flag-Byte Framing

Framing: Start/End Flag Byte Veel bestaande Data-Link Protocols gebruiken Start/End Flag Bytes: Deze flag byte is: 01111110 Dit framing mechanisme wordt gebruikt in bijvoorbeeld de protocollen: HDLC, SLIP en PPP. Probleem: Wat gebeurt er als het patroon in de informatie zelf voorkomt? Oplossing: gebruik bit-stuffing, na elke 11111 (5 1-en) wordt een 0 ingevoegd bij de verzonden DL Entiteit en deze wordt weer verwijderd bij de ontvangende DL Entiteit. Zie het practicum Framing & Bit-Stuffing

Error Handling (Fouten afhandeling) De Physical Service Provider geeft onbetrouwbare bit transport over een lijn. De fouten die kunnen voorkomen zijn: Fouten in bits, bijvoorbeeld: een 0 wordt ontvangen in plaats van een 1; of andersom. Dit is een fout die wordt veroorzaakt door de Physical Service Provider. Een frame kan verloren raken, omdat bijvoorbeeld bits té snel aankomen. Dit is een fout in de Data-Link Laag zelf. Er zijn twee manieren om dit soort fouten te corrigeren…

Error Handling - Methodes Methode 1: Error Correction: (Fouten correctie) Codeer de informatie zó dat de informatie hersteld kan worden als deze bij de ontvangende DL Entiteit aankomt Methode 2: Error Detection & Retransmission: (Fouten detectie & Hertransmissie) Codeer de informatie zó dat foutem bij de ontvangende DL-Entiteit gedetecteerd wordt en De ontvangende DL-Entiteit ‘vraagt' de zendende DL-Entiteit om het PDU nog een keer te zenden

Error Correction Er zijn vele goede methodes om fouten te corrigeren. De bekendste is de Hamming code Zie het practicum voor de werking ervan

Error Detection Er zijn vele goede methodes om fouten te detecteren: One Dimensional Parity Check Code Two Dimensional Parity Check Code Cyclic Redundancy Check Code

One Dimensional Parity Check - Methode De methode: Gegegeven een PDU van lengte b Voeg een extra bit toe zodat het totale aantal 1-en in de nieuwe PDU: Even is (dit heet Even Pariteit) Oneven is (dit heet Oneven Pariteit) Voorbeelden (Even Pariteit) op het volgende scherm…

One Dimensional Parity Check - Voorbeeld Informatie Woord (PDU) Code Woord (new PDU) 1 

Cyclische Redundantie Code - CRC Maakt gebruik van machtsfuncties (zg. Polynomen) Deze polynomen zijn nodig om CRC te analyseren en te maken.

Retransmission (hertransmissie) Als de ontvangende Data-Link entiteit een PDU heeft ontvangen en een fout ontdekt, moet het de PDU weggooien en een herstransmissie opstarten. Verschillende hertransmissie mechanismes bestaan: bijvoorbeeld op basis van wie de hertransmissie start. Een herstransmissie mechanisme gebruikt: Acknowledgements (ACKs): informatie die de ontvangst van een frame bevestigd Timers: ACKs moeten binnen een bepaalde tijd aankomen, anders wordt er vanuit gegaan dat het frame verloren is gegaan. Voorbeelden: Stop-and-wait & Sliding window

Hertransmissie - Stop and Wait Bij de zendende DL-Entiteit: De zendende DL-Entiteit stuurt een frame, (her-) start de timer en wacht. Als de zendende DL-Entiteit: a. Een ACK ontvangt voordat de tijd op is, wordt stap 1 herhaalt met het volgende frame. b. Geen ACK ontvangt voordat de tijd op is, wordt stap 1 herhaalt met hetzelfde frame. Bij de ontvangende DL-Entiteit Als een frame ontvangen is: a. en er is geen fout ontdekt in het frame, wordt een ACK verstuurd naar de zendende DL-entiteit b. en een fout is ontdekt in het frame, gooi het frame dan weg en wacht.

Hertransmissie - Sliding Window Een sliding window heeft een full duplex kanaal nodig. Het principe zie je rechts: De zender gebruikt een 'window' van grootte K, dit is het maximum aantal frames dat verstuurd en onbevestigd mag zijn Ontvanger verstuurd acks In geval van fouten: Gooi alle frames ná het foute frame weg en verstuur vanaf daar opnieuw (go-back-n) Verzend alleen het foute frame opnieuw (selective-repeat). DL frame0 ack0 frame1 ack1 frame2 frame3

Flow Control Het Flow Control mechanisme zorgt er voor dat de zender niet sneller zendt dan de ontvanger aan kan.