Blok 7: netwerken

1
Blok 7 netwerken

• Les 4
• Christian Bokhove

2
Vraag

• Hoe kunnen vele gebruikers communiceren
  (informatie uitwisselen) met dezelfde physical
  service provider?
• Waarom geen multiplexing gebruiken?
• Hoe kunnen we voorkomen dat meerdere gebruikers
  tegelijkertijd frames versturen?

3
The functies in LLC en MAC sublaag

• Logical Link Control
• Framing (Zie Les 3)
• Error handling (Zie Les 3)
• Flow Control (Zie Les 3)
• Medium Access Control
• Access Control
• Addressing

4
Access Control

• Aanname
• Veel systemen willen frames verzenden
• Wie wil communiceren is van tevoren niet bekend
• Er is geen centraal systeem dat bepaald wie de
  volgende is
• Toegangs Probleem
• hoe het gebruik van het medium coordineren als
  systemen hier om strijden?
• Medium Access Control Mechanismes
• pure ALOHA)
• slotted ALOHA
• CSMA
• CSMA / CD

5
Access Control - Pure ALOHA

• Zendende Entiteit
• Als het systeem een frame te zenden heeft, zendt
  het het frame, en
• Wacht op een bevestiging
• Als de tijd op is, verstuur het frame dan opnieuw

• Ontvangende entiteit
• Als een frame een fout bevat (door een botsing),
  gooi het dan weg en wacht.
• Als een (goed) frame wordt ontvangen, controleer
  dan op fouten (bijv. Met CRC)
• Als een fout ontdekt is, gooi het frame dan weg
  en wacht.
• Als geen fout ontdekt is, stuur dan een
  bevestiging.

6
Access Control Data versturen
tijd
7
Access Control Data Versturen (2)
tijd
botsing
8
Access Control - Pure ALOHA (2)

• In pure ALOHA is elk kanaal free4all, het
  mechanisme is erg hebberig
• Als veel systemen willen zenden, neemt het aantal
  botsingen sterk toe
• Maximale benutting van het fysieke kanaal is 18.5
  
• Dus, dit willen we verbeteren...

9
Access Control - Slotted ALOHA

• In slotted ALOHA, wordt tijd verdeeld in
  intervallen.
• Zon tijd-interval heet een slot.
• Een systeem mag alleen beginnen met zenden aan
  het begin van een nieuw tijd-interval.
• Hoe lang duurt een slot?
• De tijdsduur van een slot wordt bepaald door de
  tijd die nodig is om één frame te versturen.
• Hoe weten systemen wanneer een nieuw slot begint?
• Er is één systeem dat een 'hartslag' signaal
  produceert waarmee het de start van een nieuw
  slot aangeeft.
• Verassing maximale benutting is 37 (Dus twee
  maal dat van pure ALOHA).

10
Access Control - Opmerkingen

• De propagatie verstraging tussen stations is
  normaal klein ten opzichte van de
  frame-transmissie tijd. Dus
• Als een systeem start met het zenden van een
  frame, weten andere systemen dit erg snel (als
  deze systemen tenminste kunnen luisteren).
• Dus (gezond verstand)
• De andere systemen kunnen besluiten om te wachten
  met het verzenden van hun frames totdat het
  andere systeem klaar is met het verzenden van
  zijn frame.

11
Access Control - CSMA(Carrier Sense Multiple
Access)

• Zendende entiteit
• Kijk of iemand anders een frame aan het verzenden
  is.
• Zoja, kom dan later terug
• Zonee, wacht dan even en verstuur het frame.
• Als geen bevestiging wordt ontvangen (of de tijd
  is op), start dan een hertransmissie

• Ontvangende entiteit
• Als een frame een fout bevat (door een botsing),
  gooi het dan weg en wacht.
• Als een (goed) frame wordt ontvangen, controleer
  dan op fouten (bijv. Met CRC)
• Als een fout ontdekt is, gooi het frame dan weg
  en wacht.
• Als geen fout ontdekt is, stuur dan een
  bevestiging.

12
Access Control - CSMA (2)

• Er zijn verschillende wacht strategieën voor een
  zender. Bijvoorbeeld
• Wacht niet (hebberig mechanisme) (1-persistent
  CSMA)
• Wacht een willekeurige tijd (non-persistent CSMA)
• Verstuur een frame in het eerste slot met kans p,
  verstuur in het tweede tijdslot met kans (1-p)p,
  etc. (p-persistent CSMA)
• Observatie
• Als een botsing plaatsvindt, blijven de systemen
  zenden tot het gehele frame verzonden is.
• Voor grote frames kan nog steeds veel capaciteit
  onbenut blijven.
• Het moet dus nog beter kunnen

13
Access Control - CSMA/CD (Carrier Sense Multiple
Access met Collision Detection)

• Breidt CSMA als volgt uit
• Een station is een frame aan het verzenden,
• Op het moment dat het station een botsing
  detecteert, stopt de transmissie van het
  overgebleven deel van het frame
• CSMA/CD is het meest gebruikte mechanisme voor
  access control (bijvoorbeeld Ethernet / IEEE
  802.3).

14
Addressing

• Een systeem moet weten (herkennen) dat data
  bestemd is voor het systeem
• Omdat meerdere systemen verbonden zijn moet een
  addressing scheme (adresserings-schema) worden
  gebruikt!
• Addressen horen bij het verstuurde PDU!
• Voorbeeld in Ethernet/IEEE 802.3, worden 48 bits
  gebruikt voor de adressering (Er zijn dus 248
  mogelijke adressen).

15
Standaarden

• Er zijn vele standaarden voor multipoint
  data-links
• Een belangrijke rol bij die standaarden speelt
  het IEEE
• IEEE Institute of Electrical and Electronics
  Engineering
• Doelstellingen van IEEE 802
• Gemiddeld geografisch gebied
• Eén gedeeld fysiek medium
• Broadcast naar alle systemen
• Enkel administratief domein (1 eigenaar).

• Enkele werkende groepen van IEEE 802
• 802.2 Logical Link Control
• 802.3 CSMA/CD
• 802.5 Token-ring
• 802.11 Draadloos LAN (wireless campus!?)

16
Data-Link Relaying

• Met data-link relaying kunnen we netwerken
  bouwen, oftewel Local Area Networks (LANs)
  onderling verbinden.
• Redenen om dit te doen of te willen
• Bestaande LAN's verbinden
• LAN's die te groot zijn geworden, opdelen.
• Er zijn twee manieren
• LANs die geografisch dicht bij elkaar liggen,
  kunnen worden verbonden met Bridges.
• LANs die geografisch ver van elkaar verwijderd
  liggen, kunnen worden verbonden met Remote
  Bridges.

17
Data-Link Relaying - Bridges
18
Data-Link Relaying - Remote Bridges
LAN Zaandam
LAN Leiden
KPN Point-to-point
User
User
User
'inter Working'
'inter Working'
MAC
DLL
DLL
Physical service provider
Physical service provider