Chương 6 Data Link

Data Link công nghệ Ethernet Ethernet Những khái niệm về ethernet Những kỹ thuật cơ bản về ethernet So sánh Ethernet với mô hình OSI và những tác động qua lại Mô tả cách xữ lý frame và cấu trúc của Frame Giải thích về những nguyên lý điều chỉnh về tốc độ và truyền dữ liệu kép (duplex) Hoạt động của Ethernet Cơ chế truy xuất đường truyền CSMA/CD Đụng độ trong mạng(collision) và phương pháp giải quyết Sự phát triển của Ethernet Bắt đầu từ những năm 1970 Do sự phát triển của công nghệ, Xuất hiện nhiều thiết bị truyền dẫn (cáp quang) Ý tưởng từ việc làm sao 2 máy có thể hoạt động truy xuất chia sẽ cùng 1 đường truyền dẫn Thành công của công nghệ này Đơn giản và dể dàng cho bảo trì Có khả năng tích hợp thêm nhiều công nghệ mới Đáng tin cậy Kinh phí rẻ cho thiết lập và bảo trì Sự phát triển NIC có thể truyền và nhận cả trên ethernet và 802.3 Dù có thay đổi thì cấu trúc frame vẫn không có thay đổi khi truyền từ media này sang media khác phát triễn nhưng nvẫn tương thích Đặc điểm của dây cáp 10BaseT Tốc độ của Lan 10 Mbps BaseBand BroadBand Chỉ định loại cáp với chiều dài tối đa Nếu là số thì chiều dài tối đa =số*100m Ký hiệu trên cáp như sau :10Base T, 10Base 5 10Base 2 Môi liên hệ với mô hình OSI Repeater trong OSI Chuẩn 802.x So sánh Tầng 1 và tầng 2 Tầng 1 kkhông thể trao đổi liên kết với tầng trên Tầng 2 thì sẽ liên kết với tầng trên thông qua lớp LLC Tầng 1 không thể xác định máy nào Tầng 2 xử lý việc đánh địa chỉ Tầng 1 mô tả từng dòng của bit Tâng 2 cấu trúc frame tổ chức một nhóm các bit Tầng 1 không xác định máy truyền nên truyền hết tất cả các máy trong cùng 1 thời gian Tầng 2 sẽ làm việc này dựa vào địa chỉ MAC Kỹ thuật Ethernet Xác định máy truyền Các máy tính trên mạng thì không có tên để có thể xác đinh Frame đến đâu Sử dụng địa chỉ MAC (media acess control)-Tên khác la BIA (burned in address) cho các thiết bị trên mạng Cấu trúc địa chỉ MAC Ipconfig Properties của card Nhận dạng frame từ bit Cấu trúc frame của Ethernet 802.3 Preamble -Mở đầu (7byte) SFD- giới hạn frame bắt đầu (1byte) Destination()6 byte)- địa chỉ MAC đích Source (6byte)– địa chỉ MAC nguồn Length(2byte)-nhỏ hơn 0x600(hex) hoặc là kiểu giao thức truyền Dữ liệu (46-1500) nếu nhỏ hơn 46 thì sẽ thêm phần trống vào phần cuối FCS(4byte)-Frame check sequence(CRC checksum) Ethernet II Đây là 1 chuẩn giới thiệu bởi DIX Sử dụng mạng TCP/IP Sử dụng trường type để xác định giao thức của tầng cao hơn Ví dụ 0x0800 IPv4 0x806 ARP Cấu trúc của frame ethernet II Preamble -Mở đầu (8byte) cuối là 10101011cho SFD của 802.3 Destination()6 byte)- địa chỉ MAC đích Source (6byte)– địa chỉ MAC nguồn Length(2byte)-kiểu giao thức truyền Dữ liệu (46-1500) nếu nhỏ hơn 46 thì sẽ thêm phần trống vào phần cuối FCS(4byte)-Frame check sequence(CRC checksum) So sánh giữa Ethernet và Ethernet II Phần mở đầu (preamble) Được sử dụng cho việc đồng bộ thời gian của mạng 10Mbps và thấp hơn của Ethernet Với các mạng ôốc độ cao hơn thì thời gian thừa ra dùng để duy trì sự tương thích 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 MAC IPCONFIG /ALL Mac xác định địa chỉ của máy trong mạng chia sẻ 1 đường truyền, cơ chế trong một collision; dùng truyền dữ liệu Giao thức hoạt động xác định (chờ đến lựơt) - token Ring, FDDI Không xác định (ai đến trước sẽ được phục vụ trước ) –Ethernet Giao thức xác định –token ring -FDDI Cơ chế chờ đến lượt Các host sẽ được bố trí trên 1 vòng Sử dụng thẻ bài Không có đụng độ (collisionless) Giao thức không xác định –Ethernet –CSMA/CD Ai đến trước sẽ được phục vụ trước Lắng nghe tín hiệu trên đường truyền Sẽ truyền khi đường truyền rảnh có đụng độ (collision) Các kỹ thuật mạng cơ bản CSMA/CD xử lý CSMA/CD 1. máy muốn truyền 2. kiểm tra đường truyền 3.Thiết lập Frame 4. bắt đầu truyền 5.kiểm tra đụng độ 6. tiếp tục truyền 7. Kiểm tra truyền hoàn thành chưa 8.đã Truyền xong 9 phát tín hiệu nghẽn (jam) 10.attempts=attempts+1 11.kiểm tra attempts có vơợt mức cho phép không 12. huỷ việc truyền 13 dùng thuật toán tính toán thời gian gửi lại 14.chờ sau 1 t thời gian Collision,collision domain Khi có nhiều máy tính cùng có yêu cầu gửi cùng 1 lúc thì sẽ bị đụng độ  collision Nhưng máy tính cùng trong 1 vùng xảy ra đụng độ gọi là collision domain Collision là sự đụng độ xảy ra trên mạng Collision domain là vùng chịu ảnh hưởng của đụng độ Khi gửi một dữ liệu vùng mà các máy tính đều nhận được gói dữ liệu này thì cùng 1 vùng đụng độ collision Vấn đề thời gian trong ethernet Delay Thời gian trễ- là thời gian tín hiệu điện truyền trên hết dây dẫn Latency –khoảng thời gian truyền từ port này đến port kế (khi dùng repeater) Đoạn mạng càng xa thì càng dễ xãy ra collision Chỉ có tối đa 5 đoạn mạng nối với nhau (4 repeater) Qui đinh thời gian truyền ở mạng 10 hay 100Mbps 1slot time =512 bit time= truyền 64 byte ở mạng 1000Mbps thì 1slot time=4096 bit time =truyền 512 byte Slot time được tính dựa vào chiều dài tối đa của dây dẫn mạng Thời gian truyền phải lớn hơn 1 slot time Thời gian –full duplex, half duplex Full duplex: có thể truyền và nhận cùng 1 lúc Half duplex: tại một thời điểm chỉ có thể truyền hay nhận Với full duplex có thể làm tăng khả năng của mạng, giảm collision trên mạng Việc truyền Bất đồng bộ (mạng 10Mbps,hay thấp hơn):tại nơi nhận sẽ sử dụng thông tin thời gian của 8 byte đầu tiên để đồng bộ tín hiệu nơi nhận với dữ liệu đến và huỷ chúng đi (chỉ cần kiểm tra thời giantruyền của 8byte đầu) Mạng >100Mbps sẽ sử dụng đồng bộ, có nghĩa là không cần thông tin thời gian, nhưng vì khả năng tưong thích nên Preamble và FCS vẫn được sử dụng Thời gian truyền 1 bit 1/8inch (1/20,3cm)là thời gian trung bình truyền qua 1 inch (1cm) Thời gian giữa các frame truyền Khoảng cách giữa các frame (tính bằng số bit time) là khoảng cách của bít cuối cùng của frame trước với bít đầu tiên của frame kế Slot time Khonảg thời gian chờ cho gửi lại lần sau khi có dụng độ Slot time chỉ áp dụng cho half duplex ethernet Khi một MAC gửi quá 16 lần mà không được thì mạng đã có vần đề. Cách báo lỗi khi có collision Các kiểu collision Đụng độ 1 lần: ở lần gửi đầu tiên phát hiện ra collison lần gửi thứ 2 không phát hiện ra collision vvà gửi được Đụng độ nhiều lần : là phát hiện ra collision nhiều hơn 2 lần trước khi gửi thành công Các kiểu collision Đụng độ địa phương (local collision) (trong khoảng 64 khoảng 8 (byte)) cáp đồng thì đo sống điện từ bị giao thoa UTP khi gửi tín hiệu trên đôi dây truyền(Tx) và đồng thời nhận tín hiệu trên đôi dây nhận (Rx)- nhiểu tín hiệu UTP , dùng Half duplex Đụng độ ở xa (remote collision) Khi 1 frame có chiều dài 1518 byte Các kiểu lỗi trên Ethernet (tt) frame quá ngắn, không truyền được,bị phân mảnh do collision: truyền quá ngắn<64 byte Các kiểu lỗi trên Ethernet (tt) FSC kiểm tra lỗi  truyền bị lỗi Lỗi cân bằng không đủ hay dư số bít truyền Lỗi khoảng  số khoảng 8 (octet) không đúng như thông báo Khác : preamble bất thường hay những sự kiện nghẽn(jam) Kiểm tra lỗi từ FCS Thông tin tính toán FCS tại máy nhận không giống với thông tin của FCS của Frame Sự tự điều chỉnh của ethernet Vì kỹ thuật, tốc độ theo sự phát triển khác nhau nên phải có khả năng tự điều chỉnh để tương thích ở mạng 10Base T cứ 16ms các máy sẽ phải gửi 1 tín hiệu liên kết nếu như nó không có ý truyền dữ liệu Tự điều chỉnh này sẽ đổi tín hiệu này là tín hiệu liên kết chuẩn (NLP) Khi một nhóm tín hiệu NLP được gửi để tự điều chỉnh thì gọi là bó tín hiệu liên kết nhanh FLP Mỗi 1 bó FLP này sẽ được gửi trong cùng 1 khoảng thời gian giống như gửi NLP Các mạng cũ sẽ nhận các bó này và xữ lý binh thường Với cách này nó sẽ thiết lập các kết nối giữa 2 thành phần với nhau có cùng tốc độ Độ ưu tiên cho truyền tín hiệu 1000BASE T full Duplex 1000BASE T half Duplex 100BASE TX full Duplex 100BASE TX half Duplex 10BASE T full Duplex 10BASE T half Duplex ở đây chúng ta không bàn tới cáp quang vì tín hiệu quang và tín hiệu điện không đơn giản tự điều chỉnh được