(Data Link) organizovaný komunikační kanál Datové jednotky rámce (frames) indikátory začátku a konce signálu, režijní informace (identifikátor zdroje a cíle, řídící informace, informace o stavu spoje, kontrola bitové správnosti- FCS ), vlastní data (která dodal agent) Formát rámce (včetně specifikace minimální a maximální délky) je určen příslušným přenosovým protokolem 1
Formát obecného rámce Počítačové sítě Flag Adresa Řízení Data FCS Flag záhlaví zápatí značky začátku a konce rámce není u rámců s pevnou délkou 2
Typy rámců Počítačové sítě Rámce s pevnou délkou Rámce s proměnlivou délkou Datové proudy (streams) Musí být zajištěno oddělení režijních informací od dat Řízení datového spoje zahrnuje: Synchronizaci rámců Řízení toku rámců Kontrola bitové správnosti 3
Synchronizace rámců Asynchronní přenos znakově orientovaný start/stop bit ohraničuje každý znak (tj. 7/8 bitů), definice minimální vzdálenosti mezi znaky. velká přenosová režie Synchronní přenos bitově orientovaný, libovolná sekvence bitů začátek sekvence je dohodnutý bitový vzorek (preamble), konec může být ohraničen (postamble) menší přenosová režie 4
Kontrola bitové správnosti detekce bitových chyb Určeno protokolem Paritní kontrola paritní bit, sudá/lichá parita, příčná (pro každý znak zvlášť) / podélná (pro všechny bity zprávy nebo jejíčásti) Cyklická redundantní kontrola CRC prostřednictvím dohodnutého algoritmu (mod2, polynomický CRC) se vypočítá kontrolní sekvence rámce FCS (Frame Control Sequence) a vloží se do rámce, cílový systém provede tentýž výpočet a výsledek srovná s přijatým FCS 5
Řízení toku rámců a bitové správnosti Zabránění zahlcení přijímacího systému, omezení kolizí (jamming) v komunikačním kanále Zajištění opravného vyslání nekorektně přijatých rámců Techniky pro komunikační kanály s násobným přístupem typicky LAN Deterministické TokenRing Nedeterministické (stochastické) CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access/Collision Detection) 6
Token Ring token režijní zpráva oprávnění k přenosu směr přenosu CSMA/CD možné kolize 7
CSMA/CD (pokračování) zabrání kolizím na sběrnici Před zahájením vysílání zjistit, zda je kanál volný, v případě, že není, počkat určitou dobu a pokus o vysílání zopakovat Náslech současně s vysíláním (po celou dobu vysílání). V případě, že byly detekovány kolize, vlastní vysílání okamžitě zastavit a vyslat do sběrnice informaci o detekci kolize všechny stanice pak zahodí dosud přijatá data znehodnocená kolizí 8
Techniky pro dvoubodové komunikační kanály typicky WAN Řízení toku techniky Stop-and-Wait a Sliding Window Řízení bitové správnosti (ztráta rámce, porušení rámce) techniky s využitím: pozitivního/negativního potvrzení (ACK/NACK) opakovaní vyslání rámce po neobdržení potvrzení (ARQ Automatic Repeat Request) 9
Příklady technik pro řízení datových spojů Význam použitých zkratek: F X rámec č.x ACK potvrzení (Acknowledgement) NACK negativní potvrzení RR X připravenost k přijetí rámce č. X (Ready-to-Receive) REJ X odmítnutí rámce č. X (Reject) 10
Zvýšení využitelnosti spoje multiplexing 1 2 3 1 2 n n jeden fyzický spoj je využit n přenosovými kanály Techniky zvýšení využitelnosti komunikačního kanálu FDM, TDM 11
Frekvenční FDM (Frequency Division Multiplexing) frekvenční kanály čas frekvence 12
Multiplexing na dvoubodových spojích: Časový TDM (Time - Division Multiplexing) časové sloty (time slots) čas čas frekvence frekvence 13
Časový multiplexing rámce z více zdrojů jsou vysílány ve stanovených časových úsecích time slots Synchronní TDM pro každý zdroj je pevně stanovený time slot nižší využitelnost kapacity spoje, ale jednodušší implementace Asynchronní TDM (statistické, inteligentní) dynamická alokace time slots (na vyžádání zdroje) vyšší využitelnost kapacity spoje, náročnější implementace (STDM) 14
A B C STDM D t1 t2 t3 t4 t5 A1 B1 B2 C2 A4 C4 A5 D5 Záhlaví obsahuje identifikátor zdroje a pořadí cykly prázdné time slots TDM A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 15