ITKP104 Tietoverkot
Ari Viinikainen
Linkkikerros
Linkkikerros - Teoria 2
- Johdanto ja palvelut
- Monipääsyprotokollat
- Linkkikerroksen osoitteet
Linkkikerroksen palvelut
- "Linkkikerros kuljettaa verkkokerroksen datan linkin yli seuraavalle (verkko)laitteelle, ja tekee tämän jokaisen linkin osalta vaikka linkkiteknologia vaihtuisi, jottei verkkokerroksen tarvitse siitä huolehtia"
- Yksittäisiä palveluita, joilla yo. toteutetaan
- Kehystys ja linkille pääsy
- Kapsuloidaan ylemmän kerroksen data (lisätään header/trailer)
- Jos jaettu media, niin kanavanvaraus/kanavalle(linkille) pääsy
- MAC osoite, linkkikerroksen osoite
- Luotettavuus linkillä kahden laitteen välillä
- Käytetään harvoin jos linkillä pieni virhetodennäköisyys
- Käytetään esim. langattomilla linkeillä
- Miksi luotettava tiedonsiirto sekä kuljetus että linkkikerroksella?
- Ks. viestiseinä tai täältä
- Vuonvalvonta
- Virheiden havaitseminen
- Virheiden korjaaminen
- half-duplex vs. full-duplex
Monipääsylinkit
- Kaksi linkkityyppiä
- point-to-point (Pisteestä-pisteeseen, kahden laitteen välinen)
- ADSL
- Kytketty Ethernet (yhdistetään kytkimeen)
- Jaettu (yleislähetys) langallinen tai langaton
- Vanha Paksu Ethernet
- WLAN
- Matkapuhelinyhteys
Monipääsyprotokollat
- Kolme kategoriaa
- Kanavan jakaminen
- Jaetaan tiedonsiirtokanava pienempiin paloihin (aika, taajuus, koodi)
- Pala on ainoastaan yhden laitteen käytössä
- Hajasaanti (Random Access)
- Kaikki laitteet käyttävät (koko) kanavaa vapaasti
- Hyväksytään törmäykset (useampi kuin yksi yrittää lähettää samaan aikaan)
- Toivutaan törmäyksistä
- Vuorottelu
- Jokainen laite lähettää vuorollaan
- Vuoro kiertää laitteelta toiselle
- Vuoron pituus voi riippua lähetettävästä datan määrästä
Kanavan jakaminen
Hajasaantiprotokollat
- Ei varata resursseja etukäteen
- Jos on lähetettävää, niin lähetetään täydellä nopeudella
- Hajasaantiprotokolla määrittelee
- miten havaitaan törmäykset
- miten selvitään törmäyksistä
- Esimerkkejä: (Slotted) Aloha, CSMA, CSMA/CD, CSMA/CA
Vuorotteluprotokollat
- Kaksi kategoriaa
- Polling: Isäntälaite kyselee orjalaitteilta "onko lähetettävää" ja jakaa lähetysvuoroja tarpeen mukaan
- Token passing: "Lähetyslupa (token)" -viestiä välitetään laitteelta toiselle
Monipääsyprotokollien vertailua
- Kanavan jakaminen (FDMA ja TDMA)
- Jakaa kanavan tehokkaasti ja reilusti suurella kuormalla
- Pienellä kuormalla tehoton: Viive kanavalle pääsyssä, ja vain osa kanavasta käytössä
- CDMA:ssa koko kanava käytössä (jaetaan aktiivisten kesken - kun tulee lisää aktiivisia käyttäjiä niin kaikkien tiedonsiirtonopeus pienenee)
- Hajasaantiprotokolla
- Tehokas pienellä kuormalla: yksi laite voi käyttää koko kanavan kapasiteetin
- Suuri kuorma: törmäyksistä aiheutuu uudelleenlähetyksiä ja viivettä
- Vuorotteluprotokolla
- Ylläolevien parhaat ominaisuudet, mutta
- viivettä vuoron jakamisen vuoksi
- Kanavan kapasiteettia 'tuhlataan' vuoronjakamiseen, koko kapasiteetti ei datansiirron käytössä
- Single point of failure: Isäntälaite tai token viesti
Linkkikerroksen osoitteet
- MAC (tai LAN tai Fyysinen tai Ethernet) osoite
- Tehtävä: Käytetään kehyksen viemiseen 'paikallisesti' liitynnältä toiselle
(fyysisesti kytketylle) liitynnälle (saman IP-verkon sisällä)
- 48 bittinen MAC osoite (useimmissa lähiverkoissa), poltettu verkkokorttiin ROM muistiin (yleensä)
- Esim. 00-24-E8-42-9E-89, (heksadesimaalimuodossa), missä 8 bittiset tavut erotettu toisistaan '-' -merkillä
- MAC osoitteiden allokoinnista vastaa IEEE
- (Verkkokortti)valmistajat ostavat MAC osoitteita
- Analogia
- MAC osoite: sosiaaliturvatunnus
- IP osoite: postiosoite
- Toinen vertaus (nämä oli väärinpäin luentotaltioinissa tällä kalvolla)
- MAC osoite: istumapaikka luentosalissa
- IP osoite: Henkilön nimi
- MAC osoite ei hierarkinen: voidaan siirtää verkosta toiseen
- IP osoite on hierarkinen, ei voida siirtää verkosta toiseen
ARP (Address Resoluotion Protocol)
- Who has 130.234.169.1? Tell 130.234.169.82
- Posti tuo kirjeen:
- Kysyy käytävällä: Missä on Ari Viinikaisen huone? (IP)
- Minä huudan henkilötunnukseni (MAC) (henkkarit asetettu huoneiden oviin)
- Posti kävelee käytävää ja verraten henkkareita jättää postin minun ovelle
- Luentosali:
- Opettaja kysyy: missä istuu Oiva Opiskelija? (IP)
- Opiskelija nostaa käden pystyyn, opettaja katsoo ja kirjaa rivin ja paikan ylös (MAC)
- Kirjoittaa rivin ja paikan kirjekuoreen ja laittaa kirjeen kulkemaan luentosalissa.