Cursul 3

1. Legătura de date

PROTOCOL = set de reguli pe care sender-ul/receiver-ul le repetă

Protocol privind maparea bit-symbol și frecvența de transmisie:

protocol.png

Exemplu de protocol - Ethernet


2. Formatul frame-ului Ethernet. Încapsulare. PPPoE (Point-to-Point over Ethernet)

IEEE (The Institute of Electrical and Electronic Engineers) - organizația care realizează standardele pentru protocoale Ethernet.

  • Encodarea Manchester - realizează suma dintre semnalul util si clk, biți encodați de tranziție
manchester_encode.jpg

Ethernet - 4 perechi de fire electrice ⭢ pentru standardul de 10Mb/s se folosesc doar 2 perechi

Cablu Ethernet:

  • 2 fire A → B
  • 2 fire B → A
  • 1 bit la fiecare 100 nano-secunde → 1 bit/symbol

10Mb/s = 10 * 10^6 / s ↔ 1 / 10^7 s → timpul necesar pentru transmiterea unui bit ⭢ 10^2 nano-secunde ⭢ 1b / 100ns pentru Ethernet

Transmisie - least significant bit ⭢ most significant bit ⮕ trebuie citit invers

ethernetIFG.png

Bandwidth - viteza de transmisie a unui link

ex. Ethernet - pentru 100 de bytes date utile

10 Mb/s = THROUGHPUT (câți biți intră pe fir) → \frac{100}{120} = 8,4 Mb/s = GOODPUT (câți biți sunt utili din cei transmiși)

Obs. Durata/dimensiunea asociată transmisiei ⭢ crește probabilitatea de corupere a biților

datalink.png

Obs. Layerele din stivă trebuie să poată funcționa independent.



3. Protocoale de rețea:

  • HDLC (High-level Data Link) - destul de generic (nu depinde de PHY) încât să meargă pe orice nivel fizic.
hdlc.png

  • Ethernet - depinde de PHY, deci nu este la fel de generic.
  • Fibră optică - legături fizice PTP (point-to-point) ⮕ PPProtocol


  • WLAN - legătură broadcast, e nevoie de adresare (sursă/destinație), throughput scăzut

Obs. - Inițial Ethernet-ul folosea broadcast, apoi a trecut la Switched Ethernet.

The modern Ethernet - point to multipoint

headerethernet.jpg

  • DST MAC - medium access control, câmpuri encodate prin fir, scris în hexa

  • FCS - Frame Check Sequence

  • Dimensiune validă - minim 64 de bytes ⮕ PAYLOAD Size = 48 bytes - 9KB

!!! Cadrul se termină când începe următorul IFG (0V) ⮕ te duci înapoi cu 4 bytes.


API Ethernet - send(MAC, DST, ETH_TYPE, buffer, LEN)

⭢ multiplexare ⭢ ETH ⭢ demultiplexare ⭢ ETH_TYPE (specifică cui i se transmit pachetele la demultiplexare) ⭢ internet ⭢ SWITCH


CAM Table (Content Addressable Memory) - tabelă pentru a reține traficul din SWITCH

SWITCH - dacă la trimiterea pachetului nu se cunoaște portul detinație, celelalte device-uri verifică MAC-ul și dacă nu le este adresat, aruncă pachetul.


4. Adrese nivel de legătură

ierarhieprotocoale.jpg

  • Transport - asigură trnsmisia unformă a pachetelor de dimensiune arbitrară (TCP/UDP)

  • Network - conectează instanțe din rețele diferite (adrese independente - best effort de transmisie) (IP)

  • DL (Data Link Layer) - send/receive frames

  • PHY (The Physical Layer) - send/receive bits

  • DL, PHY - conexiune prin același tip de legătură fizică (Ethernet/WLAN)