Kapittel 6: Lenkelaget
og
det fysiske laget
|
|
|
|
|
I dette kapitlet ser vi nærmere
på: |
|
Lenkelaget |
|
Oppgaver på lenkelaget |
|
Konstruksjon av nettverk |
|
Aksessmekanismer |
|
Det fysiske laget |
|
Oppgaver på det fysiske laget |
|
Medier |
|
Signalering |
|
Multipleksing |
Lenkelaget og det fysiske
laget
|
|
|
Nettverkslaget overlater
ansvaret for overføring av data mellom tilstødende noder til de to nederste
lagene i modellen - lenkelaget og det fysiske laget |
|
For det fleste formål kan vi
oppfatte de to nederste lagene i lagmodellen for å være ett |
Lenkelaget
|
|
|
Lenkelaget skal overføre pakker
mellom nettverkslagene på tilstøtende noder |
|
Innebærer å klargjøre pakker,
gjennom innramming og andre mekanismer, slik at innholdet kan overføres på
det fysiske laget |
|
To aktuelle protokoller er
Ethernet (LAN) og trådløst lokalnettverk (WLAN) |
|
|
Konstruksjon av nettverk
|
|
|
Hvordan nettverket bygges opp
kalles nettverkets topologi |
|
Vi skiller mellom fysisk og
logisk topologi |
|
Aktuelle topologier: |
Konstruksjon av nettverk
|
|
|
Flere aktuelle topologier: |
Tilknytning til nettverket
|
|
|
Alle noder i et nettverk har
enten en multiaksessforbindelse eller en punkt-til-punkt-forbindelse til
nettverket |
|
Forbindelsen til datanettverket
kan enten være halv dupleks eller full dupleks |
|
Dersom noder har halv
dupleks-forbindelse må de bruke en mekanisme for å regulere aksess til
mediet: en aksessmekanisme |
Aksessmekanismer
|
|
|
|
Aksessmekanismen må være der
for å forhindre kollisjoner |
|
Tre aktuelle mekanismer |
|
Konkurranse (CSMA/CD, CSMA/CA) |
|
Token passing (Token Ring,
FDDI) |
|
Polling (IEEE 802.11 PCF) |
Det fysiske laget
|
|
|
Det fysiske laget skal overføre
binær informasjon fra en maskin til den neste ved hjelp av elektromagnetiske
signaler |
|
Inkluderer selve
transmisjonsmediet, kontakter/antenner og elektronikk for generering og
tolking av elektromagnetiske signaler |
|
Aktuelle teknologier:
10BASE-T,
100BASE-TX, 1000BASE-T, RS-232 |
Overføringsmedier
|
|
|
For å kunne overføre signaler
mellom to noder må de knyttes sammen med et medium |
|
Mediet er enten en kabel, eller
”lufta” dersom vi kommuniserer trådløst |
|
Vi ser på følgende medier:
trådparkabler (kobberkabler), fiberkabler og trådløs kommunikasjon |
Trådparkabler (TP-kabler)
|
|
|
Trådparkabler brukes både i
data- og telenett |
|
I datanett basert på Ethernet
brukes trådparkabel til spredenett |
|
Trådparkabel består av et eller
flere par med tynne, isolerte kobberledere |
Trådparkabler (TP-kabler) 2
|
|
|
Vi skiller mellom uskjermet
(UTP) og skjermet (STP) trådparkabel. UTP er mest brukt. |
|
Det finnes flere standarder,
kalt kategorier, av trådparkabler. Med høyere kategori kan man benytte høyere
hastighet. |
|
Kategori 5 kan brukes til 100
Mbps Ethernet, 5e og 6 til 1 Gbps Ethernet |
Strukturert kabling
Fiberkabler
|
|
|
Fiberkabler brukes mellom
etasjer, hus og i andre kabelstrekk over store avstander |
|
Data i fiberkabler kan
overføres med høy hastighet og over store avstander |
|
I fiberoptiske kabler
overføres
signalet med lyspulser |
|
Kabelen består av
kjerne, kappe og
primærbelegg |
Fiberkabler 2
|
|
|
Lys sendes inn i fiberkabelen
ved hjelp av en LED eller en laser. Laser er den beste lyskilden i forhold
til hastighet og avstand. |
|
To typer fiber: multimodusfiber
og singelmodusfiber |
|
Multimodusfiber er rimelig og
enkel å jobbe med |
|
Singelmodusfiber kan brukes
over store avstander og vi kan benytte høyere hastighet enn med
multimodusfiber. Utstyr og kabler er dyrere enn for multimodusfiber. |
Trådløs kommunikasjon
|
|
|
Vi kan kommunisere trådløst som
et alternativ til bruk av kabler |
|
Fordeler: Enklere/mindre
installasjon og mobilitet for brukeren |
|
Ulemper: Begrenset båndbredde,
sårbarhet for støy, problemer ved hindringer i sikt, enklere å avlytte enn
kommunikasjon i kabler |
Trådløs kommunikasjon 2
|
|
|
Trådløs kommunikasjon innebærer
bruk av en radiosender og en radiomottaker |
|
Vanlige anvendelser er trådløst
lokalnett, mobiltelefoni og trådløst bredbånd |
|
Ulike trådløse teknologier har
ulik hastighet, rekkevidde og egenskaper i forhold til for eksempel mobilitet |
Signalering
|
|
|
Tre typer signaler (a, c og d) |
Digital signalering
|
|
|
Digital signalering =
strømpulser med sprangvis variasjon mellom ulike spenningsnivåer |
|
Vi koder inn informasjon kalt
symboler i enten spenningsnivåene eller skiftet mellom dem |
|
Vi kan skille mellom to eller
flere symboler |
|
Med kun to symboler skiller vi
mellom binært 0 og binært 1 |
|
Hvordan avsender koder inn
symboler kalles for en linjekode |
Linjekoder
Analog signalering
|
|
|
Analog signalering = Kode inn
informasjon i et kontinuerlig varierende signal (modulering) |
|
|
Synkronisering
|
|
|
|
Avsender sender ut signaler i
høy hastighet og mottaker må tolke disse – utfordring å holde mottaker
synkron i forhold til signalet som mottas |
|
To strategier for å møte
utfordringen |
|
Asynkron overføring |
|
Synkron overføring |
Multipleksing
|
|
|
Behov for å sende flere kanaler
med data parallelt på en fysisk linje – multipleksing |
Frekvensdelt multipleksing
|
|
|
Kanalene sendes samtidig, på
ulik frekvens |
Tidsdelt multipleksing
|
|
|
Kanalene tildeles tidsluker i
mediet |
Statistisk multipleksing
|
|
|
Variant av tidsdelt
multipleksing hvor ingen har faste luker, men må konkurrere om kapasiteten |
|
Nyttig for datatrafikk hvor
data som regel kommer bolkvis |
|
Prinsippet brukes i
pakkesvitsjede nettverk |
|
Utføres på flere lag i
OSI-modellen: av svitsjer på lenkelaget og av rutere på nettverkslaget. |