Kapitel 2 forts – Nätverksmodeller Kapitel 1 - Introduktion Välkommen till kurserna Multimedie- och kommunikationssystem, 6 hp för civilingenjör data och elektro Industriell datakommiunikation, 7,5 hp för automationsingenjörer Kapitel 2 forts – Nätverksmodeller Kapitel 1 - Introduktion Föreläsningsmaterialet är författat av Magnus Eriksson. Material är även hämtat från Iskra Popova samt Behrouz Fourozan.

Figure 2.16 Summary of duties

Gammal tentamensuppgift En kommunikationssystem använder en protokollhierarki bestående av n lager eller skikt. Tillämpningen generarerar meddelanden av längd L bytes. På vart och ett av de n lagren läggs en h byte lång header till meddelandet. Datataken för den logiska länk som kommunikationen sker över är för tillfället R bit/s inklusive all overhead. Ange ett uttryck för kommunikationslänkens maximala s.k. throughput TP (genomströmningshastighet på applikationslagret, ibland kallad goodput), dvs mängden nyttoinformation (payload) per tidsenhet, mätt i bit/s.

Figure 2.5 Physical layer

Note: The physical layer is responsible for transmitting individual bits from one node to the next.

Lager 1 Det fysiska lagret ansvarar för transmission av enskilda databitar från en nod till nästa. Detta kan innefatta: Kontakter Elektriska nivåer Modulation Multiplextekniker Bitsynkronisering Kretskoppling Exempel: RS232 (“com”-porten)

Figure 2.6 Data link layer

Note: The data link layer is responsible for transmitting frames from one node to the next.

Lager 2 Datalänklagret är protokoll för transmission av ramar (frames) från en nod till nästa. Detta kan innefatta: Fleraccessprotokoll (multiple access control=MAC) för att undvika kollisioner Adressering inom LAN:et/länken (nätverkskortens fysiska MAC-adresser eller nivå 2-adress). Felhantering (t.ex. vid trådlös kommunikation eller telefonnätsmodem) Exempel: Ethernet ligger på lager 1 och 2.

Figure 2.7 Node-to-node delivery

Figure 2.8 Example 1 I Figure 2.8 sänder en nod med fysisk adress 10 en ram (dvs ett paket på nivå 2) till en nod med fysisk adress 87. De två noderna är förbundna med en länk. Ramens huvud (header H2) innehåller bl.a. avsändarens och mottagarens fysiska adress. Ibland används en svans (trailer T2) som innehåller felrättande och/eller felupptäckande kod.

Example 1 In Figure 2.8 a node with physical address 10 sends a frame to a node with physical address 87. The two nodes are connected by a link. At the data link level this frame contains physical addresses in the header. These are the only addresses needed. The rest of the header contains other information needed at this level. The trailer usually contains extra bits needed for error detection

Figure 2.9 Network layer

Note: The network layer is responsible for the delivery of packets from the original source to the final destination.

Lager 3 Nätverkslagret ansvarar för vidareförmedling av paket “end-to-end”, dvs via kedjan av datalänkar från den ursprungliga källan till den slutliga destinationen. Detta innefattar WAN- adressering (t.ex. IP-adresser) och routingprotokoll. Exempel: IP-protokollet.

Figure 2.10 Source-to-destination delivery

Figure 2.11 Example 2 I figur 2.11 vill vi sända data från en nod med logisk nätverksadress (IP-adress) A och fysisk adress 10 till en nod med IP-adress P och fysisk adress 95. De två enheterna befinner sig i olika LAN. Därför kan vi inte enbart använda deras fysiska adress. Den fysiska adressen kan enbart användas vid kommunikation inom ett LAN. De två routrarna förstår av IP-adressen vilken väg paketen ska vidareförmedlas, och ändrar paketets fysiska adressering.

Illustration of the Source-to-end Delivery at the Network Layer Observe how data are sent from node to node to reach the final destination. Animation of Figure 2.11 in the book

Figure 2.12 Transport layer

Note: The transport layer is responsible for delivery of a message from one process to another.

Figure 2.12 Reliable process-to-process delivery of a message

Figure 2.14 Example 3

Example 3 Figur 2.14 exemplifierar transportlagret (UDP-protokollet). Data som kommer från högre lager förses med en TCP-header, som innehåller portnummer j och k. Avsändarprocessens portnummer är j och mottagarprocessens portnummer är k. Eftersom meddelandets storlek är större än nätverkslagret kan hantera, delas datat i två segment (två paket). Nätverkslagret lägger till nätverksadresserna (A och P) till varje paket.

Lager 4 Transportlagret ansvarar för leverans av meddelanden “end-to-end”, från en process på avsändardatorn till en process på mottagardatorn. Detta kan innefatta: portnummer, virtuell kretskoppling, dvs flödesstyrning, felkontroll, segmentnumrering, omsändning, ordning av segment. (TCP-protokollet. Ej UDP- protokollet.)

Figure 2.15 Application layer

Note: The application layer is responsible for providing services to the user.

Lager 5: Applikationslagret är kommunikationsprotokoll för att tillhandahålla en komplett kommunikationstjänst till slutanvändaren. Exempel: HTTP för web Telnet för terminalemulering. FTP för filöverföring. SMTP, POP3 och IMAP4 för Internet e-post