Slide mạng máy tính chapter3 kết nối mạng ở lớp 2 tầng liên kết dữ liệu

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Tầng liên kết dữ liệu
• Chức năng của tầng liêt kết dữ liệu (DLL)
• Địa chỉ MAC và tính chất
• Phương pháp framing
• Điều khiển luồng
• Kiểm sốt lỗi
• Các giao thức của tầng liên kết dữ liêu: HDLC và PPP
• Bridge: transparent và sourouting

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

• Chức năng của tầng liên kết dữ liệu
Khả năng truyền khung tin cậy trên đường liên kết vật lý không tin cậy
Source node

Destination node

Application
Layer

Application
Layer

Presentation
Layer

Presentation
Layer

Session
Layer

Session
Layer

Transport
Layer
Network
Layer

Packets

Intermediate node

Transport
Layer

Network
Layer

Network
Layer

Data Link
Layer

Frames

Data Link
Layer

Data Link
Layer

Physical
Layer

Bits

Physical
Layer

Physical
Layer

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

1
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Địa chỉ MAC và tính chất: IEEE 802.3 MAC Frame

o Destination address
Single
Group
Broadcast: 11…11

o Addresses
Local or global
o Global addresses (246 possible)
First 24 bits assigned to vendors (OUI)
Next 24 bits assigned by vendors
CISCO: 00-00-0C
3COM: 02-60-8C
Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

• Phương pháp Framing
DLL tổ chức bit stream thành các frame
Bắt đầu và kết thúc của frame được xác định: Character count, control
character, flag, …
Character count
o Số ký tự được chỉ ra trong vị trí xác định của header
o Bên nhận đếm số ký tự để xác định nơi kết thúc frame
o Ví dụ: DDCMP (Digital data comm. message protocol)

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

2
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Control character
o Mỗi frame bắt đầu và kết thúc với chuỗi ký tự đặc biệt
Ví dụ: bắt đầu với DLE STX (data link escape start of text) và
kết thúc với DLE ETX (end of text)
o Phần dữ liệu phải là số nguyên lần các ký tự
o Character stuffing: chèn DLE trước mỗi ký tự DLE trong dữ liệu,
ngăn chặn khả năng xuất hiện các ký tự bắt đầu và kết thúc xuất
hiện bên trong frame
Ví dụ: BISYNC

STX: 0x02, ETX: 0x03
DLE: 0x01 (non-printable)
Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Flagging
o Mỗi frame bắt đầu và kết thúc bằng chuỗi ký tự đặc biệt – flag
o Flag byte: 01111110 (0x7E)
o Phần dữ liệu của frame có thể chứa số bit bất kỳ
o Bit stuffing: chèn bit 0 vào sau mỗi chuỗi 5 bit 1 liên tiếp
o Ví dụ: SDLC, HDLC, LAPB
01111110111101011111011110111110001111110

Frame
Flag
Flag

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

3
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

• Điều khiển luồng (flow control)
Khái niệm điều khiển luồng
o Kích thước bộ đệm đê lưu giữ các frame nhận được bi giới hạn
o Tràn bộ đệm có thể xảy ra nếu tốc độ xử lý tại phía thu chậm hơn
tốc độ truyền frame
o Điều khiển luồng ngăn chặn tràn bộ đệm bằng cách điều khiển tốc
độ truyền dẫn từ phía phát (Tx) đến phía thu (Rx)
o Các phương pháp phổ biến:
X-ON/X-OFF
Stop and wait
Sliding window

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

X-ON/X-OFF
o Rx truyền X-OFF (DC3) nếu bộ đệm đầy
o Tx dừng truyền khi nhận được X-OFF
o Rx truyền X-ON (DC1) khi bộ đệm được giải phóng
o Tx bắt đầu truyền lại khi nhận được X-ON
o Có thể sử dụng các frame RR (Receive Ready) và RNR (Receive
not Ready)
o Nếu số bit trong bộ đệm vượt quá ngưỡng 2tprop·R, X-OFF được
gửi tới Tx
o Phương pháp: Stop-and-wait, sliding window
Threshold

Transmitter

Receiver
X-ON
X-OFF

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

4
CuuDuongThanCong.com

/>

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

2008

Chương 3

o Stop-and-wait
Tx ngừng truyền frame tiếp theo cho đến khi nhận được ACK
từ Rx
Rx truyền frame ACK khi đã sẵn sàng nhận frame tiếp theo

Tx
tframe
T

Đơn giản, nhưng không hiệu quả khi trễ đáp ứng đường
truyền lớn
Utilization:
Rx
t
d/v
t frame

1
, a = prop =
U=
=
2t prop + t frame 2a + 1
t frame L / R
Data

tprop
ACK
Data

ACK

Satellite link: tprop = 270 ms, L = 500 byte
R = 56 kbps
tframe = 4/56 = 71 ms,
a = tprop / tframe = 270/71 = 3.8,
U = 0.12 = 12% của 56 kbps
Short link: tprop = 5 µs,
L = 500 byte
R = 10 Mbps
tframe = 4k/10 M = 400 µs,
a = tprop / tframe = 5/400 =0.012
U = 0,98 = 98% của 10 Mbps

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

o Sliding window
Window W S bằng kích thước bộ đệm của bên nhận có thể sử
dụng để nhận các frame liên tiếp từ Tx khơng cần ACK
Có thể tránh hiện tượng tràn bộ đệm của Rx
Phải chọn W S lớn hơn a (delay of bandwidth)
System A
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

System B
F0
F1
F2

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

ACK3

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

F3
F4

F5
F6

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

Hanoi University of Technology

ACK6

Faculty of Electronics and Telecommunications

5
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Utilization:
U=

1
Nt frame


= N
2t prop + t frame 
1+ 2a

N ≥ 1+ 2a
N < 1+ 2a

Tx

tprop

t prop
t frame

=

d/ v
L/R

Rx
Data

tframe
T

, a=

N frames

ACK

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

• Kiểm sốt lỗi (error control)
Khái niệm
o Lỗi do mơi trường truyền dẫn
o Q trình kiểm sốt lỗi có 2 chức năng: phát hiện và sửa lỗi
o 2 loại lỗi phổ biến: mất frame và lỗi frame
Các phương pháp kiểm soát lỗi
o Forward error control: sửa lỗi tại phía Rx (Forward Error Correction)
o Backward error control: truyền lại frame (Automatic Repeat Request)
cần backward channel

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

6
CuuDuongThanCong.com

/>

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

2008

Chương 3

Automatic Repeat reQuest (ARQ)
o Cơ chế
Phát hiện lỗi
Positive acknowledgement (ACK): frame nhận OK tại Rx
Truyền lại sau timeout
Negative acknowledgement (NACK): truyền lại frame
o Các phương pháp ARQ
Stop and Wait ARQ
Continuous ARQ
Go-back-N ARQ
Selective-reject (or repeat) ARQ

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

2008

Chương 3

o Stop and wait ARQ

Tx gửi 1 frame và đợi ACK từ Rx trước khi truyền next frame
Tx phải giữ bản copy của frame đã gửi đến khi nhận đươc ACK
Sử dụng timeout cho các frame hoặc ACK bị mất
Đánh số các frame gửi và nhận để nhận biết khi lặp frame
Ví dụ: sử dụng 1 bit để đánh số frame
Frame lost
A retransmits

ACK 0 lost
A retransmits

Timeout

Timeout

A

*

*

B
B discards
duplicated frame
Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

7
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

o Go-back-N ARQ
Tx có thể truyền liên tiếp các frame
Rx gửi negative acknowledgement (REJ) khi phát hiện lỗi
Tx phải truyền lại tất cả các frame từ frame bi lỗi
Tx phải giữ bản copy của tất cả các frame đã gửi
Frame 2, 3, 4
retransmitted
Tx

*
Rx
Discarded by Rx

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

o Selective-repeat ARQ
Tx có thể truyền liên tiếp các frame
Rx gửi negative acknowledge (SREJ) khi phát hiện lỗi
Rx lưu lại tất cả các frame OK sau frame bị lỗi
Tx chỉ gửi lại duy nhất frame bị lỗi
Rx phải sắp xếp lại các frame đã lưu sau khi nhận được frame
truyền lại
Frame 2
retransmitted
Tx

*
Rx
Error

Hanoi University of Technology

Buffered Frame 2, 3, 4
by Rx
released
Faculty of Electronics and Telecommunications

8
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Performance: Stop-and-wait ARQ
Tx

Rx

P: xác suất lỗi khung

tframe

Nf = số lần truyền khung trung bình

tprop
NACK

U=

Nr = ∑ i ⋅ Pi−1(1− P) =

NACK

U=

ACK

Hanoi University of Technology

2008

1
Uerror − free
Nr

1
1− P

1
1
1− P
⋅
=
Nr 1+ 2a 1+ 2a

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Performance: Go-back-N ARQ
P: xác suất lỗi khung
Nf = số lần truyền khung trung bình
Tx

Rx

1+ P(K − 1)
1− P
• N ≥ 1+ 2a : K = 1+ 2a

tf

=

0

tp

1
2

Nr ≈ 1⋅ (1− P) + (1+ K) ⋅ P ⋅ (1− P) + (1+ 2K) ⋅ P2 ⋅ (1− P) + L +

NACK

3
0
1
2
3

• N < 1+ 2a : K = N
1− P
 1− P
1+ P(K − 1) = 1+ 2aP ,


U= 
N
N(1− P)
 1− P
⋅
=
,
1+ P(K − 1) 1+ 2a (1+ 2a)(1− P + NP)

N ≥ 1+ 2a
N < 1+ 2a

4

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

9
CuuDuongThanCong.com

/>

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

2008

Chương 3

Performance: Selective-repeat ARQ

P: xác suất lỗi khung
Nf = số lần truyền khung trung bình
Tx

Rx

Nr = ∑ i ⋅ Pi−1(1− P) =

tf
0

tp

1
2

NACK

3

1
1− P

N ≥ 1+ 2a
1 - P,

U = N(1− P)
 1+ 2a , N < 1+ 2a

0

4
5
6

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

• Các giao thức của tầng liên kết dữ liệu
High Level Data Link Control (HDLC)
o ISO phát triển từ IBM sychronous DLC (SDLC)
o Cơ chế chèn bit (bit-stuffing), data transparency
o Hỗ trợ truyền đồng bộ, HDX, FDX, point-to-point
o Flow control: X-ON / X-OFF
o Error control: Go-back-N, Selective-repeat ARQ
Point to point protocol (PPP)
o Tạo kết nối điểm-điểm
Router-router leased line (PPP), dial-up host-router (PPP, SLIP)
o Chuẩn chính thức của Internet, làm việc ở tầng liên kết dữ liệu
o Làm việc trên dial-up tel line, SONET, ADSL, X25, ISDN, …
o Chức năng: error detection, IP address negotiation, authentication
Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

10
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

HDLC
o Họ giao thức HDLC
SDLC: IBM
HDLC: ISO
Link Access Procedure Balanced (LAPB): X25
Link Access Procedure for D-channel (LAPD): ISDN
PPP: Internet
Logical Link Control (LCC): IEEE
Frame relay
o Chế độ hoạt động của HDLC
Configurations: Balanced, unbalanced link
Mode: Normal Response Mode (NRM) – unbalanced multipoint
Asynchronous Response Mode (ARM) – unbalanced PPP
Asynchronous Balanced Mode (ABM) – balanced PPP
Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

NRM: polling multidrop lines
Commands

Primary
Response

Secondary

Secondary

Secondary

ABM: Asynchronous Balanced Mode
Primary

Commands

Secondary Responses

Responses Secondary
Commands

Primary

Mode được chọn khi thiết lập liên kết

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

11
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

o HDLC frame format
Flag (01111110): Bắt đầu và kết thúc frame, sử dụng trong
đồng bộ
Address (có thể mở rộng): xác định secondary trong multidrop
link
Control: Xác định dạng frame
FCS: CRC-16 hoặc 32

Flag
8

Address

Control

Information

FCS

Flag

8
Extendable

8/16

Variable

16/32

8

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

o HDLC frame types: I-frame, U-frame, S-frame

8-bit control field format
I frame

0

N(S)

S frame

1

0

S

U frame

1

1

M

P/F

N(R)

S

P/F

N(R)

M

P/F

M

N(S): send sequence #
N(R): receive sequence #
S: super functions bits
M: Unnumbered functions bits
P/F: Poll / Final bits

16-bit control field format
I frame

0

S frame

1

N(S)

0

S

S

Hanoi University of Technology

0

0

0

0

P/F

N(R)

P/F

N(R)

Faculty of Electronics and Telecommunications

12
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

I-frame: User data
Mỗi frame có số thứ tự N(S)
Cơ chế ACK:
+ N(S) = số thứ tự của frame đang gửi
+ N(R) = số thứ tự của frame đợi nhận tiếp theo, xác nhận
đã nhận OK các frame có số thứ tự đến N(R)-1
Sử dụng 3 hoặc 7 đánh số thứ tự các frame: Kích thước
cửa sổ cực đại là 7 hoặc 127
P/F: Trong NRM, chế độ hỏi vòng của primary (P=1),
secondary thiết lập F=1 khi gửi đáp ứng với khung I cuối
cùng

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

S-frame: error control + flow control
Receive Ready (RR), Receive Not Ready (RNR), Reject
(REJ): Go-back-N ARQ, Selective Reject (SREJ):
Selective-repeat ARQ
RR: SS = 00, ACK đã nhận OK N(R)-1 frame

REJ: SS = 01, NACK frame N(R) đầu tiên có lỗi, Tx phải
gửi lại frame N(R) và các frame sau đó
RNR: SS = 10, ACK đã nhận OK frame N(R)-1, không
nhận tiếp các I frame
SREJ: SS = 11, NACK cho frame N(R) và yêu cầu truyền
lại frame này

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

13
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

U-frame: Link initialization, maintenance, disconnection
Cung cấp commands + response: mode settings, recovery
Mode settings: thiết lập chế độ liên kết
+ SABM: Set Asynchronous Balanced Mode
+ UA: ACK đã chấp nhận các lệnh thiết lập chế độ
+ DISC: Hủy bỏ liên kết logic đã thiết lập
Truyền tin giữa các trạm sử dụng unnumbered info (UI)
Recovery: khi error/flow control khơng thực hiện được

+ FRMR: frame có FCS đúng, nhưng sai cú pháp
+ RSET: Tx khởi tạo lại số thứ tự các frame được gửi

SABM

UA

Data
transfer

Hanoi University of Technology

2008

DISC

UA

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Ví dụ: HDLC sử dụng NRM (polling)
Primary A
A hỏi vòng B

Secondary B, C

B, RR, 0, P
N(S) N(R)

N(R)

B, I, 0, 0

*

B truyền 3 I-frame

B, I, 1, 0
B, I, 2, 0, F

A từ chối frame 1 B, SREJ, 1
A hỏi vòng C
C, RR, 0, P

A hỏi vòng B
yêu cầu truyền
lại frame 1

C, RR, 0, F

C không truyền gì

B, I, 1, 0

B truyền lại
frame 1, 3, 4

B, SREJ, 1, P

B, I, 3, 0
B, I, 4, 0, F
A truyền frame 0
tới B, ACK đã
B, I, 0, 5
nhận OK đến
frame 4
Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

14
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Ví dụ: HDLC sử dụng ABM

Station A
B truyền 5 frame

Station B

B, I, 0, 0
B, I, 1, 0

A, I, 2, 1

A ACK đã nhận
OK frame 0

B, I, 3, 2

B, REJ, 1

A từ chối frame 1

B, I, 4, 3

A, I, 3, 1

B, I, 2, 1

B gửi lại frame 1

A, I, 0, 0
A, I, 1, 1

*

B, I, 1, 3

B, I, 2, 4

B, RR, 2

A ACK frame 1

B, RR, 3

A ACK frame 2

B, I, 3, 4

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
PPP
Modem

Chương 3

TCP/IP
connection
using PPP
or SLIP

`

User’s home

Flag
01111110

Address
11111111

Control
00000011

Dial-up
tel. line

ISP’s office

Protocol

Information

CRC

Flag
01111110

Integer # of bytes

o Giống HDLC, nhưng là giao thức hướng byte
Flag 01111110 được coi như là ký tự 0x7E

Chèn byte (byte stuffing) sử dụng ký tự đặc biệt: 0x7D
o Address: luôn luôn là 11111111

các trạm đều nhận được frame

o Protocol: cho biết loại packet chứa trong information (IP, IPX, LCP,
NCP …)

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

15
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

o Link Control Protocol (LCP): Quản lý kết nối, hỗ trợ multilink (kết
hợp nhiều kết nối vật lý vào 1 đường kết nối logic), authentication
(sử dụng ID và password: Password Authentication Protocol PAP)
o Network Control Protocol (NCP): hỗ trợ IP, IPX, Decnet, Apple
Talk), dynamic IP address assigment
o Byte stuffing in PPP
Control escape: 0x7D

Khi xuất hiện flag hoặc control escape bên trong frame, chèn
vào 0x7D (01111101) và dữ liệu tương ứng đươc XOR với
0x20 (00100000)
Dữ liệu cần truyền
41

7D

42

7E

50

70

46

Sau khi stuffing và framing
7E

41

7D

5D

42

7E

5E

Hanoi University of Technology

2008

50

70

46

7E

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

o PPP phase
Home PC kết nối với ISP
7. Carrier
dropped

Dead

1. Carrier
detect

Failed
Terminate

6. Done
5.

Establish

Failed

Open

4. NCP
configuration

2. Options
negotiated
Authentication

Network

Hanoi University of Technology

3. Authentication
completed

1. PC calls router via modem
2. PC and router exchange LCP
packets to negotiate PPP

3. Check on identities
4. NCP packets exchanged to
configure the network layer
TCP/IP (require IP address
assignment)
5. Data transport: send/receive
IP packets
6. NCP used to tear down the
network layer connection (free
up IP address); LCP used to
shut down data link layer
connection
7. Modem hangs up

Faculty of Electronics and Telecommunications

16
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

• Bridge: transparent và source routing
Repeater, bridge: làm việc ở tầng liên kết dữ liệu để liên kết nhiều
phân lớp mạng với MAC format khác nhau, data rate khác nhau, kích

thước frame khác nhau
Tổng quát về bridge

Network

Network

LLC

LLC

MAC

802.3

802.3

802.5

802.5

MAC

PHY

802.3

802.3

802.5

802.5

PHY

802.3

802.5

CSMA/CD

Token Ring

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Transparent bridge
o Kết nối IEEE LAN đảm bảo data transparency
o Sử dụng bảng tham chiếu (table lookup)
o Sử dụng phương pháp học sau để xây dựng bảng tham chiếu
Theo dõi địa chỉ nguồn của mạng LAN gửi đến
Theo dõi sự thay đổi cấu trúc mạng để cập nhật bảng tham
chiếu

S1

S2

S3

LAN 1
Bridge
LAN 2
S4

Hanoi University of Technology

S5

S6

Faculty of Electronics and Telecommunications

17
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

o Ví dụ
S1

S2

S3

LAN 1

LAN 2

B1

Port 1

Address

Port

S5

LAN 3

B2

Port 1

Port 2

Port 2

Address

Hanoi University of Technology

2008

S4

Port

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
S1

S5

S1

S1

Chương 3

S2

S3

S4

S5

S5

LAN 1
Port 1

S1

LAN 2

S5

Port 2

B1

Port 1

S1

LAN 3

S5

Port 2

B2

Address

Port

Address

Port

S1

1

S1

1

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

18
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
S3

S2

S1

S2

S3

S3

LAN 1
Port 1

S3

S4

LAN 2

S2

Port 1

Port 2

B1

S5

S2

S3

LAN 3

S2

Port 2

B2

Address

Port

Address

Port

S1

1

S1

1

S3

2

S3

1

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
S4

Chương 3

Chương 3

S3

S1

S2

S3

S4

S4

LAN 1

Port 1

S4

LAN 2

S3

Port 2

B1

Port 1

S4

S3

LAN 3

S3

Port 2

B2

Address

Port

Address

Port

S1

1

S1

1

S3

2

S3

1

S4

2

S4

2

Hanoi University of Technology

S5

Faculty of Electronics and Telecommunications

19
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu
S2

S1

S1

S2

S2

S3

S4

S5

S1

LAN 1

LAN 2
Port 1

Port 2

B1

LAN 3
Port 1

Port 2

B2

Address

Port

Address

Port

S1

1

S1

1

S3

2

S3

1

S4

2

S4

2

S2

1

Hanoi University of Technology

2008

Chương 3

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Ngăn chặn vòng lặp sử dụng spanning tree algorithm
o Chọn bridge có root ID thấp nhất làm root bridge (RB)
o Xác định root port (R) cho từng bridge, trừ RB: port có
đường đi ngắn nhất (least-cost) tới RB
o Chọn designated bridge (D) cho từng mạng LAN:
+ bridge có đường đi ngắn nhất từ mạng LAN tới RB
+ Designated port: nối mạng LAN với D
o Tất cả các root port R và designated port D được thiết lập
trạng thái chuyển tiếp (forwarding). Chỉ các port này được
phép chuyển tiếp frame. Các port cịn lại được thiết lập trạng
thái khóa (blocking)

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

20
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

o Ví dụ: Giả sử cost cho mỗi LAN đều bằng nhau
1. B1 được chọn làm root bridge
LAN1

LAN1
1

1

1

B1

B2

1

B1

RB
ID = 1

B2

2

1

2

B3
LAN2

1

2

3

1

2

B3
LAN2

2

1

2

B4

B4

2

2

LAN3

LAN3

1

1

B5

B5

2

2

LAN4

LAN4
Hanoi University of Technology

2008

3

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

2. Root port được chọn cho từng bridge trừ RB

Chương 3

3. Chọn designated bridge cho mỗi LAN
4. Thiết lập root port và designated port

LAN1
1
RB
ID = 1

LAN1
R

B1

D

1
RB
ID = 1

B2

2

R

2

1

B3
LAN2 R

1

2

3

1

B1
D

1

B2

2

R

2

1

B3

LAN2 R

B4

1

D

3
D

2

B4

2
LAN3

R

2
R

LAN3

1

B5

R

1

B5

2

2
LAN4

Hanoi University of Technology

LAN4
Faculty of Electronics and Telecommunications

21
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Network analyzer: Ethereal
o Do Gerald Combs , www.ethereal.com
o Ethereal có thể bắt, hiển thị và phân tích các frame qua Ethernet
NIC

o Chuỗi các frame và nội dung của frame có thể được phân tích chi
tiết ở mức byte
o Rất hữu hiệu khi phân tích lỗi mạng, đồng thời là phần mềm dạy
học
o Chọn website www.vnexpress.net làm ví dụ

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Ethereal window
Top pane
Frame/packet
sequence

Middle pane
Encapsulation for a
given frame

Bottom pane
Giá trị Hexa & text tương ứng
Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

22
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Top pane: Frame sequence
DNS query

TCP Connection
Setup

HTTP request &
response

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Middle pane: Encapsulation

Protocol type

Hanoi University of Technology

Ethernet destination
and source addresses

Faculty of Electronics and Telecommunications

23
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

IP packet
Protocol type
Ethernet destination
and source addresses

Hanoi University of Technology

2008

Faculty of Electronics and Telecommunications

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

TCP segment

Source and destination
port numbers
GET

HTTP
request

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

24
CuuDuongThanCong.com

/>

2008

Chương 3. Kết nối mạng ở lớp 2 - tầng liên kết dữ liệu

Chương 3

Tổng kết
• Tầng liêt kết dữ liệu (DLL)
Framing
Flow control: Stop-and-wait control, sliding window
Error control: Stop-and-wait ARQ, Go-back-N ARQ, selective-repeat ARQ
• Giao thức của tầng liên kết dữ liệu
HDLC: HDLC frame format, operation mode
PPP: PPP frame format
• Kêt nối và mở rộng mạng ở tầng liên kết dữ liệu
Transparent bridge: self-learning của bảng tham chiếu
Spanning tree algorithm: ngăn chặn vòng lặp trong kết nối mạng

Hanoi University of Technology

Faculty of Electronics and Telecommunications

25
CuuDuongThanCong.com

/>