kapitulli 5 link layer and lans

5 DataLink Layer 5-1

Kapitulli 5Link Layer and LANs

Computer Networking A Top Down Approach Featuring the Internet 3rd edition Jim Kurose Keith RossAddison-Wesley July 2004


Link Layer shkurt

Nyjet hosts dhe router Kanalet e komunikimit qe

lidhin direkt nyjet quhen link Link ne baker fibra optike Link pa fije Link via satellite ecc

Paketa ne nivelin 2 quhen frame permbajne datagrame te nivelit 3 (nese duhet edhe me shume se 1 datagram per frame)

ldquolinkrdquo

data-link (niveli 2) ka pergjegjesi te transferoje datagrama nga nje nyje tek nje tjeter nepermjet nje linku direkt


Link layer permbledhje Cdo link menaxhohet nga

protokolli I vet (unifikimi behet ne nivelin 3) Psh perdoret Ethernet per

te arritur ne routerin e pare qe perdor PPPoA per per trsquou lidhur me router te nivelit superior qe perdorATM per trsquou lidhur ne Internet

Cdo protokoll niveli 2 mund te jete I ndryshem dhe te ofroj efunksionalitete te ndryshme Psh Ethernet nuk ka

mesazhe kthimindersa PPPi ka

ngjashmeri Nje udhetim nga Vlora ne

Milano autobus vlore-gttirane aereoplan tirane -gt bari tren bari -gt milano turisti = datagrami


Cfare ben niveli 2 Framing akses ne link

Inkorporon datagramet ne frame duke shtuar header te duhur

Vendos si te aksesohet ne kanal nese eshte shared nga me shume se dy nyje

Perdoren ldquoMACrdquo adresat per identifikimin nyjet burim dhe destinacion

bull Jane ndryshe nga IP adresat bull Sherbejne per te per identifikimin brenda nje

domeni jo me tej Garanton besueshmeri ne link

Te njejtat teknika te nivelit 4 (ack njohjeje dritare checksum)

Link wireless gabime prezente per shkak te interferencave


Cfare ben niveli 2 kontroll fluksi

Menaxhon fluksin midis dy nyjeve (Ethernet=no PPP=si)

Zbulim gabimi Nese zbulohet frame e gabuar

bull I thuhet transmetuesitte ritransmetoje (PPP) ose skartohet paketa (Ethernet)

Korrektimi I gabimit Marresi identifikon bit te gabuar dhe eshte ne gjendje te

korrigjoje (PPP Wireless) Half-duplex e full-duplex

Ne half duplex kanali mund te perdoret nga nje nyje cdo here Me full-duplex te gjithe mund te transmetojne njekohesisht


Si flasin kartat e rrjetit

Niveli 2 (dhe niveli 1) realizohet nga hardware I kartes se rrjetit (NIC)

Ana e derguesit Datagramat vendosen ne

frame Shtohen informacione

shtese

Ana e marresit Kontrollohen gabimet

kryhet kontrolli i fluksit (ack)

Nxirret datagrama dhe ia kalon software-it qe implementon nivelin 3

dergues

frame

marresdatagrama

frame

Karte rrjeti Karte rrjeti

Protokoll nivel 2


Tipe te link

Dy tipe Point to point

PPP PPPoA PPPoE (nga modem (analogADSL) ne router)

broadcast (kanal shared ) Ethernet 80211 wireless LAN

Ne linket broadcast te gjithe shohin te gjithe


Akses ne linke broadcast Kanali eshte unik (bus Ethernet eter) nese dy nyje transmetojne njekohesisht

kemi interference kolizion nese nje nyje merr dy ose me shume

sinjale njekohesisht

Kerkohet nje protokoll per te ndare kanalin nyjet duhet te bien dakord se cili do te

flase Por keto komunikime duhet te perdorin vte

kanalin


Tre tipe te protokolleve te ndarjes

Ndarja e kanalit (psh celularet GSM) slot kohe frequence problem zgjidhet ne nivelin 1 Me akses te rastesishem (Ethernet) I pershtatshem per perplasjet Ka nje mekanizem per te duruar kolizionet

Me turne (token ring) Cdo nje transmeton me turn kur zoteron (token)


Protokolle me akses te rastesishem Nese nje nyje duhet te transmetoje e ben dhe

nuk ka nevoje te bihet dakord me perpara Ka shume nyje qe transmetojne Protoolli MAC (Medium Access Control)

specifikon Si te zbulohen kolizionet Si te bashkejetohet me kolizionet (pshme

ritransmetimet e vonuara)

Shembuj Protokollesh MAC me akses kazual slotted ALOHA ALOHA CSMACD (Ethernet) CSMACA (Wi-Fi 80211)


CSMA (Carrier Sense Multiple Access)

CSMA qendrohet ne pergjim perpara se te transmetohet

Nese kanali eshte ne qetesi transmetohet gjithe frame Nese kanali eshte I okupuar vonohet transmetimi

Analogjia me njerezit nuk nderpritet ai qe flet


CSMACD (Collision Detection)CSMACD behet gjithmone monitorimi I

kanalit Ndalohet transmetimi kur kemi kolizion per te

liruar kanalin Zbulimi I kolizionit

Kryhet ne nivelin 1 psh Duke matur voltazhet ne kanal

Analogjia njerezore miresjellje kur fillohet te flitet njekohesisht


Diagrama per CSMACD


Ethernetteknologjia LAN dominuese Me pak se 20euro per skede Eshte historikisht teknologjia e pare LAN Me e thjeshte dhe me ekonomike se token ring dhe ATM Eshte zhvilluar duke dhene standarte shpejtesie (nga

10Mbit deri ne 10Gbit aktuale)

Metcalfersquos Ethernetsketch (topologia a bus)


Algoritmi i Ethernet

1 Krijohet frame per transmetim

2 Nese kanali eshte inaktiv frame transmetohet Nese kanali eshte I okupuar pritet qe te lirohet dhe pastaj te tranmetoje

3 Nese arrihet te transmetohet frame pa arritur ne kolizion skeda e rrjetit supozon se cdo gje ecen OK

4 Nese zbulohet nje kolizion gjate transmitimit ky nderpritet dhe dergohet nje sinjal jam (I piset)

5 Ne vazhdim te deshtimit kalohet ne modalitetin exponential backoff pas kolizionit te m-te skeda zgjedh nje vlere K te rastesishme midis 012hellip2m-1 Do te thote qe pritet per K512 bit dhe kalohet ne hapin 2


Ethernetrsquos CSMACD (ancora)Sinjal (jam) per te qene te

sigurte qe te gjithe te njohin kolozionin 48 bit

Bit time 1 microsec per 10 Mbps Ethernet per K=1023 koha e pritjes

eshte 50msec

Exponential Backoff Qelimi te pershtatet me

ngarkesen prezente Ngarkese e madhe

pritja mesatare me e gjate

Kolizion I pare zgjidh K nga 01

vonesa K 512 bit Pas kolizionit te dyte ne

vazhdim K zgjidhet midis 0123hellip

Pas dhjete kolizioneve zgjedhja behet ne 01234hellip1023


Jo I besueshem dhe pa lidhje

Pa handshake Pa ACK o NACK nga marresi

Mund te kete humbje paketash problema zgjidhet nga TCP Perndryshe niveli 5 do te perballet me humbje

informacioni( UDP)


Struktura e nje frame ethernetDatagrama te enkapsuluar ne frame Ethernet

Preamble 7 bytes me pattern 10101010 te ndjekur nga

1 byte me pattern 10101011 I perdorur per sinkronizimin e ores se

marresit dhe per te okupuar kanalin


Struktura e frame

Adresat 6 bytes Nese adaptori merr nje pakete me MAC address e

vet si destinacion ose nje broadcas frame hapet dhe te dhenat dergohen ne nivelin 3

Perndrysheskeda e rrjetit duhet te skartoje frame

Tipi kodi I protokollit te nivelit 3 te transportuar (IP mund te kete akoma ndonje rrjet IPX Novell AppleTalk)

CRC e kontrolluar nga marresinese eshte gabim frame thjesht skartohet


ARP protokolli per interface me nivelin 3

adresa broadcast =FF-FF-FF-FF-FF-FF

1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN(wired orwireless)


ARP Address Resolution Protocol

Cdo hop IP ka nje tabele ARP te veten

ARP Table tabela e cifteve IPMAC adresave

lt IP address MAC address TTLgt

TTL (Time To Live) koha perpara se nje rresht I tabeles te fshihet (zakonisht 20 minuta)

1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788


ARP sherben brenda LAN A deshiron te dergoje nje

datagrame tek Bpor MAC address e B nuk eshte ne ARP table e A

A dergon nje kerkese ARP ne broadcast

Adresa IP e destinacionit = me ate te broadcast te nenrrjetit (psh 10255255255)

E zevendesuar me FF-FF-FF-FF-FF-FF si adrese e frame

Te gjithe makinat ne domen marrin query

B merr paketen ARP pergjigjet A me MAC address-en e vet

Pergjigjja eshte unicast per A

A ruan ciftin e ri IPMAC address ne a ARP table e vet derisa nuk skadon koha TTL

ARP eshte ldquoplug-and-playrdquo Nyjet krijojne kete tabele ne

menyre dinamike DNS perkundrazi kerkon

konfigurim manualte DNS serverave


Routing midis dy domeneve te kolizionitKerkoj te dergoj datagrama nga A ne B nepermjet a R supozojme qe A njeh

IP e B

R ka dy tabela ARP nje per cdo domen kolizioni

In routing table at source Host find router 111111111110 In ARP table at source find MAC address E6-E9-00-17-BB-4B etc

A

RB


A krijon datagramen me dergues A destinuesB A kupton qe B nuk eshte ne te njejtin LAN ne saje te tabeles se

routing A perdor ARP per te njohur MAC address e R (111111111110)

gateway I paracaktuar A krijon nje frame me MAC address e R si destinues por frame

permban datagramen Alt-gtB Skeda e rrjetit te A dergon frame Skeda e rrjetit te R merr frame R nxjerr datagramen nga frame shikon qe eshte e destinuar per tek

B dhe kupton ( tabela e routing) qe B eshte brenda LAN2 R perdor ARP per te marre MAC address-en e B R krijon nje frame vendos aty datagramen Alt-gtB dhe le dergon tek

B duke perdorur suo MAC address

B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24


Link Layer shkurt

Nyjet hosts dhe router Kanalet e komunikimit qe

lidhin direkt nyjet quhen link Link ne baker fibra optike Link pa fije Link via satellite ecc

Paketa ne nivelin 2 quhen frame permbajne datagrame te nivelit 3 (nese duhet edhe me shume se 1 datagram per frame)

ldquolinkrdquo

data-link (niveli 2) ka pergjegjesi te transferoje datagrama nga nje nyje tek nje tjeter nepermjet nje linku direkt































shtese




dergues

frame

marresdatagrama

frame


Protokoll nivel 2


Tipe te link











kanalin























Diagrama per CSMACD
















eshte 50msec












informacioni( UDP)







Struktura e frame









1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53








1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24































shtese




dergues

frame

marresdatagrama

frame


Protokoll nivel 2


Tipe te link











kanalin























Diagrama per CSMACD
















eshte 50msec












informacioni( UDP)







Struktura e frame









1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53








1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24


Tipe te link











kanalin























Diagrama per CSMACD
















eshte 50msec












informacioni( UDP)







Struktura e frame









1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53








1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24







kanalin























Diagrama per CSMACD
















eshte 50msec












informacioni( UDP)







Struktura e frame









1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53








1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24























Diagrama per CSMACD
















eshte 50msec












informacioni( UDP)







Struktura e frame









1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53








1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24
















eshte 50msec












informacioni( UDP)







Struktura e frame









1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53








1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24





informacioni( UDP)







Struktura e frame









1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53








1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24







Struktura e frame









1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53








1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24




1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53








1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24







1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN

237196723

237196778

237196714

237196788
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24
















IP e B



A

RB








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24








B

A

R

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24

kapitulli 5 link layer and lans

Documents