Hálózati ismeretek 4 Az adatkapcsolati réteg Bujdosó Gyöngyi Debreceni Egyetem • Informatikai Kar Komputergrafikai és Könyvtárinformatikai Tanszék

Áttekintés Számítógépes hálózatok története, osztályozásai Hivatkozási modellek: TCP/IP, OSI, hibrid Hálózati rétegek fizikai réteg, adatkapcsolati réteg, közegelérési alréteg, hálózati és alkalmazási réteg Az internet adminisztrációja Az internet alapvető szolgáltatásai kommunikáció fájlcsere világháló (World Wide Web) és szemantikus web Hálózati biztonság  Etikai kérdések

Az adatkapcsolati réteg jellemzői Hogyan lehet megbízható, hatékony kommunikációt megvalósítani két szomszédos számítógép között? Szomszédosság: a két gép fizikailag össze van kötve egy olyan kommunikációs csatornával, amely vezetékszerű. Vezetékszerű: rajta a bitek az elküldés sorrendjében érkeznek meg.

A kommunikációs áramkörök Hibáznak Véges az adatátviteli sebességük Nem nulla a késleltetési idejük A protokolloknak ezt figyelembe kell venniük

Az adatkapcsolati réteg feladatai Jól definiált szolgálati interfész biztosítása a hálózati rétegnek Átviteli hibák kezelése Adatforgalom szabályozása, hogy a lassú vevőket ne árasszák el a gyors adók Az átvitel idejére a csomagok keretbe ágyazása

Szolgálattípusok Nyugtázatlan összeköttetés nélküli (akkor használják, ha a hibaarány nagyon alacsony, vagy valós idejű az adatátvitel) Nyugtázott összeköttetés nélküli (megbízhatatlan csatornáknál – csak optimalizáció, DE ez igazából a szállítási réteg feladata) Nyugtázott összeköttetés alapú (pl. routerek)

Nyugtázott összeköttetés alapú szolgálat

Keretezés módszerei Karakterszámlálás Kezdő- és végkarakterek karakterbeszúrással Kezdő- és végjelek bitbeszúrással Fizikai rétegbeli kódolássértés

Hibakezelés és problémái Nyugtázás Teljes keret elveszte esetén nincs válasz – időzítés Újraadás – a keretek sorszámozásával

Forgalomszabályozás Gyorsabb adó, lassúbb vevő Visszacsatolás alapú forgalomszabályozás – engedély a további adásra, tájékoztatás Sebesség alapú forgalomszabályozás Hálózati réteg

Hibajelzés és -javítás Az analóg rendszereknél és a drótnélküli hálózatoknál a hiba viszonylag gyakori Egyesével előforduló hibák Csoportosan előforduló hibák Előny: mivel az átvitel többnyire blokkonként történik, csak néhány blokk lesz hibás – 0,001 bitenkénti hiba egyenként 1000 bites blokkokkal számolva, szinte minden blokkban hibát jelentene. Ha 100-as csoportokban fordul elő, 100 blokkban csak 1 v. 2 blokk lesz rossz. Hátrány: Nehezebb jelezni és javítani

Hibajavító kódok Annyi redundancia beiktatása, amivel a vevő ki tudja következtetni az eredeti adatot (megelőző hibajavítás) m adatbit + r redundáns (azaz ellenőrző) bit = n bites kódszó (n=m+r) Kódszavak és a kód Hamming-távolsága Ha d hibánk van, Hibajavító a kód, ha Hamming-távolsága 2d+1, Hibajelző a kód, ha Hamming-távolsága d+1

Hibajavító kódok Pl. 4 érvényes kódszóval 0000000000 0000011111 1111100000 1111111111 Hamming-távolság: 5  2 bit javítására alkalmas

Hamming-kód 1 bit kijavítására alkalmas Csak egyedi hibáknál működik… DE megtanítható csoportos hibajavításra is.

Hibajelző kódok Blokkonként egyetlen paritás bit nem elegendő. A mátrix alapján képzett paritás szó sem elég jó… CRC (Cyclic Redundancy Code) v. polinóm-kód

Internet adatkapcsolati rétege Épületen belül LAN-ok kétpontos összeköttetés A PPP (Point-to-Point Protocol) biztosítja: Keretezési módszer (keret vége, követk. eleje) Adatkapcsolat-vezérlő protokoll (Link Control P.) Hálózati vezérlő protokoll (Network Control P.) mindegyik támogatott hálózati réteghez

Adatábrázolások: Lehetséges kódok Numerikus kódok (BCD, Stiblitz (3 többl.), Aiken (9-es komplemens) ) Pozíció kódok – 1 bites Hamming-távolsá-gúak, a pozícionáló érzékelőkben használják őket (Gray kód, Johnson kód) Karakter kódok – ezekkel nem csak számokat lehet kódolni (ASCII, ANSI, UNICODE, UTF-8)

Kódolások az előfordulás figyelembevételével Shannon-Fano: Generáljunk olyan kódot, ami figyelembe veszi a karakterek előfordulását Irreducibilitás Egy kód irreducibilis, ha az egyértelműen megfejthető akkor is, ha a kódszavak nincsenek semmilyen megkülönböztető jellel elválasztva. A kód irreducibilitásának szükséges feltétele, hogy ne legyen a kódszókészletben olyan kódszó, amely egy másik kódszó prefixuma.

Következő téma: Közegelérési réteg Adatkapcsolati réteg Következő téma: Közegelérési réteg