Topic 2 Data Link Layer Part A

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
Ancient Greek for Everyone: A New Digital Resource for Beginning Greek Unit 4: Conjunctions 2013 edition Wilfred E. Major
Advertisements

Comparative vs. Superlative
Δίκτυα Η/Υ ΙΙ Έλεγχος Συμφόρησης Congestion Control.
Αναλογική- Ψηφιακή Φωτογραφία (Φιλμ-Αισθητήρας)
Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Κρήτης
SCHOOL YEAR Ms Kefallinou. Language A: Language and Literature is directed towards developing and understanding the constructed nature of meanings.
Πρωτόκολλα για Ασύρματα Δίκτυα και ΑΤΜ. Σιγανός Γεώργιος Multiplexing voice and video packet traffic Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών Πολυτεχνείο Κρήτης “Traffic.
1 Basic network tools Layers recap Basic Addressing ping traceroute ipconfig.
Internet protocol stack
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ Διάλεξη 11: Χρήση δομών, εξωτερικών αρχείων και γραφικών στο Matlab Εαρινό εξάμηνο 2008.
ΣYMBOΛIKOΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ. ΣYMBOΛIKOΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ - Παράδειγμα %polynomial (Expression, Variable) polynomial (X, X). polynomial (Term, X) :- number (Term).
Ancient Greek for Everyone: Unit 3: Greek Nouns supplement: Tips on Translating Greek into English GREK 1001 Fall 2013 M-Th 9:30-10:20 Coates 236 Wilfred.
2013 edition Wilfred E. Major
Business Process Management and Knowledge Toolkit
GREECE PELOPONNESE KORINTHIA Some information about web site of Xylokastro. When you go to web site:
Some information about our place. Greece is a small country on the south of Europe. The peninsula, where Greece is located, is called Balkan.
MOBILITY (MOBILE IP).
Βάσεις Δεδομένων Ευαγγελία Πιτουρά 1 Distributed Database Systems.
Θεωρία Γραφημάτων Θεμελιώσεις-Αλγόριθμοι-Εφαρμογές
Τεχνολογία ΛογισμικούSlide 1 Έλεγχος Καταψύκτη (Ada) Τεχνολογία ΛογισμικούSlide 39 with Pump, Temperature_dial, Sensor, Globals, Alarm; use Globals ; procedure.
Ρυθμίσεις Android phones για MMS και Internet. 20/6/2013 Although every effort has been taken, this DRAFT technical paper has been prepared in good faith.
Αντικειμενοστρεφής Προγραμματισμός Κλάσεις και άλλα θέματα Απόστολος Ζάρρας * βασισμένα και σε δουλειά του.
Πληροφοριακά Συστήματα και Βάσεις Δεδομένων
Βάσεις Δεδομένων Ευαγγελία Πιτουρά 1 Data Mining.
ΛΙΠΙΔΙΑ Ορισμός A group of compounds that are soluble in certain organic solvents such as Ether, Benzene, and Chloroform, and are insoluble in water.
Lesson 14: Around the city JSIS E 111: Elementary Modern Greek Sample of modern Greek alphabet, M. Adiputra,
Comenius E.R.G.O Equal Rights Great Opportunities Presentation by the Greek Delegation to Hungary.
Lesson 18c: At the University JSIS E 111: Elementary Modern Greek Sample of modern Greek alphabet, M. Adiputra,
Lesson 32a: Trasportation JSIS E 111: Elementary Modern Greek Sample of modern Greek alphabet, M. Adiputra,
Lesson 47-48a: Furniture JSIS E 111: Elementary Modern Greek Sample of modern Greek alphabet, M. Adiputra,
Πανεπιστήμιο Κύπρου – Τμήμα Πληροφορικής EPL602 Foundations of Web Technologies jQuery Mobile News Site Presented by: Christodoulos Michael Dimitris Stokkos.
JSIS E 111: Elementary Modern Greek
1 Please include the following information on this slide: Παρακαλώ, συμπεριλάβετε τις παρακάτω πληροφoρίες στη διαφάνεια: Name Giannakodimou Aliki Kourkouta.
Developing Human Values Through the Cross-curricular Approach.
MARIE CURIE  Project about Project  Πειραματικό Λύκειο Πανεπιστημίου Μακεδονίας  Team 3 Ξενίδης Γιώργος Βαρελτζίδου Μαρίνα Γαβριηλίδου Ελένη.
6 Η ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ: ΠΑΝΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ: ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ, ΜΕΣΩΝ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ.
ΗΥ Παπαευσταθίου Γιάννης1 Clock generation.
Προσομοίωση Δικτύων 2n Άσκηση Δημιουργία, διαμόρφωση μελέτη επικοινωνιακών ζεύξεων.
Week 11 Quiz Sentence #2. The sentence. λαλο ῦ μεν ε ἰ δότες ὅ τι ὁ ἐ γείρας τ ὸ ν κύριον Ἰ ησο ῦ ν κα ὶ ἡ μ ᾶ ς σ ὺ ν Ἰ ησο ῦ ἐ γερε ῖ κα ὶ παραστήσει.
WRITING B LYCEUM Teacher Eleni Rossidou ©Υπουργείο Παιδείας και Πολιτισμού.
Προσομοίωση Δικτύων 4η Άσκηση Σύνθετες τοπολογίες, διακοπή συνδέσεων, δυναμική δρομολόγηση.
Προσομοίωση Δικτύων 3η Άσκηση Δημιουργία, διαμόρφωση μελέτη σύνθετων τοπολογιών.
Αριθμητική Επίλυση Διαφορικών Εξισώσεων 1. Συνήθης Δ.Ε. 1 ανεξάρτητη μεταβλητή x 1 εξαρτημένη μεταβλητή y Καθώς και παράγωγοι της y μέχρι n τάξης, στη.
OFDM system characteristics. Effect of wireless channel Intersymbol interference in single carrier systems due to multipath propagation with channel delay.
Διασύνδεση LAN Γιατί όχι μόνο ένα μεγάλο LAN
Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός ΙΙ
Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός ΙΙ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ
Εξόρυξη δεδομένων και διαχείριση δεδομένων μεγάλης κλίμακας
Οσμές στη Σχεδίαση του Λογισμικού
ΤΟ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΟ TCP.
ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΩΝ Παρουσίαση μαθήματος.
ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ
Find: φ σ3 = 400 [lb/ft2] CD test Δσ = 1,000 [lb/ft2] Sand 34˚ 36˚ 38˚
aka Mathematical Models and Applications
GLY 326 Structural Geology
Find: angle of failure, α
Find: ρc [in] from load γT=110 [lb/ft3] γT=100 [lb/ft3]
Find: ρc [in] from load γT=106 [lb/ft3] γT=112 [lb/ft3]
τ [lb/ft2] σ [lb/ft2] Find: c in [lb/ft2] σ1 = 2,000 [lb/ft2]
Find: Force on culvert in [lb/ft]
Find: ρc [in] from load (4 layers)
CPSC-608 Database Systems
Cipher Feedback Mode Network Security.
Applications/Requirements for Public-key
Baggy Bounds checking by Akritidis, Costa, Castro, and Hand
To Teach Curricular Subjects
Chiltern Hills Academy
Entry 27 – Starter Copy and simplify
Complements White Box Testing Finds a different class of errors
Μεταγράφημα παρουσίασης:

Topic 2 Data Link Layer Part A The majority of the slides in this course are adapted from the accompanying slides to the books by Larry Peterson and Bruce Davie and by Jim Kurose and Keith Ross. Additional slides and/or figures from other sources and from Vasos Vassiliou are also included in this presentation. DataLink Layer

The Data Link Layer Our goals: understand principles behind data link layer services: error detection, correction link layer addressing reliable data transfer, flow control sharing a broadcast channel: multiple access examine various link layer technologies DataLink Layer

Link Layer: Introduction Some terminology: hosts and routers are nodes communication channels that connect adjacent nodes along communication path are links wired links wireless links LANs layer-2 packet is a frame, encapsulates datagram data-link layer has responsibility of transferring a datagram from one node to an adjacent node over a link DataLink Layer

Link layer: context transportation analogy trip from Princeton to Lausanne limo: Princeton to JFK plane: JFK to Geneva train: Geneva to Lausanne tourist = datagram transport segment = communication link transportation mode = link layer protocol travel agent = routing algorithm Datagram transferred by different link protocols over different links: e.g., Ethernet on first link, frame relay on intermediate links, 802.11 on last link Each link protocol provides different services e.g., may or may not provide reliable data transfer over link DataLink Layer

Link Layer Services Framing, link access: Flow Control: encapsulate datagram into frame, adding header, trailer channel access if shared medium “MAC” addresses used in frame headers to identify source, dest different from IP address! Flow Control: pacing between adjacent sending and receiving nodes DataLink Layer

Link Layer Services (more) Error Detection: errors caused by signal attenuation, noise. receiver detects presence of errors: signals sender for retransmission or drops frame Error Correction: receiver identifies and corrects bit error(s) without resorting to retransmission Reliable delivery between adjacent nodes Retransmissions seldom used on low bit error link (fiber, some twisted pair) wireless links: high error rates Q: why both link-level and end-end reliability? DataLink Layer

Link access link layer implemented in “adaptor” (aka NIC) datagram link layer protocol rcving node sending node frame frame adapter adapter link layer implemented in “adaptor” (aka NIC) Ethernet card, PCMCIA card, 802.11 card sending side: encapsulates datagram in a frame adds error checking bits, rdt, flow control, etc. receiving side looks for errors, reliable data transfer (rdt), flow control, etc extracts datagram, passes to receiving node adapter is semi-autonomous link & physical layers DataLink Layer

Placement of the data link protocol. Link access Placement of the data link protocol. DataLink Layer

Framing A frame also includes: Destination Address (in Header) Error Detection Code (in Trailer) DataLink Layer

A character stream. (a) Without errors. (b) With one error. Framing A character stream. (a) Without errors. (b) With one error. DataLink Layer

Framing (2) (a) A frame delimited by flag bytes. (b) Four examples of byte sequences before and after stuffing. DataLink Layer

Framing (3) Bit stuffing (a) The original data. (b) The data as they appear on the line. (c) The data as they are stored in receiver’s memory after destuffing. DataLink Layer

Flow Control and Error Control Fundamental mechanisms that determine performance Can be implemented at different levels: link, network, or application Difficult to model performance Simplest case: point-to-point link Constant propagation Constant data rate Probabilistic error rate Traffic characteristics DataLink Layer

Error Control Used to recover lost or damaged PDUs Involves error detection and PDU retransmission Implemented together with flow control in a single mechanism Performed at various protocol levels DataLink Layer

Types of Error An error occurs when a bit is altered between transmission and reception Single bit errors One bit altered Adjacent bits not affected White noise Burst errors Length B Contiguous sequence of B bits in which first last and any number of intermediate bits in error Impulse noise Fading in wireless Effect greater at higher data rates DataLink Layer

Error Detection EDC= Error Detection and Correction bits (redundancy) D = Data protected by error checking, may include header fields Error detection not 100% reliable! protocol may miss some errors, but rarely larger EDC field yields better detection and correction DataLink Layer

Error Detection Process DataLink Layer

Parity Checking Additional bits added by transmitter for error detection code Parity Value of parity bit is such that character has even (even parity) or odd (odd parity) number of ones Even number of bit errors goes undetected DataLink Layer

Parity Checking Single Bit Parity: Two Dimensional Bit Parity: Detect single bit errors Two Dimensional Bit Parity: Detect and correct single bit errors Detect up to 4 bit errors Odd parity example DataLink Layer

Internet checksum Goal: detect “errors” in transmitted segment (note: used at transport layer only) Receiver: compute checksum of received segment check if computed checksum equals checksum field value: NO - error detected YES - no error detected. But maybe errors nonetheless? More later …. Sender: treat segment contents as sequence of 16-bit integers checksum: addition (1’s complement sum) of segment contents sender puts checksum value into checksum field DataLink Layer

Cyclic Redundancy Check For a block of k bits transmitter generates n bit sequence Transmit k+n bits which is exactly divisible by some number Receive divides frame by that number If no remainder, assume no error DataLink Layer

Cyclic Redundancy Check view data bits, D, as a binary number choose r+1 bit pattern (generator), G goal: choose r CRC bits, R, such that <D,R> exactly divisible by G (modulo 2) receiver knows G, divides <D,R> by G. If non-zero remainder: error detected! can detect all burst errors less than r+1 bits widely used in practice (ATM, HDCL) DataLink Layer

CRC Example Want: D.2r XOR R = nG equivalently: D.2r = nG XOR R if we divide D.2r by G, want remainder R D.2r G R = remainder[ ] DataLink Layer

Error-Detecting Codes Calculation of the polynomial code checksum. DataLink Layer

Framing, Error Control and noise Suppose that we have a frame of size n bits and the bit error probability = p (independent from the bit error probability in any other bit). Probability of correct (no error) transmission of frame = (1-p)n The larger the frame, the larger the error probability! The smaller the frame, the larger the ratio of overhead information trasnmitted If the error probability is “small”, then the receiver can ask for a retransmission. If the error probability is “large”, then the it may be more effective to use a forward error correction code FEC. DataLink Layer

Error Correction Correction of detected errors usually requires a data block to be retransmitted Not appropriate for wireless applications Bit error rate is high Lots of retransmissions Propagation delay can be long (satellite) compared with frame transmission time Would result in retransmission of frame in error plus many subsequent frames Need to correct errors on basis of bits received DataLink Layer

Working of Error Correction Add redundancy to transmitted message Can deduce original in face of certain level of error rate E.g. block error correction code In general, add (n – k ) bits to end of block Gives n bit block (codeword) All of original k bits included in codeword Some FEC map k bit input onto n bit codeword such that original k bits do not appear DataLink Layer

Error Correction Process Each k bit block mapped to an n bit block (n>k) Codeword Forward error correction (FEC) encoder Codeword sent Received bit string similar to transmitted but may contain errors Received code word passed to FEC decoder If no errors, original data block output Some error patterns can be detected and corrected Some error patterns can be detected but not corrected Some (rare) error patterns are not detected Results in incorrect data output from FEC DataLink Layer

Error Correction Process DataLink Layer

Error-Correcting Codes Use of a Hamming code to correct burst errors. DataLink Layer

Κυκλικός Κώδικας Πλεονασμού (Cyclic Redundancy Check CRC). Βασισμένη στη θεωρία των πεπερασμένων πεδίων. Κάθε συρμός (bit stream) αντιπροσωπεύει ένα πολυώνυμο M(x) (n+1)-bit συρμός αντιπροσωπεύει πολυώνυμο βαθμού n. 1001  M(x) = 1x3+0x2+0x1+1x0= x3+x0 Επιλογή διαιρέτη: Πολυώνυμο C(x) βαθμού k το οποίο γνωρίζουν ο αποστολέας και παραλήπτης. Ο αποστολέας στέλνει το πολυώνυμο P(x) το οποίο είναι βαθμού n+k (δηλαδή n+k+1 bits). Το πολυώνυμο P(x) επιλέγεται έτσι ώστε το υπόλοιπο της διαίρεσης P(x) / C(x) να είναι 0. Ο παραλήπτης κάνει τη διαίρεση και αν υπάρχει υπόλοιπο τότε το δεδομένο πλαίσιο έχει κάποιο σφάλμα. Εάν δεν υπάρχει υπόλοιπο, τότε πιθανότατα το πλαίσιο παραλήφθηκε σωστά. DataLink Layer

Ιδιότητες Διαίρεσης Πολυωνύμων Ένα πολυώνυμο Τ(x) διαιρείται από το C(x) εφόσον το Τ(x) είναι μεγαλύτερου βαθμού από το C(x). Ένα πολυώνυμο Τ(x) διαιρείται από το C(x) εφόσον το Τ(x) είναι ίσου βαθμού με το C(x). Το υπόλοιπο της διαίρεσης Τ(x) / C(x) βρίσκεται με την αφαίρεση του C(x) από το Τ(x). Η αφαίρεση του πολυωνύμου C(x) από το Τ(x) βρίσκεται απλά με την πράξη «αποκλειστικό ή» (Exclusive-OR (XOR)) σε κάθε ζεύγος αντίστοιχων συντελεστών. DataLink Layer

Κυκλικός Κώδικας Πλεονασμού Ο αποστολέας θέλει να μεταδώσει τα δεδομένα που αντιστοιχούν στο πολυώνυμο M(x). Αποστολέας και παραλήπτης συμφωνούν τον διαιρέτη C(x) ο οποίος είναι βαθμού k. Ο αποστολέας πολλαπλασιάζει M(x) επί xk για να δημιουργήσει το πολυώνυμο T(x), δηλαδή T(x)= xk M(x). Ο αποστολέας διαιρεί το Τ(x) δια C(x) και βρίσκει το υπόλοιπο R(x). Αφαιρείται το R(x) από το Τ(x) και το αποτέλεσμα P(x) = Τ(x) - R(x) αποτελεί το συρμό ή πλαίσιο που αποστέλλεται στον παραλήπτη. DataLink Layer

Παράδειγμα Ο αποστολέας θέλει να στείλει το συρμό 10011010. Αντίστοιχο πολυώνυμο: Πολυώνυμο Διαίρεσης C(x)= x3+x2+1 Πολλαπλασιάζουμε το M(x) επί x3 με αποτέλεσμα Το οποίο αντιστοιχεί στο συρμό 10011010000 Στη συνέχει εκτελούμε τη διαίρεση DataLink Layer

Η αφαίρεση αντιστοιχεί στην πράξη Exclusive-OR (XOR) Παράδειγμα Η αφαίρεση αντιστοιχεί στην πράξη Exclusive-OR (XOR) Για συντομία οι μεταβλητές x δεν χρησιμοποιούνται αλλά απλά εννοούνται. DataLink Layer

Παράδειγμα 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 Ο αποστολέας θα στείλει τον συρμό 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 Μήνυμα CRC 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 DataLink Layer

Παράδειγμα: Επαλήθευση παραλήπτη 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 Υπόλοιπο =0, οπόταν πιθανότατα δεν υπάρχουν σφάλματα 1 1 0 1 0 0 0 DataLink Layer

Πολυώνυμα Διαίρεσης C(x) CRC Πολυώνυμο CRC-8 CRC-10 CRC-12 x8+x2+x1+1 x10+x9+x5+x4+x1+1 x12+x11+x3+x2+x1+1 CRC-16 CRC-CCITT CRC-32 x16+x15+x2+1 x16+x12+x5+1 x32+x26+x23+x22+x16+x12+ +x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x1+1 DataLink Layer