OSI Μοντέλο αναφοράς

Φυσικό Επίπεδο (physical layer – modem) modulator & demodulator Yπηρεσία που παρέχεται στο DLC: (αναξιόπιστος) σωλήνας bit (bit pipe). Λειτουργία: σχεδίαση κυματομορφών (waveform design) . Συγχρονισμός της ακολουθίας των bits Σύγχρονος σωλήνας bit Διακοπτόμενα σύγχρονος (intermittent synchronous) σωλήνας bit Ασύγχρονος σωλήνας bit (συνήθως σε δίκτυα υψηλών ταχυτήτων) (συνήθως σε τοπικά δίκτυα) (αργή επικοινωνία, π.χ. τερματικό με υπολογιστή)

Περιβάλλον Επικοινωνίας (interface) μεταξύ DLC & modem Επικοινωνία από DTE προς DCE DTE = Data Termination Equipment (Συσκευή τερματισμού δεδομένων) DCE = Data Communications Equipment (Συσκευή επικοινωνίας δεδομένων)

Επίπεδο Ελέγχου Δεδομένων Συνδέσμου (DLC) Λειτουργίες: πλαισίωση (framing), έλεγχος λαθών, επαναμετάδοση. Λαμβάνονται πακέτα από το επίπεδο δικτύου. Ο DLC προσθέτει σε κάθε πακέτο μια επικεφαλίδα (header) και μια απόληξη (trailer) σχηματίζοντας έτσι τα πλαίσια. Ο DLC μεταδίδει πλαίσια (και κενά δεδομένα –idle fill για σύγχρονους σωλήνες bit) προς το κατώτερο επίπεδο. Ο DLC ανιχνεύει λάθη και απαιτεί επαναμεταδόσεις.

Επίπεδο Δικτύου Κάθε εσωτερικός κόμβος (PSE) ή host (external site) έχει ένα επίπεδο δικτύου και έναν DLC για κάθε σύνδεσμο. PH = Packet Header (Επικεφαλίδα πακέτου) FH = Frame Header (Επικεφαλίδα πλαισίου) FT = Frame Trailer (Απόληξη πλαισίου) Υπηρεσία που παρέχει: αποστολή πλαισίων από μια πηγή σε ένα δέκτη. Λειτουργίες: δρομολόγηση & έλεγχος ροής δεδομένων. Το επίπεδο δικτύου μπορεί να παράγει και δικά του πακέτα. Το επίπεδο δικτύου μπορεί να λείπει (π.χ. σε επικοινωνιακά συστήματα πολλαπλής προσπέλασης).

Λειτουργία Επιπέδου Δικτύου Δρομολόγηση: τα πακέτα παραδίδονται στα υψηλότερα επίπεδα είτε στη σωστή (χρήση εικονικών κυκλώματων) είτε σε λάθος (χρήση datagrams) σειρά. Έλεγχος ροής δεδομένων: ελέγχει αν ο δέκτης μπορεί να απορροφήσει τα πακέτα που λαμβάνει – αν όχι τότε περιορίζει τη ροή των πακέτων. Διάδοση πληροφοριών: συμφόρηση & καθυστερήσεις σε ουρές, κατάσταση κόμβων και συνδέσμων κ.τ.λ.

Επίπεδο MAC (Medium Access Control) Υπηρεσία: διακοπτόμενα σύγχρονος σωλήνας bit. Λειτουργία: κατανέμει το κανάλι στους κόμβους, αντιμετωπίζει τις συγκρούσεις κ.τ.λ.

Επίπεδο Μεταφοράς Λειτουργίες: Σπάσιμο μηνυμάτων σε πακέτα (και επανασυναρμολόγηση στο δέκτη) Πολυπλεξία πολλαπλών συνόδων που έχουν κοινό προορισμό σε μία σύνοδο. Διάσπαση συνδιαλέξεων υψηλού ρυθμού μετάδοσης σε αρκετές μικρότερες χαμηλότερου ρυθμού συνόδους. Έλεγχος λαθών. Έλεγχος ροής.

Επίπεδο Διαδικτύου Χρειάζεται σε κόμβους (πύλες – gateways) όπου συναντώνται δυο ασύμβατα μεταξύ τους δίκτυα. Λειτουργίες: δρομολόγηση και έλεγχος ροής μεταξύ των δικτύων, μετατροπή του format των πακέτων κ.τ.λ. Συνήθως θεωρούμε ότι βρίσκεται πάνω από το επίπεδο δικτύου. Πύλες που ενώνουν δυο δίκτυα ίδιου τύπου λέγονται γέφυρες (bridges).

Δρομολόγηση στο διαδίκτυο

Επίπεδο Συνόδου (Session layer): παρέχει Επίπεδο Συνόδου (Session layer): παρέχει χρηματικές επιβαρύνσεις, δικαιώματα πρόσβασης, συναρτήσεις σύνδεσης (login functions). Επίπεδο Παρουσίασης (Presentation layer): παρέχει κώδικες μετατροπής χαρακτήρων, κρυπτογράφηση δεδομένων, συμπίεση δεδομένων. Επίπεδο Εφαρμογών (Application layer): παρέχει στους χρήστες συγκεκριμένες υπηρεσίες μεταφοράς δεδομένων (π.χ. ftp, rlogin, e-mail, telnet κ.τ.λ.).

Επικεφαλίδες κάθε επιπέδου Κάθε επίπεδο κοιτάζει μόνο την επικεφαλίδα που του αντιστοιχεί.

ARQ: Στρατηγικές Επαναμετάδοσης Επίπεδο DLC (επίπεδο μεταφοράς) ΑRQ = Automatic Repeat reQuest (αυτόματη ζήτηση επαναμετάδοσης) Επίπεδο DLC (επίπεδο μεταφοράς) Υποθέτουμε: Ότι η ανίχνευση λαθών δεν κάνει ποτέ λάθος. Ότι το κανάλι διατηρεί τη σειρά των πακέτων. Ότι τα πακέτα μπορεί να καθυστερήσουν για τυχαίο χρονικό διάστημα ή και να χαθούν. Το αντίστροφο κανάλι (από το λήπτη στο δέκτη) είναι επίσης επιρρεπές σε λάθη. Θέλουμε ο DLC του Β να λάβει όλα τα πακέτα που του στέλνει ο DLC του A μια φορά το καθένα και με τη σωστή σειρά.

Μοντέλο μετάδοσης πλαισίων Το πακέτο 2 χάνεται. Το πακέτο 4 περιέχει λάθη. Τα πακέτα 1, 3 και 5 γίνονται αποδεκτά από τον B.

Καθαρά πρωτόκολλο Στάσης και Αναμονής (pure stop and wait protocol) ACK = ACKnowledgement (επιβεβαίωση) NAK = Negative AcKnowledgement (απόρριψη) CRC = Cyclic Redundancy Check Code (είδος κώδικα ανίχνευσης λαθών) Αφού ο Α στείλει ένα πακέτο, περιμένει κάποιο σήμα ACK (επιβεβαίωση) ή NAK (απόρριψη): Αν λάβει ACK, ο Α στέλνει το επόμενο πακέτο. Αν λάβει NAK, ο Α στέλνει το ίδιο πακέτο. Αν ο A δεν λάβει ούτε ACK ούτε NAK μέσα σε ένα προκαθορισμένο χρονικό διάστημα (time-out), τότε ξαναστέλνει το ίδιο πακέτο (πλάισιο).

H χρησιμοποίηση ορίων χρόνου (timeouts) για τα χαμένα πακέτα απαιτεί τη χρήση αριθμών ακολουθίας (sequence numbers - SN) Τα ACK πακέτα πρέπει να περιέχουν κάποιον αριθμό που (να καθορίζει ποιο είναι το πακέτο που επιβεβαιώνεται κάθε φορά).

Παράδειγμα χρήσης αριθμών ακολουθίας Αριθμοί αίτησης (request numbers - RN) Αντί για τον αριθμό του πακέτου που επιβεβαιώνεται κάθε φορά στα ACK και NAK, ο δέκτης στέλνει τον αριθμό του πακέτου που περιμένει. Οι αριθμοί ακολουθίας και αίτησης μπορούν να στέλνονται mod 2 (επειδή τα πακέτα n & n+2 δε μπορούν να βρίσκονται ταυτόχρονα στο σύστημα.

Αυτό δουλεύει σωστά για κάθε τιμή καθυστερήσεων και χρονικών ορίων, υπό τις προϋποθέσεις: Ότι τα πακέτα ταξιδεύουν με τη σωστή σειρά στους συνδέσμους. Ότι ο CRC ανιχνεύει πάντα λάθη αν υπάρχουν. Ότι το σύστημα αρχικοποιείται σωστά. Αρχική κατάσταση με τον Β να περιμένει να στείλει ο A Ο Β λαμβάνει το πακέτο 1 αλλά ο Α δεν το ξέρει Ο Β λαμβάνει το πακέτο 0 αλλά ο Α δεν το ξέρει SN του Α, RN του Β

Γράφημα Πρωτοκόλλων του Διαδικτύου FTP = File Transfer Protocol HTTP = Hyper-Text Transport Protocol NV = Network Video TFTP = Trivial File Transfer Protocol TCP = Transport Control Protocol UDP = User Datagram Protocol IP = Internet Protocol