1. Basics of COMPUTER NETWORKS
Chapter 3
Data link Layer
Computer Engineering
Faculty of Engineering
Kurdistan University (

2. سرفصل‌هاي درس فصل 1: مفاهيم اوليه فصل 2: لايه فيزيكي
فصل 3: لايه پيوند داده
فصل 4: لايه شبكه
فصل 5: لايه انتقال
فصل 6: لايه كاربرد
فصل 7 :‌كابل كشي ساخت يافته

3. فصل 3: لايه پيوند داده مقدمه فريم بندي روشهاي تشخيص و تصحيح خطا
كنترل جريان
استاندارد IEEE براي شبكه هاي كامپيوتري
استاندارد شبكه هاي محلي بي سيم

4. مقدمه وظايف اين لايه: فريم بندي كنترل خطا كنترل جريان
كنترل دسترسي به رسانه

5. فريم بندي روشهاي ساختن فريم: بر اساس شمارش كاراكتر
بايت گرا : قرار دادن يك سري كاراكتر خاص براي مشخص كردن شروع و انتهاي يك فريم: DLE-STX و DLE-ETX
بيت گرا : با دنباله اي از بيتها شروع و انتهاي فريم مشخص مي شود.

6. روشهاي تشخيص و تصحيح خطا
روش توازن (فرد يا زوج)
روش CRC :
16 : 16 و15و2و0
32 : 32و26و23و22و16و12و11و10و8و7و5 و4و2و1و0
CCITT : 16و12و5 و0
روش همينگ

7. CRC

8. Figure 10.14 CRC encoder and decoder

10. Table 10.7 Standard polynomials

11. Hamming Code Bit position 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Encoded data bits p1
Parity bit coverage X
p16

13. كنترل جريان
ترتيبي اتخاذ شود كه فرستنده بيشتر از ظرفيت گيرنده داده ارسال نكند.
پيش فرضها (حالت ايده آل) :
حجم بافر نامحدود
كانال ارتباطي بدون خطا
پروتكل پنجره لغزان

14. Figure 11.5 Taxonomy of protocols discussed in this chapter

15. Figure 11.6 The design of the simplest protocol with no flow or error control

16. Algorithm 11.1 Sender-site algorithm for the simplest protocol

17. Algorithm 11.2 Receiver-site algorithm for the simplest protocol

18. Figure 11.7 Flow diagram for Example 11.1

19. Figure 11.8 Design of Stop-and-Wait Protocol

22. Topics discussed in this section:
NOISY CHANNELS
Although the Stop-and-Wait Protocol gives us an idea of how to add flow control to its predecessor, noiseless channels are nonexistent. We discuss three protocols in this section that use error control.
Topics discussed in this section:
Stop-and-Wait Automatic Repeat Request Go-Back-N Automatic Repeat Request Selective Repeat Automatic Repeat Request

23. Figure 11.12 Send window for Go-Back-N ARQ

24. Figure 11.13 Receive window for Go-Back-N ARQ

25. Figure 11.19 Receive window for Selective Repeat ARQ

29. كنترل دسترسي به كانال (MAC)
به طور كلي دو روش تخصيص كانال :
ديناميك
روشهايي كه احتمال تصادم در آنها وجود دارد.(ALOHA، SLOTTED ALOHA، CSMA، CSMA/CD)
روشهايي كه احتمال تصادم در آنها وجود ندارد. (Bitmap، Binary Countdown،Token Passing
روشهاي بينابين (روش درخت وفقي)
استاتيك
ALOHA
SLOTTED ALOHA
CSMA
Persistent : به طور مداوم چك مي شود.
Non Persistent : بعد از زماني تصادفي چك مي شود. (مثال كار اداره و ملاقات با رئيس اداره)
CSMA/CD : به محض تشخيص برخورد از ارسال مابقي داده جلوگيري و سيگنال Jam به سايرين ارسال مي كند. الگوريتم Back-Off زمان بعدي كه كامپيوترهاي دچار تصادم بايد دوباره ارسال كنند را مشخص ميكند.
Bitmap يا رزروسازي: آرايه اي به تعداد كامپيوترهاي شبكه كه از رسانه مشترك استفاده ميكنند، درست ميشود.
Binary Countdown : از طريق دادن شماره به هر ايستگاه و هنگام رقابت اولويت با شماره بيشتر است.
Token Passing : هر ايستگاهي براي ارسال بايد نشانه را در اختيار داشته باشد.
درخت وفقي : به كمك درخت و دسته بندي در شاخه ها دسترسي كنترل مي شود.

30. MAC Sub-layer OSI IEEE 802 Data link layer 802.3 CSMA-CD 802.5
Token Ring
Logical link control
Physical
MAC
LLC
802.11
Wireless
LAN
Network layer
OSI
IEEE 802
Various physical layers
Other
LANs

31. استانداردهايIEEEبراي شبكه هاي محلي
IEEE : پروتكلهاي لايه بالاتر در LAN
IEEE 802.2: زيرلايه LLC از پيوند داده
IEEE 802.3: شبكه محلي اترنت
IEEE 802.4: شبكه محلي Token Bus
IEEE 802.5: شبكه محلي Token Ring
IEEE : شبكه محلي بيسيم

32. IEEE 802.3 در سال 1973 توسط متكالف در آزمايشگاه زيراكس به وجود آمد.
10Base5
10Base2
10BaseT
10BaseF

33. 10Base5 implementation حداكثر 500 متر
از تكرارگر تا 4 مرتبه مي توان استفاده كرد
به صورت يك در ميان مي توان به سگمنتها كامپيوتر وصل كنيد
سرعت 10 مگابيت و روش انتقال سيگنال پايه
براي اتصال كامپيوتر به آن از يك كابل AUI و يك Transceiver استفاده مي شود.

34. از تكرارگر تا 4 مرتبه مي توان استفاده كرد
10Base2 implementation
حداكثر 185 متر
از تكرارگر تا 4 مرتبه مي توان استفاده كرد
به صورت يك در ميان مي توان به سگمنتها كامپيوتر وصل كنيد. هر سگمت حداكثر 30
سرعت 10 مگابيت و روش انتقال سيگنال پايه
براي اتصال كامپيوتر به آن از يك اتصال دهنده T شكل BNCاستفاده مي شود.

35. از تكرارگر تا 4 مرتبه مي توان استفاده كرد
10Base-T implementation
حداكثر 100 متر
از تكرارگر تا 4 مرتبه مي توان استفاده كرد
سرعت 10 مگابيت و روش انتقال سيگنال پايه و از كابلهاي UTP استفاده مي شود.
توپولوژي آن ستاره اي است.
براي اتصال كامپيوتر به آن از يك اتصال دهنده RJ45 استفاده مي شود.

36. حداكثر 2 كيلومتر براي تك حالته و 3 كيلومتر براي چندحالته
10Base-F implementation
حداكثر 2 كيلومتر براي تك حالته و 3 كيلومتر براي چندحالته
سرعت 10 مگابيت و روش انتقال سيگنال پايه
از دو زوج رشته فيبر براي ارسال و دريافت استفاده مي شود.
از كانكتورهاي ST يا SC استفاده مي شود.

37. اترنت سريع 100BaseTx ,100BaseFX,100BaseT4 اترنت گيگا بيت
Summary of Standard Ethernet implementations
استانداردهاي جديد
اترنت سريع 100BaseTx ,100BaseFX,100BaseT4
اترنت گيگا بيت
اترنت 10 گيگابيت

38. ساختار فريم اترنت

39. استانداردهايIEEEبراي شبكه هاي محلي
IEEE (Token Bus)
IEEE (Token Ring)
1982 توسط IBM به وجود آمد
هر كامپيوتري كه بخواهد اطلاعاتي ارسال كند بايد نشانه را در اختيار بگيرد.
هر ايستگاه در دو حالت شنود و صحبت مي تواند قرار گيرد
FS : Field Status - FC: Frame Control – AC: Access Control
رسانه انتقال زوج به هم تابيده حفاظ دار و در FDDI از فيبر نوري استفاده مي شود. SD FS
Des Add.
Src. Add.
Information
CRC AC FC ED

40. استانداردهاي شبكه هاي محلي بيسيم
IEEE a (5 گيگا – 11 مگا بيت در ثانيه)
IEEE b (2.4 گيگا –6،9،12،18،24،36،48 و 54 مگا بيت در ثانيه)
IEEE g (2.4 گيگا – 54 مگابيت در ثانيه)
اجزاي اصلي يك شبكه بيسيم:
ايستگاه بيسيم
نقطه دسترسي (Access Point) : نقش سوييچ را در شبكه هاي سيمي بازي مي كند.
توپولوژي هاي شبكه هاي محلي بيسيم:
Ad Hoc
زير ساختار (Infrastructure)
لايه فيزيكي
ارسال طيف گسترده با جهش فركانسي : فركانس سيگنال حامل به شكلي شبه تصادفي و تحت كنترل الگوي جهش تغيير مي كند. FHSS
تكنيك توالي مستقيم : سيگنال روي باند فركانسي بزرگتر از طريق تسهيم آن با يك امضا يا كد ارسال ميشود.. DSSS
روش دسترسي به رسانه
CSMA/CA: در صورتي كه كانال به اندازه زمان DIFS آزاد باشد بسته كنترلي RTS را ارسال و گيرنده بعد از دريافت به اندازه زمان SIFS صبر كرده و سپس CTS را ارسال مي كند و گيرنده درصورت دريافت CTS بعد از مدت زمان SIFS داده را ارسال مي كند.

41. Ad Hoc Communications Temporary association of group of stationsB D C A
Temporary association of group of stations
Within range of each other
Need to exchange information
E.g. Presentation in meeting, or distributed computer game, or both

42. Infrastructure NetworkB2 B1 A1
AP1
AP2
Distribution System
Server
Gateway to
the Internet
Portal
BSS A
BSS B
Permanent Access Points provide access to Internet

43. Hidden Terminal ProblemC A
Data Frame
A transmits data frame
C senses medium,
station A is hidden from C
Data Frame A B C
C transmits data frame & collides with A at B
(b)
New MAC: CSMA with Collision Avoidance

44. CSMA with Collision Avoidance
RTS
A requests to send B C
(a)
CTS A B C
B announces A ok to send
(b)
Data Frame
A sends B
C remains quiet
(c)

45. RTS
CTS
Data Frame
A requests to send B C A
A sends
C remains quiet
B announces A ok to send
(a)
(b)
(c)
ACK
(d)
B sends ACK