SK

Seriál: Príbeh o sieťach, časť tretia – linková vrstva a Ethernet

V predchádzajúcej časti sme sa zoznámili s transportnou a sieťovou vrstvou, predstavili si hlavne protokoly TCP, UDP, IP a povedali si niečo o IP adresách. Dnes sa pozrieme na zúbok predposlednej vrstve OSI modelu, ktorou je linková vrstva. V súvislosti s ňou sa nedá nespomenúť technológia Ethernet, ktorá  je najrozšírenejšia LAN technológia v súčasnosti.

 

Linková vrstva (L2)

Úlohou tejto vrstvy je umožniť komunikáciu dvoch alebo viacerých prepojených sieťových rozhraní toho istého typu nad spoločným médiom. PDU tejto vrstvy je frame (rámec). Okrem toho má táto vrstva aj iné úlohy, ktorými sú adresovanie uzlov, riadenie prístupu k médiu, prenos dát, kontrola správnosti prenosu.
 
Rámce, ktoré putujú cestou k cieľu môžu prechádzať viacerými typmi linkovej technológie. Hranice týchto rôznych technológii bývajú na smerovačoch prípadne na bridgoch (mostoch). Určite mnoho z vás doma používa Wi-Fi, ktorú vysiela router. Z neho však už potom dáta do Internetu idú po kábli. Pakety tak prechádzajú rôznymi linkovými technológiami, pričom PDU paketov a PDU vyšších vrstiev sa nemení. Čo sa však mení je frame. Každé zariadenie, ktoré ma preposlať frame ho príjme, dekapsuluje, a znovu enkapsuluje do nového rámca podľa použitej linkovej technológie. 
 
Linková vrstva sa zvykne deliť na 2 podvrstvy: LLC (Logical Link Control, vyššia podvrstva) a MAC (Media Access Control, nižšia podvrstva). 
Úlohou LLC je najmä rozlíšiť rôzne L3 protokoly prenášané tou istou linkovou technológiou. Dodatočne môže vykonávať ešte číslovanie či potvrdzovanie.
MAC vrstva ma za úlohu adresáciu uzlov a riadenie prístupu k médiu. V súvislosti s MAC vrstvou Vám možno napadol pojem MAC adresa. Práve pomocou nej sa na úrovni linkovej vrstvy vykonáva adresovanie.
 
Už sme povedali, že úlohou linkovej vrstvy je riadiť prístup k médiu a to tak, aby nedochádzalo ku kolíziám. Poďme si vysvetliť pojem kolízia. Kolízia nastáva vtedy, keď viaceré stanice vysielajú naraz nad spoločným médiom a dochádza k poškodeniu framov. Priestor siete, v ktorom môže dôjsť ku kolízii nazývame kolízna doména. Typicky ide o staršie typy sieti tvorené hubmi, ale týka sa to aj dnešných Wi-Fi sietí. V takomto priestor smie vysielať iba jedna stanica naraz. Prechádzaniu kolízií sa budem viac venovať v časti Ethernet.
 
 
Spomeňme ešte pojem duplex. Rozlišujeme half-duplex a full-duplex.
Half-duplex znamená, že obojsmerná komunikácia síce je možná, ale nie naraz. Stanica môže buď prijímať alebo vysielať dáta. Príkladom je Wi-Fi.
Full-duplex znamená, že je možné naraz prijímať i vysielať dáta. Ak zariadenia pracujú v režime full-duplex potom nie je možné, aby nastala kolízia.
 
Teraz pár slov k rámcom. Hovorili sme, že pri prechode rôznymi linkovými technológiami sa zakaždým pakety enkapsulujú do nového rámca. Z toho vyplýva, že rámcov bude viac typov. To je pravda, avšak ich základný formát je mnoho krát veľmi podobný. V hlavičke rámca nájdeme adresné informácie (cieľovú a zdrojovú MAC adresu), typ rámca, druh prenášaných dát či prípadne dĺžku rámca.
V päte býva hlavne kontrolný súčet pre identifikáciu chýb.
V rámci môže byť ešte aj iné polia ktoré slúžia napríklad pre synchronizáciu komunikujúcich zariadení. Na obrázku nižšie sú vyobrazené 2 typy rámcov. Vidieť môžete aj frame typu Ethernet avšak ešte aj samotný Ethernet používa 3 typy rámcov. O tom však už viac v časti...
 
Comments (4)
Hrochy
Myslim si, ze pouzivanie jedneho slova pre dane zariadenie je spravnejsie: bud switch alebo prepinac, bud router alebo smerovac. Do Ethernetu by bolo vhodne spomenut aj medziramcovu medzeru, ktora je dlha 12 B - Inter Frame Gap (IFG). Oddeluje casovo od seba ramce kvoli casu potrebnemu na spracovanie ramca (prijatie a ulozenie do CAM, rozoznanie poli). Este detail a snad sa autor neurazi: "Viac o nej v diely o Wi-Fi" - ma byt makke i. 4. strana ".. aký sú prepínače inteligentné" - aké "Ak by sme teda mali hub s rýchlosťou portov 100Mb/s a k nemu pripojených 8 staníc, každá by mala k dispozícii rýchlosť iba 12,5Mb/s. Hub je navyše pomerne hlúpe zariadenie, ktoré neskúma dátovú časť rámcov. Prijaté rámce teda iba rozpošle všetkými portami von (broadcast) čo zaťažuje zbytočne linky (rámec sa síce dostane aj k skutočnému adresátovi, ale zároveň aj k iným počítačom, ktoré rámce zahodia)." Dobre by bolo spomenut, ci ide o full alebo half duplex. Rychlost 2 komunikujucich moze byt kludne na 100Mbit/s, ale ostatni nesmu komunikovat - nie vzdy sa deli prenosove pasmo medzi stanice. Rozposielanie ramcov vsetkym je spravne, ale nie je to sam o sebe broadcast, lebo ramce Ethernet maju konkretnu zdrojovu aj cielovu MAC, nie broadcastovu (vo vacsine casu pripojenia). Preto prepinace rusia kolizne domeny, ale nie broadcastove (L2 a L3 broadcast). Dalej to aj riesis, tak to pisem len ako pripomienku k danej vete. "Každý rámec pri použití VLAN nesie 12-bitovú značku VLAN ID, podľa ktorej prepínač vie, do ktorej VLAN rámec zaradiť." VLAN Tag sa dava len ak je potrebny. Prepinac vyuzivajuci VLANy bez smerovania medzi nimi (potrebne je pouzit smerovac) nemusi pouzivat VLAN ID - 802.1Q tag. VLAN je povodne len cisto softverova zalezitost v prepinacoch. Je to vlastne soft. rozdelenie prepinaca na ako keby separatne kusy. Znovu je samozrejme na autorovi, ci chcel alebo nechcel myslienku rozvinut. Celkovo vsak pekne napisany clanok, no mozno to chcelo mat viac obrazkovh pripadne aj animovanych sekvencii. Ak sa vam nieco nepaci, kludne mozete moj komentar vymazat :).
Broslowski
Preco by sa nam nieco nepacilo? vdaka za tak skvely komentar! diskusia je viac nez vitana
Vladys
Za upozornenie na gramatické chyby ďakujem. Čo sa týka tých pripomienok k technológiám - samozrejme, že sa neurazím a je jasné, že by sa dalo o každej zo spomenutých (aj nespomenutých) technológií písať viacej, avšak cieľom týchto článkov nie je zaťažovať ľudí zložitými výrazmi a princípmi práce jednotlivých protokolov, ale iba poskytnúť zjednodušený pohľad na základy fungovania sietí. Celkovo však ďakujem za postreh :)
passco
No asi tak ti poviem .. som rád že som spracoval čo je v článku nie ďalších X somarín, ktoré sú užitočné pre toho kto s tým pracuje
Add new comment
TOPlist