Ellenőrző kérdések a Lokális hálózatok témaköréből

Ez az oldal a korábbi SCH wiki-ről lett áthozva. Az eredeti változata itt érhető el.

Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor kérlek javíts rajta egy rövid szerkesztéssel.

Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót

Előző: SzgHaloVizsgaAdatKapcs Következő: SzgHaloVizsgaHalozAtv

1. Melyek a lokális hálózatok főbb jellemzői?

• kis áthidalható távolság
• jó minőségű adatátvitel, nagy sebesség( 10-100 Mb/s), Bit Error Rate alacsony (10^-9)
• adatszóró, többszörös elérésű hálózat
• topológiája lehet sín, fa, gyűrű
• csavart érpár vagy koaxkábel

alá-fölé rendelt/egyenrangú viszony, centralizáció / azonos jogok- mindenki hozzáfér(broadcast), ugyanakkor versengés a közegért.

2. Melyek a LAN architektúra jellegzetességei?

Az adatkapcsolati réteg két alrétegből áll:

• MAC (Medium Access Controll) réteg felel a közeg hozzáférés szabályozásáért
• LLC (Logical Link Controll) garantálja a megbízhatóságot, a magasabb szintekkel való kommunikációt.

H	- -	H
LLC	-LLC -	LLC
MAC	-ALOHA/CSMA-CD-	MAC
Fizikai	- -	Fizikai

3. Milyen statikus és dinamikus csatorna elérési módokat ismer?

előre meghatározott(determinisztikus) szabályok szerint fér hozzá az állomás a közeghez:

• statikus: előre kiosztott hozzáférési lehetőségek
  • FDMA frekvencia osztás szerint
  • TDMA időosztásos hozzáférés - időszelet áll a rendelkezésére

• dinamikus: igény szerinti kiosztás:
  • token passing
  • helyfoglalásos
  • egyéb véletlenszerűek

4. Mi jellemzi a véletlen hozzáférést, mi a determinisztikus hozzáférést?

véletlen: ha az állomás forgalmazni szeretne nincs visszatartó erő:

• ALOHA
• CSMA
• CSMA/CD

osztott: mindig csak egy egységnek van joga forgalmazni, és ez körbejár

• token passing

központosított: egy kitüntetett állomás engedélyezi a többinek az adást

5. Ismertesse az egyszerű ALOHA és a réselt ALOHA hozzáférési eljárást!

Az ALOHA protokollnál mindenki adhat anélkül, hogy ellenőrizné a vonalat, és mindenki visszajelzést kap, ha ütközés volt (többen adtak egyszerre).

• egyszerű ALOHA: A véletlen hozzáférés miatt ütközési esemény lép fel, ha két csomag egyidejűleg ugyanazon az alapsávú csatornán találkozik: részleges ütközés estén egy új állomás kezd forgalmazni miközben már egy csomag úton volt a csatornán. Teljes ütközésről beszélünk, ha két állomás pontosan egy időpillanatban kezdi meg a csomag küldését.
• réselt ALOHA: központi óra segítségével ütemezzük a terminálokat, minden állomás csak az időrés elején kezdhet el adni. Csak teljes ütközés fordulhat elő, illetve sikeres átvitel.

6. Ismertesse a nem-perzisztens, az 1-perzisztens és a p-perzisztens CSMA hozzáférési eljárásokat!

A CSMA protokoll család része: belehallgat a vonalba mielőtt adni kezdene:

• nem perzisztens (udvarias): időzítést indít, ha belehallgatott és csomagot talált a vonalon, ha lejárt újra belehallgat.
• 1 perzisztens: folyamatosan figyeli az erőforrást és amint üres lesz a csatorna egyből forgalmazni kezd.
• p perzisztens: Ebben az esetben, amikor a vonal szabaddá válik, akkor C állomás p valószínűséggel kezd el, illetve 1-p valószínűséggel nem kezd el forgalmazni (azaz ?t-vel elhalasztja kérelmét).

7. Ismertesse a CSMA/CD MAC protokollt (keretszerkezet, minimális keretméret, pad mező szerepe, eljárás, működési állapotok, késleltetések beállítása, résidő, kábelezési kérdések, alkalmazhatósága)!

Ennél a protokollnál az ütközés detektálható az állomások számára, minden állomásba be van építve egy olyan áramkör, amely az általa feltett jel és a vonali jel teljesítményét (vagy a logikai szintek különbözőségét) figyeli. Amennyiben a vonali teljesítmény nagyobb, mint az általa feltett, az ütközést jelent. Amikor az A és a B állomás által generált 2 jel egyszerre kerül a vonalra, ezt mindkét állomás áramköre jelzi, így az ütközött forgalmazás megszakad, mindkét adó beszünteti a működését. A CSMA-val ellentétben itt az A és B állomás is tudja, hogy nem sikerült elküldeni a felhasználónak az adatot. A és B állomások beállítanak saját maguknak egy dt késleltetést, majd a késleltetés letelte után újra megpróbálják elküldeni az adatot. Az állomások által választott dt késleltetéseknek különbözőnek kell lenniük az újabb ütközések elkerülése végett [ exponenciális back-off (visszatartás) algoritmusa ]. Nagy forgalom esetén nő az ütközések valószínűsége, csökken a rendszer átbocsátó képessége. Így a hálózat működése lehetetlenné válhat.

• CSMA/CD keretszerkezet*:

Előhang

SD

DA

SA

LC

DATA

PAD

FCS

az előhangban "10" ismétlés zajlik legalább 7 byte-on keresztül. Az SD lezárja az előhangot egy '11' bitekkel. SA a küldő, DA a célállomás címét (MAC address) jelöli, ha a 47. bit 0 egyedi ha 1 akkor csoportos, a 48. bit pedig a helyi (1) vagy a globális (0) címet fogja jelenteni. Az LC mező szolgál az adatmező hosszának közlésére.
Az adatmező legfeljebb 1500, legalább 46 byte, ha nincs elég átküldésre váró adat: kitölti a PAD-dal. Az FCS által védett mezők: csak a "DA,SA,LC,DATA,PAD".

A állomás akkor lehet biztos benne, hogy kerete ütközés nélkül átért a vonalon, ha a visszaérkező keret ugyanaz, mint amit küldött. Legyen a vonal távolságának megtételéhez szükséges idő: T. Akkora keretet kell generálni, hogy kitöltse a 2T-t. 10Mbps-es Ethernet esetén, 200 000 km/s jelterjedést, és 2.5 km-es vonalat (ami 5 darab 500 m-es szegmensből áll, vonali ismétlőkkel) számítva ez kb. 25 µs. A biztonsági időt is beleszámítva ez kb. 50 µs. Ezzel a minimális kerethossz 61 byte-ra jön ki, amit 64 byte-ra egészítünk ki. Így a keret minimális hossza 64 byte. Ha nincs ennyi felhasználói adat, és ezért a keret hossza nem éri el a 64 byte-ot, akkor az adatmező végére töltelék biteket (PAD) kell generálni.

• A PAD szerepe*: ha a küldendő adat mérete nem éri el a minimális 46byte-ot automatikusan kitölti a keretet a PAD-dal, melyet a vevő majd leválaszt a fogadáskor.
  
• A protokoll állapotai*: tétlen (nincs forgalmazás), adás (egyetlen állomás forgalmaz), versengés (a vonal megszerzése)
  
• késleltetés*: n db ütközés esetén dT=random(0,n) *résidő (51,2 µs)
  
• Kábelezés*: vastag Ethernet kábel (10Base5) 10Mb/s 500m, vékony Ethernet kábel(10BAse2) lsd. 4.13. ábra KÉK könyv.
  
• Alkalmazhatóság*: Alacsony kihasználtság esetén kevés ütközés van, ezért jók a véletlen hozzáférésű protokollok. Magas kihasználtság mellett az ütközések túl gyakorivá válnak, ilyenkor egy determinisztikus protokoll jobban teljesít.

8. Fast Ethernet, Gigabit Ethernet származtatása a normál Ethernet protokollból.

Szerintem ez bullshit -- SzaMa - 2006.01.16.

• fast Ethernet: megtartja a régi keretformátumokat, interfészeket és lejárási szabványokat. A bitidőt 100 ms- ról 10ns-ra csökkenti, 10BaseT kábelezés, 3as kategóriás UTP séma, név: 100 BaseT4 4db sodrott érpár. Összekötés elosztókkal és kapcsolókkal.
• gigabites Ethernet: kompatibilis (nyugtázatlan datagram, egyes/többesküldés, 48 bites címzési séma), pont-pont elrendezés - nincs versengés duplex esetben. A félduplex megoldás pazarló ezért csak a kompatibilitást szolgálja használni csak ritkán szokták. Lézerfény mint adattovábbító eszköz, új kódolási lejárás, 10 bites kódszavak:
  • nem lehet négynél több azonos bit egymás mellett egy kódszóban
  • legfeljebb 60% azonos bit egy kódszóban

Elősegítik a szinkronizálást, átlagosan az egyesek száma megegyezik a nullákkal.

• 51,2 μs résidő => minimális keretméret: 512 bit (64 bájt)
• 10 Mbit/s normál Ethernet esetén 2500 m hosszú a vonal, a bitidő: 0,1 μs
• 100 Mbit/s Fast Ethernet esetén 250 m hosszú a vonal, a bitidő: 0,01 μs
• 1000 Mbit/s Gigabit Ethernet esetén a vonal 25 m lenne, de ez nem értelmes táv, a bitidő 1 ns. A kb. 200 m távolság eléréséhez a minimális keretméretet kell 8-szorosára növelni az alábbi megoldások közül valamelyikkel:
  • vagy ki kell terjeszteni a keretméretet töltelékbitek berakásával, hogy elérjék a 8-szor hosszabb minimális keretméretet
  • vagy keretlöketeket kell előállítani (egyszerre 8-at összefogni, és ezeket egyszerre a hálózatra tenni).

9. Milyen versengéses ütközés nélküli protokollokat ismer?

• bittérkép (helyfoglalásos): N időrésből áll az ütközés megelőzési periódus, ha az i. állomás küldeni szeretne akkor az i. időrésben egy 1es bittel jelzi a szándékát, ezután a számsorrend szerint kapnak engedélyt a küldésre.
• *bináris visszaszámlálás*: minden állomás rendelkezik egy binárisan kódol állomás címmel, ezek azonos hosszúak. Bitenként versenyeztetik a címeket, pl: 0010 0100 1001 1010 versenye: 1 körben 0 0 1 1, az első kettő kiesik bentmarad a másik kettő. 2. kör: 0 0 mindkettő továbbjut a 3.körbe: 0 1 tehát a negyedik állomás fog a csatornán forgalmazni.

10. Milyen korlátozott versengéses protokollokat ismer?

Az aszimmetrikus protokoll ötvözi a versenyhelyzet és az ütközésmentes protokollok jó tulajdonságait: kis terhelés esetén versenyhelyzetet teremt, nagy terhelés esetén viszont ütközésmentesen engedi csak forgalmazni az állomásokat. Adaptív fabejárás (Capetanakis)

• HyperChannel protokoll minden állomást prioritási osztályba soroljuk. Egy csomag elküldését követő időt szeletekre bontjuk, a 0. időszelet a válaszadás lehetőségét biztosítja a vevő félnek. Ha a legutóbbi üzenetre nem kíván válaszolni a vevő az i. prioritási osztályba tartozó állomások kapják meg a következő i. időrést. Ha elérik az utolsó prioritási osztályt és ők sem kívánnak forgalmazni egy ún. POD üzenettel újrakezdődik az ütemezés. Ezáltal gyakorlatban előfordulhat, hogy két állomás egymásközt teljesen lefoglalja a vonalat. (Ez NEM a CSMA /CA Collosion avoidance)
• Vezérlőjel átadás (Token passing): az állomásokat sorbakötjük egy tokenútvonal szerint és akihez eljut a token az megkezdheti a csatorna használatát. Minden állomásnak rendelkezésre áll egy ún. THT (token holding time), melynek lejárta után tovább kell adnia a tokent, ezáltal a token körbejárásának is maximalizálva van az ideje: n állomás esetén n*THT=TRT (Token Rotating Time). Mindez nem időosztásos vezérlést jelent, ugyanis küldendő adat nélkül illetve az elküldött adat befejezése után az állomások azonnal továbbadják a tokent.

11. Ismertesse a Hyperchannel protokoll lényegét!

lsd 10.

12. A WLAN-okban milyen csatorna hozzáférési módokat ismer? Ismertesse ezek lényegét!

• Distributed Coordination Function (DCF): CSMA/CA (CSMA with Collision Avoidance) alapján adás előtt belehallgat a közegbe, ha nincs forgalom adni kezd, ütközéskor kettes exponenciális várakozásba kezd. Virtuális csatornaérzékelés: a küldő ad egy RTS (Request to Send) keretet, ami (csakúgy, mint a CTS) tartalmazza a forgalmazandó adat hosszát. A fogadó visszaküld egy CTS-t (Clear to Send) ha kész fogadni. Ha bármelyik másik állomás észleli a CTS és RTS keretek bármelyikét, beállít magának egy NAV-t (Network Allocation Vector) és amíg a NAV tart addig nem próbálkozik az adatküldéssel.

• Point Coordination Function (PCF): A bázisállomás időnként körbe kérdezi a többi állomást, hogy akarnak-e adatot forgalmazni.

A két elérési mód meg kell, hogy férjen egymás mellett. Ezt a superframe-ek biztosítják, melyek egy DCF és egy PCF frame-et tartalmaznak egymás után

13. Ismertesse a CSMA/CA protokollt (keretszerkezet, négyutú HS, késleltetések, többszörös keret küldés)

Carrier Sense Multiple Access with Collosion Avoidance Ezt a wireless lanok alkalmazzák, azért nem mindenki látja az egész területet, és fontos, hogy mindenki csöndben maradjon akkor is, ha egy másik pár kézfogásból csak részleteket hallott.

A mac keret vezérlő mezője ki van egészítve (rts, cts, ack, újrapróba, wep, a protokoll verziószáma stb.), +2 cím van (a forrással és a céllal összeköttetésben lévő bázisállomás, tehát összesen 4 cím) mazochisták nézzék meg a kék könyv 338. oldalán

• Fizikai szintű támogatás
  • megméri, hogy ad-e más
  • ha nem, IFS (interframe space) várakozás után adni kezd
  • a más ad, Back Off Time-ig vár, kettes exponenciális visszalépés algoritmusa, véletlenszerű.
  • ütközés esetén (azaz nincs válasz időben) újra küld
• MAC szintű ütközéselkerülés
  • (IFS elteltével) RTS-t küld (request to send)
    • erre a kívülállók blokkolják magukat: Network Allocation Vector
  • címzett (IFS elteltével) CTS-t válaszol (crear to send)
    • erre a kívülállók blokkolják magukat, ha még eddig nem tették: Network Allocation Vector
  • (IFS elteltével) forrás elküldi az adatot
  • (IFS elteltével) címzett nyugtát küld
    • NAV véget ér

14. Milyen determinisztikus hozzáférésen alapuló MAC protokollokat ismer? Ismertesse ezek lényegét!

lsd. 9.

15. Ismertesse az LLC szolgáltatás és protokoll szerepét (keretszerkezet, mezők, funkciók)!

A LAN architektúra második rétege, feladata a hibakezelés, a forgalom szabályozás és a duplex működés biztosítása.

• hibajavításhoz folytonos ARQ-t (GoBackN, szelektív ismétlés)-t használ.
• forgalom szabályozást csúszóablakokkal oldja meg.

Keretszerkezete:

DSAP

SSAP

vezérlés

adat

a címzett SAP címe, feladó SAP, HDLC keretszerkezet I/S/U fajtájú keretek (lsd. I/27).Nem tartalmaz semmilyen utalást a keret elejére és végére. Ennek magyarázata az, hogy ez be fog ágyazódni a MAC keretébe, ami tartalmazza a keret elejére és végére utaló jelet.

-- adamo - 2005.12.29. -- HAMU - 2006.01.02.