Kawalan dan Pengurusan Sambungan/pautan

Mengetahui tugas lapisan pautan data Mekanisma kawalan aliran dan ralat

Pengurusan talian/sambungan merangkumi proses membina (setup) dan memutuskan sambungan

Kawalan aliran memastikan penghantaran data dlm bentuk kerangka adalah teratur, cthnya suatu peranti penghantar tidak akan menghantar data pada kadar yg lebih cepat berbanding dgn keupayaan peranti penerima menerima data

Kawalan ralat pada lapisan pautan data berasaskan (automatic repeat request) ARQ, iaitu penghantaran semula data

Keupayaan Sambungan (Link throughput) Sblm mendalami ttg kawalan aliran, perlu memahami

bgimana aliran data diukur apabila melalui suatu sambungan

Kadar data suatu sambungan = batas atas (upper limit) utk transmisi data

Secara praktisnya, kadar transmisi sebenar blh jadi lebih rendah

Kebykan sistem komunikasi data membahagikan data kpd kerangka (suatu blok data yg tetap)

Keupayaan sambungan = bil bit data dlm kerangka/total masa diambil utk transmisi dan memperakukan kerangka

Faktor throughput < kadar data

Frame overhead Bukan semua kandungan kerangka

merupakan bit data Pengepala (alamat dan no. turutan kerangka)

dan ekor (bit semakan ralat) Kerangka lazimnya mengandungi 1072 bit dan

hanya 1024 adalah bit data > 5% keupayaan telah berkurang wlupun sebelum kerangka dihantar

Faktor throughput < kadar data

Propagation delay Masa yg diambil utk kerangka berpindah dr

satu hujung ke hujung sambungan yg lain Kira drp saat bit pertama meninggalkan

peranti penghantar hingga ia tiba ke peranti penerima

Lazimnya kecil, ttpi dlm sesetengah situasi seperti sambungan satelit, akan mengurangkan throughput jika perakuan digunakan

Faktor throughput < kadar data

Acknowledgement – lazimnya suatu bentuk ARQ digunakan akan mengambil masa jika menunggu

perakuan (ACK) tiba ke peranti penghantar Retranmission

Bila berlaku ralat Penghantaran semula diiringi ACK jika ARQ

digunakan Jika kadar ralat tinggi, akan mengurangkan

throughput

Faktor throughput < kadar data

Processing time Masa yg diambil pd peranti penghantar dan

penerima dlm memproses data Termasuklah mengesan dan membetulkan

ralat dan mengenakan kawalan aliran Jika modem digunakan, masa pemprosesan

lebih lama krn libatkan proses pemodulatan dan penyahmodulatan

Kedudukan Lapisan Pautan Data

Tugas Lapisan Pautan Data

Pempaketan Pengalamatan Kawalan ralat Kawalan aliran Kawalan capaian

Sub-lapisan Kawalan Sambungan Logikal (LLC) dan Kawalan Capaian Media (MAC)

Projek 802

Pada tahun 1985, Persatuan Komputer IEEE memulakan projek yg bernama Projek 802, utk membuat piawaian bagi membolehkan komunikasi antara pelbagai peralatan drp pelbagai pengeluar

Ia meliputi 2 lapisan terbawah dalam model OSI dan sebahagian lapisan ke-3

Projek 802 telah memecahkan lapisan pautan data kpd dua sub-lapisan yg berbeza: Kawalan Sambungan Logikal (LLC) Kawalan Capaian Media (MAC)

Kawalan Sambungan/Pautan Logikal

IEEE 802.2 LLC merupakan sub-lapisan teratas dalam lapisan pautan data

Fungsinya termasuklah pengalamatan logikal, maklumat kawalan dan data

Kawalan Capaian Media

MAC merupakan sub-lapisan terbawah Lapisan ini menyelesaikan masalah perebutan

(contention) utk media yg dikongsi Ia mengandungi spesifikasi penyelarasan

(synchronization), flag, kawalan aliran dan ralat yang diperlukan utk menggerakkan data dr satu tempat ke tempat lain

Ia juga mengandungi alamat fizikal nod seterusnya yg akan menerima dan menunjukkan laluan paket

Bhgn ini diajar dlm TK3133 – kaedah capaian bergantung kpd jenis rangkaian

Senibina Projek 802

IEEE 802 dibahagikan kebeberapa bidang fungsian, dikenalpasti melalui: Nombor

802.1 ~ internetworking 802.2 ~ LLC

Modul MAC 802.3 ~ CSMA/CD (Ethernet) 802.4 ~ Token Bus 802.5 ~ Token Ring Others (802.6 ~ DQDB, 802.11 ~ Polling)

Senibina Projek 802

DISIPLIN DISIPLIN TALIANTALIAN

ENQ/ACKENQ/ACK TINJAU/PILIHTINJAU/PILIH

Aturan penghantaran data

Siapa yang perlu hantar dulu?

Komunikasi peer-to-peer

(mana2 peranti blh mulakan komunikasi)

Komunikasi primer ke sekunder

ENQ/ACK

Disiplin yang digunakan dalam penyambungan titik ke titik

Peranti penerima ENQ/ACK mempunyai 2 perakuan menyambut pelawaan sambungan:

1. ACK :Sedia terima data 2. NAK :Tidak bersedia terima

data Setelah semua data dihantar sistem

penghantar menamatkan komunikasi dengan menghantar 1 kerangka EOT

Disiplin Talian ENQ/ACKDisiplin Talian ENQ/ACKStesyen A Stesyen B

ENQ

ACK

DATA

ACK

DATA

ACK

EOT

Disiplin Tinjau/Pilih

Sesuai untuk topologi yang perantinya dikhususkan kepada primer & sekunder.

Peranti primer mulakan komunikasi hantar kerangka tinjau/pilih untuk mengetahui sekunder ada data atau tak

Peranti sekunder boleh menyambut dengan kerangka NAK / ACK

Setiap peranti sekunder mempunyai alamat yang unik.

Data dari peranti primer guna alamat penerima, data dari peranti sekunder guna alamat penghantar

TINJAU

Primer

Tinjau

NAK

Tinjau

Data

ACK

S1 S2 S3

PILIH

Primer

Tinjau

NAK

Tinjau

Data

S1 S2 S3

Kawalan Aliran

Prosedur yang memberitahu penghantar berapa banyak data boleh dihantar sebelum ia menunggu perakuan penerima.

2 isu timbul: 1.Pemprosesan lebih lambat daripada penghantaran,

penimbal kena simpan data sblm diproses bila penimbal penuh penerima mestilah boleh memberitahu penghantar untuk hentikan penghantaran

2. Kerangka masuk perlu di perakukan sama ada kerangka demi kerangka/beberapa kerangka pada 1 masa, jika ada ralat pada kerangka yang tiba penerima kena hantar 1 mesej ralat (kerangka NAK).

Kaedah Kaedah mengawal aliran mengawal aliran

datadata

Henti & Henti & TungguTunggu

Tetingkap Tetingkap LongsorLongsor

Kawalan Henti dan Tunggu

Kaedah penghantar menghantar 1 kerangka dan tunggu perakuan terima dari penerima sebelum hantar kerangka seterusnya.

BAIK:

Mudah – setiap kerangka disemak & diperaku sblm kerangka seterusnya dihantar

BURUK:

Tidak berapa berkesan kerana prosesnya sangat perlahan

Operasi Normal –Henti dan tunggu

Merujuk kepada lebihan penimbal yang mesti disediakan pada penghantar & penerima

Boleh simpan beberapa kerangka & beri had bilangan maksimum bingkai yang boleh dihantar

Kerangka boleh dihantar selagi tetingkap belum penuh

Kerangka dinomborkan mengikut modulo n; no 0 ke n-1

Kawalan Tetingkap Longsor (sliding window )

Contoh:

n=8; saiz tetingkap = n-1

= 8-1

= 7

Tetingkap Longsor Penghantar

Mengecil dari kiri masuk ke dalam

Apabila bingkai data dihantar

Mengembang dari kanan ke luar

Apabila perakuan ACK diterima

Tetingkap Longsor Penghantar

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5Arah Arah

Dinding ini bergerak ke kanan bila kerangka dihantar

Dinding ini bergerak ke kanan apabila kerangka ACK diterima

Penghantar

Tetingkap Longsor Penerima

Mengecil dari kiri masuk ke dalam

Apabila kerangka data diterima

Mengembang dari kanan ke luar

Apabila perakuan ACK dihantar

Penerima

Tetingkap Longsor Penerima

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5Arah Arah

Dinding ini bergerak ke kanan bila kerangka diterima

Dinding ini bergerak ke kanan apabila kerangka ACK dihantar

Kawalan Ralat

Merujuk kepada kaedah pengesanan dan penghantaran semula data.

Kawalan ralat pada lapisan pautan berdasarkan kepada ARQ.

Penghantaran semula data bergantung kepada 3 keadaan :

1. Kerangka telah rosak 2. Kerangka hilang 3. Perakuan hilang

ARQARQMinta ulang automatik

ARQARQHenti & TungguHenti & Tunggu

ARQARQTetingkap LongsorTetingkap Longsor

ARQ-n Balik UndurARQ-n Balik Undur ARQ penolakanARQ penolakan & pilihan& pilihan

ARQ Henti-TungguSatu bentuk kawalan aliran henti & tunggu yg tlh diperlanjutkan utk memasukkan penghantaran semula data sekiranya kerangka data telah rosak

Peranti penghantar simpan 1 salinan data terakhir

Mekanisme Asas Kawalan Aliran Kerangka data : 0

Kerangka ACK : 1, secara selang seli

Kerangka NAK bagi tahu p’hantar , hantar semula kerangka akhir

Jika perakuan tdk diterima phantar anggap kerangka data terakhir hilang masa p’hantaran

ARQ Henti–Tunggu, kerangka hilang

ARQ Henti–Tunggu, kerangka ACK hilang

ARQ Tetingkap Longsor

Mekanisme utk kawalan ralat penghantar berterusan 3 perkara tambahan :

1. P’hantar simpan semua bingkai data tlh dihantar hingga dpt p’akuan penerima

2. Penerima hantar 1 bingkai NAK shj sekiranya ada bingkai yang rosak

3. Dilengkapi pemasa utk tujuan hilang

ARQ-n Balik Undur

Jika 1 kerangka hilang atau rosak semua kerangka yang telah dihantar bermula dari kerangka terakhir yg mendapat perakuan perlu dihantar semula

ARQ-n Balik Undur, operasi biasa

ARQ-n Balik Undur, kerangka hilang

Saiz tetingkap penghantar

Saiz tetingkap penghantar dlm ARQ –n Saiz tetingkap penghantar dlm ARQ –n undur balik mesti kurang dr 2 kuasa m, undur balik mesti kurang dr 2 kuasa m,

dan saiz penerima mesti sentiasa 1dan saiz penerima mesti sentiasa 1

ARQ penolakan & pilihan

Hanya kerangka yang rosak atau hilang sahja yang akan dihantar semula oleh penghantar

ARQ penolakan & pilihan, kerangka hilang

ARQ penolakan & pilihan

Dlm ARQ penolakan & pilihan, saiz Dlm ARQ penolakan & pilihan, saiz tetingkappenghantar dan penerima tetingkappenghantar dan penerima

mesti <= 2 kuasa m-1mesti <= 2 kuasa m-1

Perbandingan ARQ tetingkap longsor

ARQ n-Balik-Undur Penolakan-Pilihan

Kerangka Rosak

Kerangka rosak dihantar semula, kerangka lain tdk diterima hingga kerangka rosak diganti

kerangka rosak dihantar semula, kerangka yg lain terus diterima

Kerangka Hilang

Penerima hantar no kerangka yg dilangkau,tolak penerimaan kerangka lain

Penerima tdk hantar apa2,p’hantar anggap kebisuan sbg perakuan hilang

Perakuan Hilang

Konsep pemasa diguna utk hadkan masa tunggu p’hantar, t’lalu lama p’hantar hantar semula kerangka yg dah dihantar dr kerangka t’akhir yg m’dpt perakuan

PerbandinganARQ-n-Balik-UndurARQ-n-Balik-Undur ARQ Penolakan-ARQ Penolakan-

PilihanPilihan

1.Mekanisme mudah dilaksanakan.

1.Pengendalian yg lebih kompleks

2.Teknik murah 2.Teknik mahal

3.Tdk bebankan p’hantar & penerima dgn overhed yg tdk perlu

3.Prestasi lebih baik