Let's get physical: de link- en fysieke laag

Datacommunicatie en Netwerken

Les 3: Lets get physical30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag2OverzichtLes 1: Netwerken in vogelvlucht

Les 2: De taal van het Internet: TCP/IP

Les 3: Lets get physical: de link- en fysieke laag

Les 4: The big picture: hoe past het allemaal in elkaar?30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag3Het eenvoudigste netwerkPoint-to-point verbinding

ABHoe stuur je gegevens over een kabel?Kan iedereen zomaar beginnen te verzenden?Hoe weet je dat de gegevens voor jou bedoeld zijn?Hoe pakken we storing aan?

30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag4De plaats in de protocol stackApplicatieTransportNetwerk/Internet(Data)linkFysiekHoe wisselen we informatie uit tussen direct verbonden apparaten?Hoe zetten we die informatie op het medium? 30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag5Ethernet

30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag6Ethernet: het MAC-adres

ABHoe weet je dat de gegevens voor jou bedoeld zijn?

C

Seq: 1 S: 1060 D:67MAC-adres

...FrameMedium Access Control-adres (48 bit, in hardware gebakken)LinkFysiek

Bron-IPBest-IP30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag7switch vs. routerApplicatieTransportNetwerkLinkFysiekApplicatieTransportNetwerkLinkFysiekNetwerkLinkFysiekApplicatieTransportNetwerkLinkFysiekApplicatieTransportNetwerkLinkFysiekLinkFysiekHost AHost BRouterHost AHost BSwitch

30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag8Ethernet: ARP

AB (00-FF-EF-50-CA-E5)Hoe weet iedereen elkaars MAC-adres?CAddress Resolution Protocol192.168.1.5192.168.1.7192.168.1.10Wie heeft 192.168.1.7?00-FF-EF-50-CA-E5 heeft 192.168.1.7!IPMAC192.168.1.700-FF-EF-50-CA-E5192.168.1.520-6A-8A-1E-6A-7530/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag9Hexadecimale getallenSchrijf de volgende getallen in decimaal en binair formaat:Is 00-FF-EF-50-CA-E5 een 48 bit getal?!FF

DD

A3

21255

221

163

331111 1111

11011101

1010 0011

0010 000130/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag10CSMA/CDABHoe voorkomen we botsingen?C/ Collision DetectionCarrier Sense Multiple Access

30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag11Collision DetectionABC

WillekeurigewachttijdWillekeurigewachttijd30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag12Tegelijk verzenden en ontvangen?Half-Duplex: niet tegelijk ontvangen en verzendenFull-Duplex: wel tegelijk ontvangen en verzendenSpace Division Duplex:Time Division Duplex:Frequency Division Duplex: zie straks

TXRXTXRXTXRXTXRX30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag13Hoe stuur je gegevens over een kabel?

Beperkt aantal symbolen Digitaal2 symbolen binair!5V0VLinkFysiek30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag14tekst over een kabel: morse

Hoe schrijf je HALLO?Is deze code binair?Encodering30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag15Een modernere encodering: ASCII

Hoe schrijf je ABRA CADABRA?1 byte per letter, schrijf binair!30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag16Een afbeelding

128 72 2830/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag17Geluid over een kabel

Alle mogelijke waarden: analoog!

30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag18Analoog naar digitaalVoltageTijd34567012Sampling timeSampling rate = 1 / sampling timeKwantisatieniveaus30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag19Samengevat: hoe sturen we informatie over een kabel?FEncoderingb0100011001000110VoltageTijdbittijd: zelfde bij ontvanger!!!bitrate = 1 / bittijd5V30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag20Mogelijke media

KabelDraadloos

Twisted pairCoax

Fiber

30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag21Draadloze communicatiePROBLEEM

30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag22Modulatie

Studio Brussel: 94,5 MHz

Q-Music: 88,6 MHz

802.11g WiFi:2,8 GHzModem = Modulator / DemodulatorFrequency Division Multiple Access:Frequency Division Duplex:n frequentie voor elke richting!30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag23EMIElektromagnetische Interferentie = storingAnaloog

Digitaal10011001011001000101Oorzaken?

Slechte kabels, slordige draadloze apparatuur, atmosferische effecten, de Big Bang, ...30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag24Mogelijke oplossingen

Foutdetectieklassieke ASCII: 7 bits + 1 pariteitsbitK: 1001100 1L: 1001101 0FoutcorrectieWelke woorden zijn correct ontvangen als de laatste bit een pariteitsbit is?1110101100011000110001111110001010010101100

Seq: 1 S: 1060 D:67MAC-adres

32-bit foutdetectieBron-IPBest-IP30/11/2012Datacommunicatie en Netwerken de link- en fysieke laag25De kabel van de toekomst!

Wavelength Division Multiple AccessCoax / Twisted Pair:max 1 Gbit/sOptical Fiber: max 70 Tbit/s!! GEEN LAST VAN EMI !!