تكلمنا فى ال Session اللى فاتت عن ال Physical Layer وخلصناها وبداءنا نتكلم عن ال MAC Address وعرفنا انه مكون من 48bits = 12 hexadecimal والرقم ده موجود دائم فال ROM بتاع كارت ال NIC
الراوتر وال PC ليهم MAC Address اما ال Switch ملهوش لان ال Switch ماهو الا وسيله ربط ال PCs ببعض
اذا كل ال DTE ليهم Router , PC MAC Address
و كل ال DCE ليس لهم Switch , Hub MAC Address
وال MAC Address يسمى ايضا Physical Address , H/W Address
وحدود ال MAC Address هى ال LAN اما اذا انتقلنا الى ال WAN سننتقل الى ال IP Address
وهنعرف ليه بعدين
Layer 2 : Data Link Layer - PDU (Protocol Data Unit) :-
2- MAC Method :-
وهى الطريقه التى يستخدمها الاجهزه داخل ال Network فالارسال والاستقبال
عرفنا ان جميع الاجهزه المتوصله على ال HUB تعتبر داخل one collision domain وذلك لان ال HUB بي Flood ال data لكل الناس لانه لا يفهم MAC ِAddress اى لا يعرف ال Destination لما بيستلم data من اى جهاز وبذلك لا يستطيع اى جهاز ان يرسل ويستقبل فى نفس الوقت لانه سيحدث Collision
وايضا اذا ارسل اكثر من جهاز data فى نفس الوقت سيحدث collision فما العمل
الحل هو استخدام Technique or Algorithm فالارسال والاستقبال بحيث ينظم هذه العمليه
فال Mobile communication ال algorithms المستخدمه هى CDMA , TDMA , FDMA
اما فال Network فال Algorithm المستخدم هو CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access / Collision detection)
ومن اسمه هو algorithm يستخدم لعمل Sense لل Media قبل الارسال حتى نتفادى ال Collision
وفكره هذا البروتوكول ان لو جهاز معين ارسل data فالكل هي sense ال Media وهيلاقيها مشغوله فينتظروا كلهم
All devices on HUB operate in Half Duplex = Can either TX or RX at same time
If a dvices wants to send frame , it should sense it's RX
If RX is free --then device can send frame
If RX is busy--then device should wait
لكن لو فى جهزين عملوا هيرسلوا فى نفس الوقت فهيعملوا Sense فهيلاقوا ال RX is free فهيرسلوا فهيحدذ collision فبذلك هذه الطريقه CSMA/CD تقلل فقط ال Collision و Can't avoid Collision 100%
وبكده نكون قللنا ال Collision لكن فالمقابل السرعه بطيئه جدا ودى مشكله ال HUB
وده اللى دفعنا الى استخدام ال Switch بدلا منه لان ال Switch سيقوم بحل هذه المشكله وطريقه ال CSMA/CD شغاله فقط مع ال HUB واى جهاز لما بيعرف انه متوصل على HUB بيشتغل CSMA/CD اما لو متوصل على Switch فلا يشغل ال CSMA/CD بسبب بطىء ومشاكل هذا ال Algorithm
3- MAC Flow Control :-
ودى الطريقه التى تميز ال Switch عن ال Hub لان هذه الطريقه موجوده فى Layer 2 فقط وال Hub بيفهم Layer 1 فقط
هذه الطريقه مكونه من 3 خطوات وهم ال Bufferinh , Congestion Avoidance , Windowing
3.1-Buffering :-
وهو تخزين ال data التى يتم ارسالها من جميع الاجهزه فى ال RAM داخل ال switch فدى السبب انه لا يحدث collision لان لو ال Hub كان يقدر يعمل buffering لل data كان اكثر من جهاز يقدر يرسل ويستقبل فى نفس الوقت بدون collision
3.2-Congestion Avoidance :-
لما ال RAM تتملىء بال data ويوجد overflow اى ال RAM مش قادره تستقبل اى data اخرى فهيبدا يحصل discard لل data الزياده ولكن لو ال frame اللى جاى data و frame voice فهيقوم بعمل discard for data not voice وذلك لان ال voice or video يعتبر real time اى لو حدذ delay هيأثر فيه عكس ال data لو حصل فيها delay مش هيلاحظ ودى اسمها ال QOS(Quality of Service)
اذا ال data is low periority than voice and video
and one frame of data = 1500 byte
and one frame of voice is 150 byte
يعنى لو عملت discard ل frame واحد data هقدر ادخل مكانه 10 voice frames
3.3-Windowing:-
هناخدها فى layer 4
4-MAC Frame (Frame Format):-
preamble & Start Frame Delimiter :-
used for Clocking and Synchronization
يستخدم ك Flag اى بيعرفوا ال RX ان ال TX هيبدل يرسل Frames وايضا بيعرف ال RX سرعه الارسال اى ال TX شغال 10M or 100M or 1G or 10G or 100GBPS
وال Preamble بتتبعت فى اول Frame فقط وبعد كده يتم ارسال ال Frame بدايا من ال Destination Address
Destination Address :-
48 bit address , and one byte = 8 bits
hence 48 bits = 48/8=6 bytes
وهو ال MAC Address بتاع الجهاز اللى هرسل له ال Frame وهنعرف بعدين ازاى ال TX بيعرف ال MAC Address بتاع ال RX
Sourse Address :-
وهو ال MAC Address بتاع الجهاز المرسل
Length :-
وهنا يتم تحديد نوع البروتوكول اللى شغال بيه Layer 3 اى شغال IPV4 or IPV6 or Apple Talk or IPX وهنعرف ايه دول فى Layer 3
Data (Packet):-
ودى ال Data القادمه من Layer 3 وتسمى Packet
CRC (Frame Check Sequence):-
وهى المستخدمه فى ال error detection
Hence the Frame size = Header (6+6+2) + Data(46---1500) + Tiler (4)
=64 byte---------1518 byte
5-Layer2 Devices :-
وهى اى device بيفهم ال MAC Address , MAC Method , MAC Flow Control , Frame Format
5.1-NIC ( Network Interface Card):-
وهو ال Card الموجود فال PC وعليه ال MAC Address وال CSMA/CD وفيه ال Memory اللى بتعمل buffering لل Data (Flow Control) وهو اللى بيكون ال Frame (H,T)
اذا بيقوم بكل خصائص Layer 2
5.2-Bridge :-
ثانى Layer 2 device ولكن لا يستخدم حاليا بسبب انه Operates by SW
بمعنى ان اى حاجه بتم فيه من خلال Algorithms بمعنى اخر ان اى data بيبعتها ال PC وبتدخل عليه لازم بيعديها على program معين قبل اتخاذ اى اجراء وده بيسبب بطىء كبير داخل ال network
وبالاضافه الى قله عدد ال Ports مقارنه بال Switch بس فالمقابل افضل من ال Hub ولكن اسوء من ال Switch وده اللى خلانا نلجىء فالنهايه لل Switch لمعالجه بطىء ال bridge ونزود عدد ال ports
5.3-Switch :-
It's Multi Port bridge
It'soperating using hardware called ASIC(Application Specific Integrated Circuit)
عيوب ال Bridge نجدها مزايا فال Switch فعدد ال ports كبير بالاضافه انه بداخله Chip اسمها ASIC يتم برمجتها ثم وضعها داخل ال Switch وتقوم بعمليه معينه بحيث تحل مشكله بطىء ال processing inside bridge فمثلا بيتم برمجه ASIC لتبنى الجداول ويتم برمجه ASIC اخرى ليميز ال data high priority ويتم برمجه ASIC ليعمل Forwarding وبذلك ال Switch هيبقا سريع جدا
LAN Switch operation :-
Learning Forwarding Remove Layer 2 Loops
1-Learning :-
Forming MAC Address Table by checking Source MAC in frame
عندما يتم وضع Switch داخل ال Network فبيبدأ تكون ال MAC Table عن طريق انه ينتظر اى جهاز يرسل data ثم ي check ال source MAC بتاعه ويضعه امام ال Port اللى متوصل عليه وهكذا مع جميع الاجهزه حتى يبنى ال MAC Table
وبكده اى Data يستقبلها بعد ما تم بناء ال Table هيقدر يفهمها ويعمل لها Forwarding لل Destination من غير ما يعمل Flood لل data مثلما يفعل ال Hub
نفترض انه يوجد PC مبيبعتش حاجه فبكده مش هيعرف يحطه فال Table وهينتظر انه يرسل اى حاجه لكل يحط ال MAC بتاعه داخل ال Table
نفترض ان يوجد PC متسجل فال Table بس مبيبعتش حاجه لفتره طويله فال Switch هيمسح ال MAC بتاعه من الجدول حتى يفرغ مكان ل PC اخر خصوصا لو ال Network كبيره جدا ومتوصل عليها اجهزه كتيره جدا
Switch will delete inactive entry after 5 minutes of inactivity (By default)
Switch port can Learn many devices on same port
علشان كده سيسكو عامله Switch يقدر يبنى MAC Table ل نص مليون device مش معنى كده انها انتجت Switch فيه نص مليون Port معنى كده ان Ports بتاعت ال Switch تقدر تشيل اكتر من device
اذا ال Switch لما بيدخل على network جديده اى ال RAM بتاعته فاضيه لسه مبناش ال MAC Table فاول خطوه هيبنى ال MAC Table عن طريق انه ينتظر اى جهاز يرسل له Data ثم يضع ال MAC بتاعه امام ال Port بتاعه وبي Flood ال data دى لكل الناس لانه ميعرفش ال Destination MAC فال data دى ثم هينتظر ال Destination device يرد عليه بردو وهيت check ال sourse MAC من ال Frame وهيسجل ال MAC بتاعه امام ال Port وهكذا حتى يبنى ال MAC Table
اذا ال Switch بيتعلم لما حد بيتكلم
ولو عارف هيوصل ولو مش عارف هي Flood ويستنى الرد
وده الفرق بينه وبين ال Hub فال Hub دائما مش عارف فبي Flood على طول اما ال Switch بي Flood فالبدايه حتى يكون ال MAC Address وبعد مايكونه عمره مابي Flood الا لو فى جهاز جديد اتضاف
ان شاء الله هنستكمل ال Data link layer فى Session 4 وتقدر تشوفها على اللينك التالى
https://telecommunicationworldss.blogspot.com/2019/11/ccan-full-arabic-course-part4-data-link.html
0 التعليقات:
إرسال تعليق