Data Communications. Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü 11 A. HDLC PPP

Transkript

1 Veri İletişimi Data Communications Suat ÖZDEMİR Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü 11 A. HDLC PPP

2 HDLC High level Data Link Control (HDLC) point topoint ve multipoint linklerde iletişim ş için kullanılan bit oriented bir protokoldür. ARQ mekanizmalarını kullanır. İki yaygın iletim modu vardır normal response mode (NRM) asynchronous balanced mode (ABM)

3 HDLC Normal response mode (NRM) da düğüm dağılımı ğ dengesizdir Bir primary düğüm ve birçok secondary düğüm vardır. Primary düğüm komut gönderir Secondary düğüm sadece cevap verebilir NRM point to point t i tve multiple point l i t linklerde kullanılabilir

4 HDLC Normal response mode (NRM)

5 HDLC Asynchronous balanced mode (ABM) de konfigürasyon dengelidir. Bağlantı point to point dir ve her düğüm primary yada secondary gibi çalışabilir. Bu mod günümüzde yaygın kullanılmaktadır.

6 HDLC Frameler HDLC üç çeşit frame tanımlar defines three types of frames: information frames (I frames) supervisory frames (S frames) unnumbered frames (U frames) Her bir frame farklı bir mesaj türü için zarf görevi görür I frameler: kullanıcı verisi ve bu veriye ait kontrol bilgisi (piggybacking). S frameler: Kontrol bilgisi. U frameler sistem yönetimi için kullanılır. Bağlantı hakkında bilgi taşırlar.

7 HDLC Her frame 6 tane alan bulundurabilir: Flag, adres, kontrol,bilgi,fcs, flag bitiş Çoklu frame gönderiminde flag bitiş diğerinin başlangıç flagi Ç g g ş ğ ş g ç g olabilir

8 HDLC Flag alanı: 8 bitlik bit dizisidir. Frame in başlangıç ş ve bitişini belirler. Alıcı için senkronizasyon işareti görevi yapar Adres alanı: Secondary düğümün adresini tutar. Primary düğüm frame i oluşturduysa to adresi, secondary düğüm oluşurduysa from adresi içerir. Ağa göre 1 byte yada daha uzun olabilir. Eğer adres 1 byte ise son bit mutlaka 1 dir. Daha çok sayıda byte dan oluşuyorsa son byte hariç diğerlerinin son bitleri mutlaka 0 dır. Son byte ınson biti ise 1 dir. Alıcı bu sayede adres bilgisinin bittiğini yada bitmediğini anlar. Kontrol alanı: Hata ve akış kontrolü için 1 2 byte lık bir alandır. Bilgi alanı: Kullanıcı verisi. Uzunluğu ğ ağa ğ göre değişir. ğ ş FCS alanı: HDLC hata bulma alanıdır. 2 yada 4 byte CRC kullanılır.

9 HDLC Kontrol alanı frame türünü ve işlevini belirler.

10 HDLC I Frame ii için kontrol alanı I frameler network katmanından gelen kullanıcı verisini taşırlar. Ek olarak akış ve hata kontrol bilgisi de taşırlar. İlk bit frame türünü belirler. Eğer ilk bit sıfırsa I frame anlamına gelir. Sonra gelen 3 bit frame sıra numarasını N(S) () En son gelen 3 bitte piggybacking yapıldığında ACK sıra numarasını N(R) verir. Bir bitlik P/F alanı veri toplama ve bitiş (poll ve final) için kullanılır. bit = 1 olarak kullanılır. Primary düğümden gönderilirse poll, secondarydüğümdendüğümden gönderilirse final anlamına gelir.

11 HDLC S Frame için kontrol alanı Supervisory frameler piggybacking yapılmadığı durumlarda akış ve hata kontrolü için kullanılırlar. Veri alanları yoktur. İlk iki bit 10 ise, frame bir S Framedir. Son 3 bit, N(R), ACK veya NAK numarasıdır. 2 bitlik kod ile, S Frame in türü belirlenir. 4 çeşit S Frame vardır Receive Ready (RR): Kod alanı değeri 00. Bu frame gönderilen framelerin bozulmadan alındığını onaylar. N(R) alanı ACK numarasını içerir. Receive not ready (RNR). Kod alanı değeri ğ 10. RR ye benzer. Bu frame gönderilen frmaelerin bozulmadan alındığını onaylar ve alıcının meşgul olduğunu ve daha fazla frame alamayacağını belirtir. Tıkanıklık kontrolorü görevi yapar. N(R) alanı ACK numarasını içerir. Rj Reject t(rej) (REJ). Kod alanı değeri ğ 10. Bu bir NAK frame idir. Go Back N ARQ da ki NAK görevini yapar. Timer dolmadan göndericiyi alınamayan frame hakkında uyarır. N(R) alanı NAK numarasını içerir. Selective reject (SREJ). Kod alanı değeri 11. Bu bir NAK frameidir. Selective Repeat ARQ da ki NAK görevini yapar. N(R) alanı NAK numarasını içerir.

12 HDLC U Frame için kontrol alanı ç Unnumbered frameler kontrol ve oturum yönetimi için kullanılırlar. Kullanılan kodlar tabloda verilmiştir.

13 HDLC Örnek : Connection/Disconnection U Frame kullanılır. set asynchronous balanced mode (SABM) frame ileconnection istenir UA ile olumlu cevap alınır. İşlem bitince DISC (disconnect) frame ile disconnect olur. UA ile olumlu cevap alınır.

14 HDLC Piggybacking (hatasız) Node Aiki tane I Frame ile iletişime geçer Node B her iki frame içinde ACK gönderir, 2 nolu frame i beklediğini belirtir. Node B iki I frame ile veri gönderir Node A nın piggybacking yapacak framei yok S Frame ile iletişim sonladırılır

15 HDLC Piggybacking (hatalı) Node B 3 tane göndermiş 1 numara kayıp Node A frame 2 yi siler REJ 1 ile NAK gönderir Node B frame 1 ve 2 yi tekrar gönderir. Node A RR türü S Frame ile Frame 3 ü beklediğini bildirir.

16 HDCL multi point ve point to point konfigürasyonlarda kullanılan l genel birprotokol olmasına rağmen, ğ PPP günümüzde en çok kullanılan protokoldür. Internet bağlanma işlemi Data link layer da çalışır Sağladığı ad ğ servisler: s e Frame formatını belirler Network katmanından gelen paketin data link katmanında nasıl paketleneceğin, ktl blil belirler Authentication Adressing Sağlamadığı servisler Akış ş kontrolu Hata denetimi (çok basit sadece CRC kullanır)

17 PPP byte oriented bir protokoldür. Framing daha önce gördüğümüz byte oriented şekildeyapılır. Flag: bir byte flag ile başlar ve biter Adres: sabit değeri içerir broadcast yapılır Kontrol: değerini ğ içerir ve kullanılmaz Protocol: Ne tür veri taşındığını belirtir. Payload: Değişken uzunlukta veri içerir. Genelde 1500 byte. Veri içinde flag deseni varsa byte stuffing yapılır FCS: 2 yada 4 byte CRC bulunur.

18 Byte Stuffing PPP ve HDLC arasındaki benzerlik frame formatında biter. PPP byte oriented protocoldür ve bit oriented HDLC den farklıdır. Veri içinde flag deseni varsa byte stuffing yapılır Kullanılan escape byte dır.

19 Bir PPP bağlantısı aşağıda gösterilen transition lardan geçer gç Veri transferi gerçekleşir Network katmanı protokolleri çalışır

20 Multiplexing l i PPP data link layer protokolü olmasına rağmen, bağlantı kurmak, kimlik doğrulama ve network katmanı verisini taşımak için başka protokollerde kullanır. PPP yi güçlendirmek için 3 çeşit protokol grubu vardır: Link Control Protocol (LCP), İki Authentication Protokolü (APs), Çeşitli Network Control Protokolleri (NCPs). PPP paketi data alanı içinde bu protokollerden birini taşır

21

22 Link Control Protocol Linklerin kurulması, devam ettirilmesi, konfigüre edilmesi, ve sonlandırılmasından sorumludur. Protokol alanı C021 hexadecimal değerindedir. Kod alanında 11 farklı paket türü olabilir

23 LCP paketleri

24 İlk 4 paket ttürü ülink configuration içini 5 6 termination aşamasında Diğer 5 paket türüde debug ve monitor için kullanılır ID alanı her pakete yazılır ve cavbına kopyalanır Length LCP paketinin boyutunu belirler Information alanı opsiyonları gösterir

25 Authentication Protocols Authentication plays a very important role in PPP because PPP is designed for use over dial up links where verification of user identity is necessary. Authentication means validating the identity of a user who needs to access a set of resources. PPP has created two protocols for authentication: Password Authentication Protocol Challenge Handshake Authentication Protocol.

26 PAP The Password Authentication Protocol (PAP) is a simple authentication procedure with a two step process: The user who wants to access a system sends an authentication identification (usually the user name) and a password. The system checks the validity of the identification and password and either acceptsor denies connection.

27 3 çeşit paket

28 CHAPTh The Challenge Handshake Authentication ti ti Protocol (CHAP) is a three way hand shaking authentication protocol that provides greater security than PAP. The password is kept secret; it is never sent online. The system sends the user a challenge packet containing a challenge value, usually a few bytes. The user applies a predefined function that takes the challenge value and the user s own password and creates a result. The usersends sends the result in the responsepacketpacket to the system. The system does the same. It applies the same function to the password of the user (known to the system) and the challenge value to create a result. If the result created is the same as the result sent in the response packet, access is granted; otherwise, it is denied.

29 CHAP is more secure than PAP, especially if the system continuously changes the challenge value. Even if the intruder learns the challenge value and the result, the password is still secret.

30

31 Nt Network kcontrol lprotocols PPP is a multiple network layer protocol. It can carry a network layer data packet from protocols defined by the Internet, OSI, Xerox, DECnet To do this, PPP has defined a specific Network Control Protocol lfor each network protocol. For example, IPCP (Internet Protocol Control Protocol) configures the link for carrying IP data packets. Xerox CP does the same for the Xerox protocol data packets, and so on. Note that noneof of the NCP packets carry network layer data; they just configure the link at the network layer for the incoming data., AppleTalk, Novel, and so on.

32 IPCP One NCP protocol is the Internet Protocol Control Protocol (IPCP). This protocol configures the link used to carry IP packets in the Internet. IPCP is especially of interest to us.

33 IPCP defines seven packets, distinguished by their code values

34 l ili k Multilink PPP PPP was originally designed for a single channel point to point physical link. The availability of multiple channels in a single point to point link motivated the development of Multilink PPP. In this case, a logical PPP frame is divided into several actual PPP frames. A segment of the logical frame is carried in the payload of an actual PPP frame.

35 To show that the actual PPP frame is carrying a fragment of alogical PPP frame, the protocol field is set to 0x003d

36 Let us go through h the phases followed by anetwork layer packet as it is transmitted through a PPP connection. We assume unidirectional movement of data from the user site to the system site (such as sending an e mail through an ISP). The first two frames show link establishment. We have chosen two options: using PAP for authentication suppressing the address control fields. Frames 3 and 4 are for authentication. Frames 5 and 6 establish the network layer connection using IPCP.

37 The next several frames show thatt some IP packets are encapsulated in the PPP frame. The system (receiver) may have been running several network layer protocols, but it knows that the incoming data must be delivered to the IP protocol because the NCP protocolused before the data transfer was IPCP. After data transfer, the user then terminates the data link connection, which is acknowledged by the system. Of course the user or the system could have chosen to terminate the network layer IPCP and keep the data link layer running if it wanted to run another NCP protocol.

38

39