Aplikimi i UML-it dhe i Mostrave
1Teknologjia TCP/IP
Shtresa e Data Link-ut
Prof.Ass.Dr.Naim BaftiuUNIVERSITETI I PRIZRENITFakulteti i
Shkencave Kompjuterike - TIT 2Shtresa e Data Link-ut Objektivat
Interfejsat e Rrjetit dhe konfigurimi i tyre. Ngarkesa e Rrjetit
dhe statistikat. Protokolli ARP dhe operacionet e tij. Mesazhet
ICMP dhe Ping. Konceptet e subnett-imit. IP adresat e dyfishta dhe
subnet maskat jo korrekte.3Shtresa e Data Link-utN kt ligjrat, do t
fokusohemi n shtresn e Data Link-ut.Detyrat kryesore t shtress s
Data Link-ut:Transfermi i t dhnave nga shtresa e rrjetit t njrit
kompjuter n shtresn e rrjetit t kompjuterit tjetr.Konvertimi i
rrjedhs s bitave n grupe t bitave (kornizat).Aplikimi i kontrolls s
rrjedhs mes drguesit dhe pranuesit.TCP/IP SuiteApplication
LayerTransport LayerNetwork LayerData Link LayerPhysical
Layer34Llojet e Rrjeteve KompjuterikeRrjeti Point-to-point Dy nyje
fundore lidhen prmes linkutAplikohet n lidhje t gjataShembuj:
dialup, SONET/SDH
Rrjeti Broadcast Nj numr i stacioneve shfrytzojn nj medium t
prbashkt transmetuesRrjetet lokaleShembuj: Ethernet, rrjetet lokale
wireless (WLAN)Rrjeti BroadcastRrjeti Point-to-Point5Rrjetet
Point-to-PointPoint-to-Point Protocol (PPP) sht nj protokoll i data
link-ut.Roli kryesor i PPP sht enkapsulimi dhe transmetimi i IP
datagrameve, apo i t dhnave tjera t protokollit t shtress s
rrjetit, mbi nj link serial.Momentalisht, shumica e shrbimeve
dial-up t Internetit realizohen prmes PPP.6Point-to-Point Protocol
(PPP)PPP prbhet prej dy llojeve t protokollit:Link Control Protocol
(LCP)Prgjegjs pr krijimin, konfigurimin dhe negicijimin e lidhjes
data-link.Network Control Protocol (NCP)IP Control Protocol (IPCP),
prdoret pr transmetim t IP datagrameve mbi nj link PPP7Enkapsulimi
i PPP Formati i kornizs PPPFlamuri: shnon fillimin dhe prfundimin e
nj kornizeProtokolli: prdoret pr t multipleksuar t dhnat e ndryshme
t protokollitNuk ka adresim, vetm dy nyje fundore.
8Rrjetet lokale kompjuterike (LAN)Rrjetet lokale kompjuterike
(LAN) zakonisht lidhin kompjutert brenda nj ndrtese apo
kampusi.Gati t gjitha LAN-et jan rrjete broadcast. Topologjit
tipike t LAN-ve jan bus apo ring.Protokolli i cili prcakton se cili
mund t transmetoj n nj kanal transmetues quhet protokolli Medium
Access Control (MAC).Bus LANRing LAN9MAC dhe LLCN do rrjet
broadcast, stacionet duhet t sigurohen q vetm nj stacion transmeton
n t njjtn koh npr nj kanal komunikues t prbashkt.Protokolli i cili
prcakton se kush mund t transmetoj npr nj kanal broadcast quhet
protokolli Medium Access Control (MAC).Protokolli MAC implementohet
n nnshtresn MAC q sht nj nnshtres e ult e shtress s data
link-ut.Pjesa m e lart e shtress s data link-ut shpesh quhet
Logical Link Control (LLC).
10LLCLLC mund t siguroj shrbime t ndryshme pr shtresn e
rrjetit:Shrbimin pa konenksion t konfirmuar (acknowledged)Shrbimin
pa konenksion t pa konfirmuar (unacknowledged)Shrbimin e orientuar
n koneksionKrijimi i kornizaveKontrollimi i gabimeveAdresimi11MAC
algoritmet prdoren pr t zgjidhur kolizionet dhe pr t shfrytzim t
prbashkt t mediumit n nj rrjet broadcast.Shembuj t MAC:AlohaCarrier
Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD)Carrier Sense
Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA)EthernetNj standard
industrial prej 1982I bazuar n CSMA/CD.MAC12Kolizionet n
EthernetProcesi i zgjidhjes s kolizionit n Ethernet krkon q
kolizioni t detektohet derisa stacioni sht duke transmetuar.Supozon
q vonesa maksimale e prhapjes n bus sht a.Kufizimet: do korniz
duhet t ket kohzgjatjen s paku dyfishin e kohs pr t detektuar nj
kolizion (2a).13Kolizionet n Ethernet B Detekton KolizioninABt0+a A
detekton kolizionin pak para prfundimit t transmetimitABt0+2aA
Fillon TransmetiminABB Fillon TransmetiminABt0t0+a-e14CSMA/CDdo
stacion dgjon para se t transmetoj. Nse kanali sht i zn, pret
derisa kanali t kaloj n qetsi, dhe m pas transmeton.Nse kanali sht
i qet ai transmeton menjher. Vazhdon t dgjoj pr 2a sekonda.a:
vonesa maksimale e prhapjes skaj-n-skaj.Nse kolizioni detektohet,
ndrprej me transmetimin e t dhnav edhe me procedurn
backoff.Backoff: prit pr nj koh t rastit para se t fillosh me
ritransmetim.15Algoritmi Backoff eksponencial Nse nj sht i prfshir
n kolizion, ai pret nj koh t rastit para se t filloj me
ritransmetim.Koha e rastit prcaktohet prmes ktij algoritmi:Prcakto
slot kohn n 2a.Pas kolizionit t par pr 0 ose 1 njsi kohore.Pas
kolizionit t it , prit nj numr t rastit mes 0 dhe 2 i-1 slote
kohore.Mos e rrit brezin e numrit t rastit nse i>9.Heq dor pas
16 kolizioneve.
16Ethernet Switch-atN nj Ethernet LAN, nyjet mund t jetI kyur n
kabllo t zakonshme, apoI lidhur prmes Ethernet switch-ave.Ethernet
switch-at jan pajisje t shtress MAC q ndrrojn korniza mes porteve t
ndryshme.Ofrojn brez t garantuar pr segmente LAN.Ndajn LAN-in n
domene t kolizionit.17Ethernet
EnkapsulimiCRCDest.Addr.Src.AddrDataIP datagramARP
request/replyRARP
request/replyType66218PAD46-150028080008068035TypeTypeType2818PAD22246-1500418IEEE
802.11 LAN-et WirelessZvendsim pr Ethernet: Kanali wirelessBrezi
frekuencor: spektri i lir n 2.4GHz dhe 5.7GHzShpejtsit e t
Dhnave:IEEE 802.11b: 1, 2, 5.5, 11 MbpsIEEE 802.11 a dhe g: 54 Mbps
n 2.4GHz dhe 5.7GHzBrezi: fuqia transmetuese deri n 100mWbrenda: 20
- 25 metersjasht: 50 - 100 meters19IEEE 802.11 ProtokolletIEEE
802.11b: 5, 11MbpsIEEE 802.11a: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48,
54MbpsIEEE 802.11g: 54 MbpsIEEE 802.11i: SecurityIEEE 802.11f:
Inter Access Point ProtocolIEEE 802.11e: Quality of Service
enhancement20Arkitektura IEEE 802.11 Dy mode punuese:Access Point t
Fiksuar (AP) siguron:Lidhje n rrjetin kabllorFunksion
ndrlidhjejeHandoff, nj nyje aktive kalon prej nj an active host
moves from one access point-i n tjetrin. modi ad hocPa access
point.Nyjet komunikojn mes veti drejtprdrejt.
modi i infrastrukturs
21Seti i Shrbimeve t Zgjeruara ESS: nj set i BSS-ve t ndrlidhura
nga nj Sistem i Shprndarjes ESS dhe t gjitha stacionet e tij
paraqiten t jen n nj shtres t vetme MAC AP komunikojn mes veti pr t
communicate with each other to forward traffic Mobiliteti i
Stacionit brenda ESS-it nuk shihet nga shtresat m t larta
22IEEE 802.11 Shtresa MACPrioritetet:T definuara prmes hapsirave
inter frame t ndryshmeSIFS (Short Inter Frame Spacing)Prioritet m i
lart, pr ACK, CTS, reagim n Polling PIFS (PCF IFS)Prioritet
mesatar, pr shrbim t lidhur me kohn, duke shfrytzuar PCFDIFS(DCF,
Distributed Coordination Function IFS)Prioritet m i ult, pr shrbim
asinkron t t dhnaveDIFSDIFSPIFSSIFSContentionNext FrameMedium
BusyQasje direkte nse mediumi sht i lir DIFS23IEEE 802.11 Shtresa
MACSuper korniza kohore prbhet prej Contention-free Period
(periudha pa pretendim) dhe Contention period (periudha e
pretendimit).Kto dy peirudha jan variabile n gjatsi. Kohzgjatja e
tyre varet nga ngarkesa e trafikut n AP dhe n nyje mobile.Skemat e
ndryshme pr qasje n kanal prdoren prgjat ktyre dy periudhave.A
Super FrametimeContention PeriodContention-free
PeriodContention-free PeriodContention PeriodA Super Frame24IEEE
802.11 Shtresa MAC Point Coordination Function (PCF):Pr shrbim t
ndjeshm t vonuarPrdoret n periudhn pa pretendimPrdor polling pr
kontroll t qasjes n kanalDistributed Coordination Function (DCF):Pr
shrbim t t dhnave me prpjekje m t mirPrdor CSMA/CA pr kontroll t
qasjes n kanalRTS/CTS skema prdoret pr t zgjidhur problemin e
terminalit t fshehur25CSMA/CAPse jo CSMA/CD?CSMA/CA: CSMA: dgjimi i
bartsitKa barts: mos drgoSka barts: drgoKA nevoj pr prmirsime n
rrjete wireless CA: collision avoidanceTrheqje (backoff) i
rastitProtokoll prioritar i pranimit (ack)
26CSMA/CA : BackoffQasje t menjhershme kur mediumi sht i lir
DIFS (DCF Inter-Frame Space)Kur mediumi nuk sht i lir, prit deri sa
t prfundoj s transmetuari korniza momentale + DIFSPr t filluar me
procedurn backoff:Zgjedh nj numr rasti (0, Cwindow)Dgjo pr t
prcaktuar nse kanali sht i zn pr do slot kohorZvoglo kohn backoff
me nj slot nse kanali sht i lirSuspendo procedurn backoff nse
kanali sht i zn n nj slot kohorVazhdo me backoff kur kanali t jet
prap i lir.27CSMA/CA : BackoffCwindow:Rritet pas do dshtimi: 31,
63, 127, 255, 511, 1023, m pas dorzohetReseto n 31 pas do
transmetimi t suksesshm
FramedeferCWindowDIFSDIFSDIFSDIFSDIFSABCDCWindowFrameFramedeferdeferFrameFrameGenerate
a random, numberbegin backoffChannel busysuspend
backoffcountingChannel idleResume backoffBackoff counter reaches 0
andchannel is idle, transmit28CSMA/CA : ACK ProtokolliPranuesi i
kornizave t drejtuara kthen nj ACK 14 bajtsh menjher pas
konfirmimit korrekt t CRC-s.Nse nuk pranohet ndonj ACK, drguesi do
t ri-transmetoj pas nj backoff-i t rastitSIFSSourceContention
WindowdataACKDest.OthersDIFSNext frame29Problemet e terminalit t
Ekspozuar/FshehurZYXWProblemi i terminalit t ekspozuarY nuk do t
transmetoj drejt X edhe pse mund t bj nj gj t tillProblemi i
terminalit t fshehur Y zbulon q mediumi sht i lir dhe transmeton nj
paket drejt WZYW30RTS/CTSDrguesi drgon nj Request-to-Send (RTS): 20
bajtPranuesi kthen Clear-to-Send (CTS): 14 bajtM pas transmetimi
fillonZgjidhet problemi i terminalit t fshehur 31IEEE 802.11
Formati i KornizsM shum fusha se protokollet tjera t
Data-Link-utOverhead t lart: Header 30 bajtsh, RTC/CTS, ACK4 Fusha
t adresave: BSSID, Adresa e Burimit, Adresa e Destinimit, Adresa e
Stacionit Pranues, Adresa e Stacionit TransmetuesLloje t ndryshme t
korniza pr detyra t ndryshme:T gjitha fushat nuk jan prezente n t
gjitha llojet e kornizave
0 to 231232The Address Resolution ProtocolIP adresat nuk njihen
n shtresn e interfejsit ku prdoren adresat fizike (MAC
adresat).Lloje t ndryshme t rrjeteve fizike prdorin skema t
ndryshme t adresimit.Address Resolution Protocol (ARP): mapon nj IP
adres n MAC adres.Reverse Address Resolution Protocol (RARP): mapon
nj MAC adres n nj IP adres.33Organizimi i Kodit t RrjetitShumica e
aplikacioneve implementohen si procese user space.Protokollet
implementohen n kernelin e sistemitShtresa SocketShtresa
ProtocolShtresa Interface
34Procesi ARP Kur nj nyje e burimit dshiron t drgoj nj IP paket
drejt destinimit, s pari transmeton nj ARP request pr t krkuar MAC
adresn korresponduese me IP adresn e destinacionit.Nyja e
destinacionit do t kthej nj ARP reply me MAC adresn e saj.35Formati
i Pakets ARPGjatsi 28 bajt.Nj ARP request apo ARP reply mbrthehet n
nj korniz Ethernet.Lloji i Protokollit: i vendosur n 0x0806 pr
mesazeht ARP.Fusha e Veprimit: specifikon a bhet fjal pr ARP
request (1), ARP reply (2), RARP request (3), apo RARP reply
(4).
36ARP RequestEthernet destinacioni: ff:ff:ff:ff:ff:ff (adres
transmetimi)Adresa Cak Ethernet: e pa vendosur.
37ARP ReplyARP drgohet nga nyja IP adresa e s cils prputhet me
IP adresn e cakut n ARP request.E fut MAC adresn e tij n fushn
target Ethernet address t ARP request.M pas i shkmben dy adresat e
drguesit ((Ethernet dhe IP adresat) me dy adresat e cakut, e
prcakton vlern e fushs op (Operation Field) n 2.ARP reply i drgohet
prapa vetm nyjes s burimit.T gjitha nyjet tjera q pranojn kt
broadcast ARP e injorojn krkesn, pasi q IP adresat e tyre nuk
prputhen me IP adresat e cakut.
38ARP Cache-iDrgimi i nj ARP request/reply pr do IP datagram sht
joefikas. do nyje mban nj ARP cache q prmban IP adresat e prdorura
s fundi.Nj nyje burimore s pari kontrollon n ARP cache pr MAC
adresn e destinacionit, Nse nj shnim sht gjetur, e drgon IP paketn
brenda nj Ethernet kornize.Prndryshe, drgon nj ARP
request.39Prdorimi i ARP TabelsElementet e nj shnimi n ARP
tabeln:Nj IP adresNj MAC adresFlamujtNj shnim normal skadon pas 20
minutave pas krijimit apo referimit t fundit.Prdorimi i ARP tabels
prmes arp komands:arp a: Paraqet t gjitha shnimet e ARP tabels.arp
b: Fshin nj shnim n ARP tabel.arp s: Inserton nj shnim n ARP
tabel.40Proxy ARPFsheh dy rrjete fizike nga njra tjetra.Nj router i
prgjigjet ARP request-ave t destinuar pr nj nyje.
41ARP Gratis (Gratuitous)Ndodh kur nj nyje drgon nj ARP request
pr t prkthyer IP adresn e vet.Zakonisht ndodh kur interfejsi
konfigurohet n kohn bootstrap.Interfejsi prdor ARP gratis pr t
prcaktuar nse ka nyje tjera q prdorin t njjtn IP adres.Adresa IP
dhe MAC e drguesit transmetohen dhe nyjet tjera do t insertojn kt
mapim n ARP tabelat e tyre.42Shumica e TCP implementimeve kan nj
loopback interface me IP adres 127.0.0.1 dhe emr
localhost.Localhost-i sillet si interfejs i veant i data
linkut.Paketa q drgohet drejt interfejsit loopback lviz npr
grumbullin e protokolleve dhe kthehet prapa nga softueri i
driver-it pr pajisjen localhost.Prdoret pr rregullim
(debugging).Paketat e drguar drejt interfejsit loopback nuk do t
paraqiten n rrjet.
Interfejsi Loopback 43Veprimet e Interfejsit t Rrjetit
Diagrami Funksional i Interfejsit t nj Kartele Ethernet44Maximum
Transmission UnitEkziston nj limit n madhsin e kornizs pr do
protokoll t shtress data link.Ky limit quhet maximum transmission
unit (MTU).MTU-t pr shtresa t ndryshme t data link-ut: Ethernet:
1500FDDI:4352
45ICMPInternet Control Message Protocol (ICMP) sht nj protokoll
q prdoret pr mesazhe t gabimeve dhe kontrollit n Internet.ICMP
ofron nj mekanizm t raprtimit t gabimeve t routerve drejt
burimeve.T gjitha ICMP paketet mbrthehen si IP datagrame.Formati i
pakets sht i thjesht:
46Llojet e ICMP PaketeveEkzistojn shum lloje t ICMP paketeve,
secili me formatin e vet prkats.
47ICMP mesazhet jan ose mesazhe pyetje (query) ose mesazhe
gabimi. ICMP mesazhet pyetje:Echo request / Echo replyRouter
advertisement / Router solicitationTimestamp request / Timestamp
replyAddress mask request / Address mask replyICMP mesazhet e
gabimit:Host unreachableSource quenchTime exceeded Parameter
problemLlojet e ICMP Mesazheve48ICMP Mesazhet e Gabimitdo ICMP
mesazh i gabimit prmban header-in dhe s paku 8 bajtt e par t
ngarkess s IP datagramit q shkaktoi kt mesazh gabimi.Pr t
parandaluar shum ICMP mesazhe, ICMP mesazhet e gabimit nuk
drgohen:Pr fragmenete t shumfishta t IP datagrameve t njjtaN
prgigje t nj mesazhi gabimiN prgigje t nj pakete
transmetimi49Llojet e ICMP Mesazheve t GabimitEkzistojn 16 lloje t
ndryshme t ICMP mesazheve t gabimit (kodet) t llojit Destinacioni i
Paarritshm (Lloji = 3)Code Message Type0Network unreachable1Host
unreachable2 Protocol unreachable3 Port unreachable4 Fragmentation
needed but bit not set5 Source route failed6Destination network
unknown7 Destination node unknownCode Message Type8Source host
isolated9Destination network administratively prohibited10
Destination host administratively prohibited11Network unreachable
for TOS12Host unreachable for TOS13 Communication administra-tively
prohibited by filtering14 host precedence violation15 precedence
cutoff in effect50ICMP Porti i PaarritshmNse, n nyjen e
destinacionit, IP moduli nuk mund t dorzoj datagramin sepse moduli
i protokollit apo porti i procesit nuk sht aktiv, nyja e
destinacionit mund t drgoj nj mesazh t llojit porti i paarritshm
drejt nyjes burimore.ClientRequest a serviceat a port No.
1234ServerNo process is waiting at Port 1234Port
unreachable51PINGPING (Packet InterNet Gopher) sht nj program q
prdor mesazhet ICMP echo request dhe echo reply.PING prdoret pr t
verfikuar nse nyja prkatse sht aktive dhe funksionale. Prdoret pr
izolim t gabimit n rrjetet IP.PING mund t prdoret me opcione t
ndryshme.52Echo Request dhe ReplyPing-et trajtohen drejtprdrejt nga
kerneli.do Ping prkthehet n nj ICMP Echo Request.Nyja e Ping-uar
prgjigjet me nj ICMP Echo Reply.Host 1ICMP ECHO REQUESTHost 2ICMP
ECHO REPLY53Formati i Mesazhit Echo Request/Reply Identifikatori
vendoset pr t prpunuar ID-n e procesit pyets.Numri i sekuencs
rritet pr do echo request.
54Gjeneratori Sock TrafficSock sht nj program testues.Mund t
ekzekutohet si klient apo si serverPrdor UDP apo TCP.Sock vepron n
njrin prej katr modeve:Klient InteraktivServeri InteraktivKlienti i
BurimitSink Server
