Netzwerke // 07 - Sicherungsschicht
Welche vier Hauptaufgaben hat die Sicherungsschicht?
1. Bereitstellen einer Schnittstelle zur Vermittlungsschicht. 2. Framing (Daten zu Rahmen zusammenfassen). 3. Fehlerbehandlung (Erkennung/Korrektur). 4. Flusskontrolle (Vermeidung von Überflutung des Empfängers).
Warum ist 'Bytezählung' (Character Count) im Header eine unsichere Framing-Methode?
Wenn das Längenfeld durch einen Übertragungsfehler beschädigt wird, weiß der Empfänger nicht, wo der Rahmen endet und der nächste beginnt. Eine Resynchronisation ist fast unmöglich.
Wie funktioniert 'Byte Stuffing' (Zeichenstopfen)?
Ein spezielles Flag-Byte markiert Anfang und Ende. Kommt dieses Byte in den Nutzdaten vor, wird ein Escape-Byte (ESC) davor eingefügt. Kommt ESC vor, wird auch davor ein ESC gesetzt.
Erkläre 'Bit Stuffing' wie es bei HDLC verwendet wird.
Rahmen werden durch das Bitmuster '01111110' begrenzt. Senderseitig wird nach fünf aufeinanderfolgenden Einsen in den Daten automatisch eine Null eingefügt, um das Flag-Muster zu verhindern. Der Empfänger entfernt diese Null wieder.
Was bedeutet 'Codierungsverletzung' (Physical Coding Violation) beim Framing?
Man nutzt physikalisch ungültige Signale (z.B. bei Manchester-Code ein Takt ohne Wechsel in der Bitmitte), um Rahmenanfang/-ende zu markieren. Das ist effizient, da keine Daten gestopft werden müssen.
Wie funktioniert die Fehlererkennung mittels CRC (Cyclic Redundancy Check)?
Die Bits des Rahmens werden als Polynom betrachtet und durch ein Generatorpolynom dividiert. Der Rest dieser Division wird als Prüfsumme (FCS) angehängt. Der Empfänger führt dieselbe Rechnung durch; ist der Rest 0, war die Übertragung (wahrscheinlich) fehlerfrei.
Was passiert beim 'Stop-and-Wait'-Protokoll, wenn ein ACK verloren geht?
Der Sender wartet, bis sein Timer abläuft (Timeout). Dann sendet er das Paket erneut. Der Empfänger erkennt anhand der Sequenznummer, dass es sich um ein Duplikat handelt, verwirft es und sendet das ACK erneut.
Was ist der Unterschied zwischen 'Feedback-basierter' und 'Raten-basierter' Flusskontrolle?
Feedback-basiert: Der Sender darf erst senden, wenn der Empfänger ihm explizit Erlaubnis (Credits) gibt. Raten-basiert: Das Protokoll definiert eine fixe maximale Senderate, die nicht überschritten werden darf.