Sieć Ethernet

Sieć Ethernet
Co to jest Ethernet
●
●
●
●
●
Lokalna sieć komputerowa, zaprojektowana 1976 roku, przez firmę Xerox przy współpracy DEC, Intel
Konfiguracja magistrali lub gwiazdy Szybkość przesyłu bitu 10, 100, 1000 Mhz
Podstawowa norma IEEE 802.3 dolne warstwy OSI
reguła dostępu do medium CSMA/CD
MAC
●
●
MAC Media Access Control
Dwa typy protokołów dostępu do łącza danych:
–
–
●
●
Half duplex
Full duplex
Czy w trybie full duplex protokół dostępu do łącza jest zgodny z regułą CSMA/CD?
Jaka jest maksymalna szybkość wymiany bitów dla karty 100 Mhz pracującej w trybie full duplex?
Medium transmisyjne 10Base5
●
●
●
●
●
Transmisja 10 MHz half duplex
kabel koncentryczny gruby (ang. thick), średnica 10mm o impendancji 50 +­ 2 ohm
Maksymalna długość segmentu 500 m, 100 stacji
połączenie do kabla segmnetu transciverem (bez rozcinania kabla)
połączenie pomiędzy transciverem a stacja sieci skrętką maksymalnie 50 m (Rx, Tx, Kolizja, zasilanie)
Medium transmisyjne 10Base2
●
●
●
●
●
Transmisja 10 MHz half duplex
Połączenie cienkim (ang. thin) kablem koncentrycznym 50 ohm
Maksymalna długość 185 metrów, 30 stacji
Transciver na karcie, złącza BNC Kodowanie Manchester
Carrier Sense Multiple Access with Collision Dettect
●
●
●
W sieci monitoruje się obecność sygnału nadawania – obecność nośnej sygnału.
Transmisja jest odkładana (ang. deffered) jeżeli w medium transmisyjnym jest nośna
Stacja może rozpocząć nadawanie jeżeli nie ma nośnej przez okres dłuższy niż przerwa międzyramkowa
CSMA/CD ciąg dalszy
●
●
●
Podczas wysyłania stacja monitoruje czy nie wystąpiła kolizja w medium transmisyjnym
Jeżeli kolizja została wykryta to stacja przestaje wysyłać dane a zamiast tego wysyła specjalną 32 bitową sekwencję zagłuszającą (ang. jam sequence), po to by inne stacje również zauważyły kolizję
następnie stacja czeka przez losowo wybrany okres czasu (ang. backoff).
Exponential Backoff
●
●
●
●
Opóźnienie przy kolejnych kolizjach:
1: wybiera się K ze zbioru {0,1} gdzie opóźnienie = K * 51.2us
2: wybiera się K ze zbioru {0,1,2,3} gdzie opóźnienie = K * 51.2us
n: opóźnienie = K x 51.2us, for K=0..2n – 1
max K = 1023
zwykle po 16 kolizjach sygnalizowany jest błąd
CSMA/CD ●
●
●
Ramka zostaje uznana za wysłaną prawidłowo jeżeli w czasie transmisji nie powstała kolizja
Poprawne wysłanie ramki zeruje licznik kolizji (ang. backoff counter) Zadanie: Zapisz w języku programowania algorytm protokołu CSMA/CD Typy ramki
Przerwa międzyramkowa
●
●
●
●
Przerwa międzyramkowa (ang. Interframe Gap IFG)
Minimalny odstęp pomiędzy transmisją dwóch kolejnych ramek.
Przerwamiędzy ramkowa jest równa transmisji 96 bitów
Zadanie: oblicz IFG dla sieci 10, 100, 1000 i maksymalna odległość między stacjami aby przerwa między ramkowa była poprawnie wykrywalna. Szczelina Slot Time
●
●
●
Czas przesyłu najmniejszej dopuszczalnej ramki.
Dla sieci 10/100 MHz minimalna ramka zawiera 64 bajty czyli 512 bitów.
Dla sieci 1 Gigabit minimalna ramka zawiera 512 bajtów czyli 4096 bitów.
●
●
Zadanie: Oblicz czas przesyłu minimalnej ramki dla sieci 10, 100, 1000 MHz.
Spóźniona kolizja
●
●
●
●
Spóźniona kolizja (ang. Late collision) błąd sieci.
Spóźniona kolizja powstaje jeżeli czas propagacji sygnału kolizji w sieci jest większy niż czas transmisji minimalnej ramki.
Dla sieci Gigabit Ethernet zakłada się, że kolizja musi zostać wykryta w czasie transmisji pierwszych 512 bitów. Zadanie: Wyznacz maksymalną odległość między stacjami w sieci 10, 100, 1000 MHz zakładając, że ograniczeniem jest spóźniona kolizja.
Rozszerzenie formatu ramki Ethernet ●
●
●
●
64
Preamble
48
Dest
addr
48
Src
addr
16
Type
32
Body
VLAN (ang. Virtual Local Area Network dodanie 4 bajtowego znacznika pomiędzy polami: Adresem zródłowym a polem typu ramki
Pole rozszerzenia (ang. Extension Field) dodawane na końcu ramki po to by poprawnie wykrywać kolizje.
Wypychanie ramek (ang. Frame Bursting) pozwala na wysyłanie kolejnych ramek bez oddania kontroli protokołowi dostępu do medium
Wielkie ramki (ang. Jumbo Frame) zwieksza format ramki do 9000 bajtów
CRC
CRC
●
●
CRC ­Cyliczna Suma Kontrolna
Wielomian Autodin.
x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1
Skrętka ●
●
●
●
●
●
Skrętka (ang. Twisted Pair)
Skrętka ekranowana (ang. shielded twisted pair) STP, UTP.
Kategoria 3 ­ 100  max częstotliwość transmisji 16 MHz
Kategoria 5 – 100  dla 100BaseTx
Kategoria 6 – skrętka dla maksymalnych częstotliwości 250 Mhz
kabel krosowy
Światłwody
●
●
●
●
Połączenia światłowodowe 100BaseTx­>konwerter­>100BaseFX
zamiana sygnału elektrycznego na optyczny i odwrotnie
wielomodalne (ang. Multi Mode Fiber MMF) 2000m dla sieci 100MHz, 550m Gigabit Ethernet
jednomodalne (ang. Single­Mode Fiber)
5000m dla sieci Gigabit Ethernet
LLC
●
Programowa realizacja warstwy łącza danych dla transmisji połączeniowych