1 / 30

Osnove Etherneta

Osnove Etherneta. Studij FER-2 Studijski program Računarstvo VI semestar Modul Telekomunikacije i informatika Predmet Lokalne mreže (preporučeni izborni predmet modula). doc . dr. sc. Željko Ilić. Počeci Etherneta.

arnie
Download Presentation

Osnove Etherneta

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Osnove Etherneta Studij FER-2 Studijski program Računarstvo VI semestar Modul Telekomunikacije i informatika Predmet Lokalne mreže (preporučeni izborni predmet modula) doc. dr. sc. Željko Ilić

  2. Počeci Etherneta • 22. svibnja 1973. Bob Metcalf (Xerox) s kolegama razvio prvi eksperimentalni ethernetski sustav • namijenjen povezivanju uređaja Xerox Alto • prijenosna brzina 2,94 Mbit/s • nazvana Alto Aloha Network • 1973. ime promijenjeno u Ethernet • namijenjen povezivanju bilo kakvih računala • 1976. Ethernet prikazan po prvi puta • National Computer Conference • prvi rad "Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks" • 1978. izdan patent za Ethernet Osnove Etherneta

  3. Originalni ethernetski sustav Osnove Etherneta

  4. Razvoj standarda • originalni standard za Ethernet 10 Mbit/s • objavili ga Digital, Intel i Xerox 1980. • DIX Ethernet "The Ethernet, A Local Area Network Data Link Layer and Physical Layer Specifications" • standard je predan na usvajanje odboru IEEE 802, grupi Data Link and Medium Access Control • DIX v2.0 – Ethernet II (zadnja verzija, 1982.) • 1982. združene DIX i IEEE verzije • nastala prva verzija standarda IEEE 802.3 • prihvatili ga i NIST, ECMA, ANSI, a 1990. ISO kao ISO/IEC 8802-3 Osnove Etherneta

  5. Struktura Ethernet okvira • preambula • namijenjena sinkronizaciji prijemnika • IEEE 802.3 – 7  10101010 • Ethernet DIX – 7  10101010 + 10101011 • SFD – samo u IEEE 802.3 = 10101011 Osnove Etherneta

  6. Struktura Ethernet okvira (II) • DA • IEEE 802.3 – bitovi I/G, U/L • Ethernet DIX – samo I/G, U/L = 0 • osim u slučaju razašiljanja • Ethernet DIX – ET • IEEE 802.3 – L/ET • ET dodan standardu 1997. • ako je L/ET ≤ 1500 – to je L • ako je L/ET ≥ 1536 (0x06-00) – to je ET • međudjelovanje oba standarda je omogućeno • vrijednosti polja ET na http://standards.ieee.org Osnove Etherneta

  7. Struktura Ethernet okvira (III) • polje korisničke informacije • Ethernet DIX, duljina između 46 i 1500 okteta • softver mrežnog protokola zadužen da šalje barem 46 okteta • IEEE 802.3, duljina između 46 i 1500 okteta • ako je LLC SDU manji od 46 okteta, koristi se polje PAD za nadopunjavanje • sadržaj polja PAD nije definiran standardom • detekcija kraja okvira • sučelje poravnava primljeni okvir na višekratnik od osam bita da se izbjegnu tzv. dribble bits • ako je vrijednost CRC-a u redu, okvir je ispravan Osnove Etherneta

  8. Protokol CSMA/CD • krajnji uređaj (DTE A) mjeri napon na mediju • time otkriva eventualno prisustvo nosioca na mediju (carrier sensing) • ako je mjereni napon dovoljno velik, stanica A zaključuje da već neka druga stanica u lokalnoj mreži šalje svoj okvir • DTE A odgađa slanje vlastitog okvira • kad je napon kojeg stanica A mjeri na mediju dovoljno mali, A zaključuje da je medij slobodan (idle) • pokrene brojač koji mjeri IFG (traje koliko i 96 bita) • nakon isteka IFG-a stanica A počinje slati okvir uzastopni okviri razmaknuti su najmanje IFG sekundi Osnove Etherneta

  9. Sudari okvira • ako je za vrijeme dok A šalje svoj okvir neki drugi krajnji uređaj počeo slati okvir • nastupit će sudar ta dva okvira (kolizija) • u slučaju sudara okvira sve će stanice u LAN-u izmjeriti povećani napon i utvrditi koliziju • ta se procedura naziva otkrivanje sudara okvira • stanice koje su za to vrijeme slale okvire obustavit će daljnje slanje korisničkih informacija • neposredno nakon toga će svaka od njih poslati signal zagušenja (jam signal) duljine 32 bita i potpuno prekinuti slanje bilo kakvog signala • svaka stanica pokreće algoritam TBEB Osnove Etherneta

  10. Minimalna duljina MAC okvira • odsječak • traje kao 512 bita • minimalna duljina MAC okvira mora biti veća ili jednaka trajanju odsječka (slot) Osnove Etherneta

  11. Algoritam TBEB (Truncated Binary Exponential Backoff) • pokreće se nakon što nastupi kolizija pri slanju nekog paketa • k = 1 /*postavlja se kod prvog sudara na paketu*/ • ako je kattempt limit /*pri narednim sudarima*/ • m = min(k, backoff limit) • odaberi n, 0 n < 2m • vrijeme ponovnog slanja okvira = n (trajanje odsječka) • k = k + 1 • u IEEE 802.3 • attempt limit = 16, backoff limit = 10 • ako zbog kolizija stanica niti nakon 16 pokušaja slanja istog okvira ne uspije, prekida slanje i obavještava više slojeve Osnove Etherneta

  12. Primjer ethernetskog CSMA/CD LAN-a kad stanice 2 i 5 pokušavaju istovremeno poslati okvire, dolazi do sudara Osnove Etherneta

  13. Rani i kasni sudari okvira rani sudar: • stanica A još uvijek šalje okvir i mjeri napon na mediju • detektira sudar • šalje signal zagušenja i ponavlja postupak slanja okvira kasni sudar: • stanica A je prestala sa slanjem okvira prije nego što je signal sudara došao do nje • nije detektirala koliziju Osnove Etherneta

  14. Rani kasni sudari okvira (II) • rani sudari su normalna pojava u ethernetskim LAN-ovima • krnji okvir koji nastane kolizijom naziva se fragment (runt) • ako sudar nastane na preambuli, stanica završava njeno slanje i šalje signal zagušenja • kasni sudari su neregularna pojava • ukazuju na napravilno dimenzioniranu lokalnu mrežu (maksimalne udaljenosti u LAN-u prevelike) Osnove Etherneta

  15. Naizmjenični i dvosmjerni prijenos • a) naizmjenični prijenos (half-duplex) • b) dvosmjerni prijenos (full-duplex) Osnove Etherneta

  16. Naizmjenični i dvosmjerni Ethernet • ako se na linku koristi CSMA/CD • to je naizmjenični ethernetski link • podržavaju ga i obnavljači i komutatori • ako se na linku ne koristi CSMA/CD • to je dvosmjerni ethernetski link • podržavaju ga samo komutatori • u dvosmjernom načinu rada podsloj MAC koristi samo tri parametra metode CSMA/CD: • IFG (96 bita), • minimalnu duljinu okvira (64 okteta) i • maksimalnu duljinu okvira (1518 okteta) Osnove Etherneta

  17. Ethernet brzine 10 Mbit/s LLC MAC • fizički sloj (PHY) čine podslojevi PLS i PMA te sučelja AUI i MDI viši slojevi IEEE adresaEPROM PLS LAN kontroler spremnik prijenosni medij PMA AUI PHY transformator AUI NIC (mrežna kartica) transceiver MAU = transceiver MDI RJ-45 konektor AUI konektor BNC konektor Osnove Etherneta

  18. Standardi fizičkog sloja pri brzini 10 Mbit/s • 10BASE5 – debeli Ethernet (Thick Ethernet) • 10BASE2 – tanki Ethernet (Cheapernet) • 10BASE-T – parični Ethernet • FOIRL (Fibre Optic Inter-Repeater Link) • optički standard za povezivanje obnavljača • 10BASE-F – optički standardi • 10BASE-FL (Fiber Link)- specificira uporabu dviju višemodnih optičkih niti • 10BASE-FB (Fiber Backbone) – samo za povezivanje obnavljača • 10BASE-FP (Fiber Passive)– pasivni optički LAN Osnove Etherneta

  19. Segmenti ethernetskog LAN-a Osnove Etherneta

  20. 10BASE5 • maksimalna duljina segmenta 500 metara • na segmentu dozvoljeno maksimalno 100 MAU-a • minimalni dozvoljeni razmak između MAU-a 2,5 m • debeli koaksijalni kabel • promjer 1 cm • radijus savijanja manji od 25,4 cm debeli koaksijalni segment (max. 500m) MAU MDI • MAU obavlja • detekciju sudara • SQE test • detekciju predugačkih okvira 15-pinski AUI konektor AUI kabel (max. 50m) DTE mrežna kartica “N” konektor terminator 50  Osnove Etherneta

  21. 10BASE2 • maksimalna duljina segmenta 185 metara • na segmentu dozvoljeno maksimalno 30 MAU-a • minimalni dozvoljeni razmak između MAU-a 0,5 m • tanki koaksijalni kabel • promjer 0,5 cm • radijus savijanja manji od 5 cm tanki koaksijalnikabel (max. 185m) BNC konektor DTE mrežna kartica BNC-T konektor MAU BNC terminator 50  BNC MDI Osnove Etherneta

  22. 10BASE-T • standardom 10BASE-T moguće je i izravno povezati dva računala (bez posredstva obnavljača) parični obnavljač (hub) 8-pinski RJ-45 15-pinski AUI konektor BNC MDI DTE UTP kabel, 100 oma max. 100 m mrežna kartica MAU 8-pinski konektor (MDI) Osnove Etherneta

  23. Optički standardi • FOIRL (Fibre Optic Inter-Repeater Link) • maksimalna duljina linka između obnavljača 1 km • 10BASE-FL • DTE-obnavljač; obnavljač-obnavljač • dvije multimodne optičke niti (MMF) • maksimalna duljina linka između dva MAU-a 2 km • 10BASE-FB • dvije MM niti • samo za povezivanje obnavljača • maksimalna duljina linka između dva MAU-a 2 km • 10BASE-FP • duljina segmenta je ograničena na 1 km • na središnju pasivnu zvijezdu smije biti priključeno najviše 33 stanice Osnove Etherneta

  24. Obnavljači • obnavljač (repeater) je uređaj za međusobno povezivanje segmenata LAN-a • radi isključivo na fizičkom sloju • ako ima više od dva priključka naziva se multiport repeater • obnavljač u 10BASE-T okolini se naziva hub Osnove Etherneta

  25. Osnovna načela rada obnavljača Osnove Etherneta

  26. Protokolni slojevi u obnavljaču • osnovna zadaća obnavljača: • obnavljač će primljeni signal pojačati, obnoviti mu oblik, i poslati na sve ostale aktivne priključke • ako obnavljač na jednom od priključaka detektira sudar, tada prekida slanje okvira i šalje signal zagušenja svim aktivnim priključcima • obnavljač izolira segment u kvaru • port partitioning • obnavljač mora obnoviti preambulu primljenog signala • obrada okvira u obnavljaču dovodi do pojave zamjetnog kašnjenja • u obnavljaču se skraćuje IFG Osnove Etherneta

  27. Domena sudara okvira • to je područje unutar LAN-a unutar kojeg kad bilo koja dva uređaja šalju svoje okvire istovremeno nastupi sudar okvira Osnove Etherneta

  28. Međusbno povezivanje obnavljača • pravilo: okvir između bilo koje dvije stanice smije proći kroz najviše četiri (pet) obnavljača Osnove Etherneta

  29. Međusbno povezivanje obnavljača (II) • efikasniji način povezivanja obnavljača Osnove Etherneta

  30. Najveći dozvoljeni raspon 10BASE LAN-a • ako se LAN sastoji samo od obnavljača i krajnjih korisničkih uređaja • max. 2800 m • detaljna pravila za projektiranje LAN-ova definirana u dokumentima IEEE-a • Transmission System Model 1 & 2 • osnovno pravilo 5/4/3 Osnove Etherneta

More Related