1 / 34

Kompiuterių t inklai

Kompiuterių t inklai. MAC polygis: Ethernet. Ethernet MAC polygis. Ethernet MAC polygio paskirtis Kadrų sudarymas Adresavimas (vietiniuose tinkluose - LAN) Klaidų detektavimas Priėjimo prie fizinės terpės kontrolė Ethernet našumas. Ethernet kadrų formatai.

inez
Download Presentation

Kompiuterių t inklai

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. Kompiuterių tinklai MAC polygis: Ethernet

  2. Ethernet MAC polygis • Ethernet MAC polygio paskirtis • Kadrų sudarymas • Adresavimas (vietiniuose tinkluose - LAN) • Klaidų detektavimas • Priėjimo prie fizinės terpės kontrolė • Ethernet našumas

  3. Ethernet kadrų formatai • Ethernet tinkluose gali būti naudojami keturių formatų kadrai (skliausteliuose pateiktas kitas naudojamas žymėjimas): • Ethernet II (Ethernet DIX) • Raw 802.3 (Novell 802.3) • 802.3/LLC (802.2) • Ethernet SNAP

  4. Ethernet kadrų formatai

  5. Ethernet kadrų laukai • P (Preamble) - kadro preambulė. Ji naudojama kadrą priimančio įrenginio sinchronizacijai. Jos ilgis yra 8 arba 7 baitai priklausomai nuo kadro formato. Ją sudaro 101010… seka. Iš viso 64 arba 56 bitai. • SFD (Start of frame delimiter) - kadro pradžios skiriklis. Jis naudojamas kadro pradžiai žymėti. Jo ilgis - 1 baitas. Jį sudaro 10101011 seka (8 bitai). Paskutinieji du bitai - vienetai. • DA (Destination Address) - gavėjo adresas. Šiame lauke nurodomas fizinis (MAC) kadro gavėjo adresas. Šio lauko ilgis - 6 baitai. • SA (Source Address) - siuntėjo adresas. Šiame lauke nurodomas fizinis (MAC) kadro siuntėjo adresas. Šio lauko ilgis - 6 baitai.

  6. Ethernet kadrų laukai • Type - protokolo tipas. Šiame lauke nurodomas aukštesnio lygio protokolo tipas (kodas). Šio lauko ilgis - 2 baitai. • Length - kadro ilgis. Šiame lauke nurodomas kadro ilgis. Šio lauko ilgis - 2 baitai. • DSAP (Destination Service Access Point) - Gavėjo tarnybos prieities taškas. • SSAP (Source Service Access Point) - Siuntėjo tarnybos prieities taškas. • Control - Kontrolinis baitas. • OUI (Organizationally Unique Identifier) - organizacijos, kontroliuojančios protokolų kodus (T laukas), identifikatorius. Šio lauko ilgis - 3 baitai. • T (Type) - aukštesnio lygio protokolo kodas. Šio lauko ilgis - 2 baitai. • Data - duomenys. Šio lauko ilgis svyruoja nuo 46 (37) iki 1500 (1492) baitų. Jei duomenų mažiau nei galimas mažiausiai lauko ilgis - 46 (37) - naudojamas užpildymoo laukas (Padding), kuris užtikrinta, kad duomenų laukas nebūtų trumpesnis nei leistinas minimalus. • FCS - kadro kontrolinės sumos laukas. Kontrolinė suma apskaičiuojama CRC algoritmu. Lauko ilgis - 4 baitai.

  7. Kadrų atpažinimas

  8. Ethernet II • 00 E0 4C 39 2A C4 00 02 44 12 45 77 08 00 45 00 • 02 CD DC EE 40 00 40 06 70 85 C1 DB B3 03 C1 DB • B3 FC 00 50 08 0F 7E A1 D7 DE 05 33 C7 27 50 18 • 19 20 6A C0 00 00 48 54 54 50 2F 31 2E 31 20 33 • 30 31 20 4D 6F 76 65 64 20 50 65 72 6D 61 6E 65 • Gavėjas 00 E0 4C 39 2A C4 • Siuntėjas 00 02 44 12 45 77 • Paketo tipas 08 00

  9. Ethernet IEEE 802.3/LLC • 03 00 00 00 00 01 00 03 47 70 05 D3 00 CB F0 F0 • 03 00 2C 0F FF 08 00 00 00 00 00 00 00 4B 54 4C • 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 1B 4B 54 4C • 44 45 53 49 4E 45 20 20 20 20 20 20 00 FF 53 4D • 42 25 00 00 00 00 18 00 04 00 00 00 00 00 00 00 • 00 00 00 00 00 00 00 0E FF 00 00 00 00 11 00 00 • MAC • Gavėjas (grupė) 03 00 00 00 00 01 • Siuntėjas 00 03 47 70 05 D3 • Paketo dydis 00 CB (203 baitai) • LLC • DSAP F0 • SSAP F0 • Nenumeruotas kadras 03

  10. Adresavimas Ethernet tinkle • Kiekvienas Ethernet tinklo mazgas turi unikalų adresą vadinama MAC adresu. Šis adresas sudarytas iš 48 bitų (6 baitų) ir priskiriamas tinklo plokštei gamybos metu arba programiškai inicializacijos proceso metu. • Skiriami trijų tipų adresai: • unikalus (unicast), skirtas adresuoti vienam mazgui skirtą kadrą; • grupinis (multicast), skirtas adresuoti grupei skirtą kadrą; • visuotinis (broadcast), skirtas adresuoti viesiems tinklo mazgams skirtą kadrą. Šio adreso visi bitai lygūs vienetui, t.y. FF:FF:FF:FF:FF:FF16.

  11. Ethernet adreso struktūra • I/G - individualaus/grupinio adreso vėlevėlė. Individualus adresas priskiriamas tik vienam tinklo mazgui. Tokio adreso I/G yra lygi 0. Jei I/G reikšmė yra 1, tai grupinis adresas (multicast address) dar vadinams funkcionaliu adresu (funkcional address). • U/L - universalaus/vietinio adreso vėlevėlė. Ji nurodo, kaip buvo priskirtas MAC adresas tinklo plokštei. Jei I/G ir U/G lygios 0, tai MAC adresas yra unikalus (unicast). • OUI (organizationally unique identifier) - organizacijos unikalus identifikatorius. Kiekviena tinklo plokčių gamintoja naudoja savo unikalų 3 baitų identifikatorių. Žinant tinklo plokštės MAC, galima sužinoti ir jos gamintoję. Organizacija gali tūrėti keletą OUI. OUI organizacijos suteikia IEEE organizacija (http://www.ieee.org). • OUA (organizationally unique address) - organizuotai unikalus adresas. Kiekviena to paties gamintojo tinklo plokštė turi tūrėti unikalų, t.y. napakartojamą OUA. Už tinkamą OUA sudarymą atsako pati organizacija.

  12. CSMA/CD protokolas • Ethernet tinkluose naudojamas CSMA/CD (Carrier Sence Multiple Access/Collision Detection) - kolektyvinio priejimo prie tinklo būdas kontroliuojant pagrindinį (nešantįjį) dažnį ir aptinkant kolizijas. • Kolizija, tai normalus Ethernet tinklo reiškinys

  13. Kolizijos detektavimas • I ir II mazgai tikrina kanalą ir įsitikinę, kad jis laisvas pradeda perduoti kadrus. • Abu mazgai pradeda perdavimą skirtingu metu. • Signalai susiduria. • II mazgas, esantis arčiau susidurimo taško, pirmas identifikuoka koliziją ir pradeda siųsti jam (įvykusios kolizijos) signalus. • I mazgas užfiksuoja jam signalą dar iki kadro perdavimo pabaigos. Dabar abu, I ir II mazgai yra informuoti apie įvykusią koliziją. • Po kiek laiko mazgai bandys perduoti kadrus iš naujo, tačiau ne tuo pačiu metu. Sekančio perdavimo laikas pasirenkamas (apskaičiuojamas) atsitiktinai.

  14. Ne Taip bandymai < 16 bandymai == 16 Kolizijos detektavimas Packetas? Linija užimta? Kolizija? Siųsti Paketą atmesti Jam b=CalcBackoff(); wait(b); bandymai++;

  15. Minimalus kadras • Suprantama, kad šios salygos užtikrinimas priklauso nuo minimalaus kadro ilgio ir informacijos perdavimo greičio iš vienos pusės, bei tinklo kabelių ilgio ir signalo sklaidos greičio kabeliu (skirtinguose kabeliuose signalai sklinda skirtingu greičiu) iš kitos pusės. • Ethernet yra apibrėžtas galimas minimalus kadro dydis - 512 bitai (51,2 s) , kuris garantuoja, kad bet kuris kadrą perduodantis mazgas sužinos apie įvykusią koliziją dar nepasibaigus perdavimui. • Vieno mazgo perduodamas kadras turi užpildyti ne tik visą kanalą, tam kad užblokuotų visų kitų mazgų perdavimo pradžią, bet ir turi būti dvigubai ilgesnis, nei reikia bitų visam kanalui užpildyti. • Kolizijos atpažinimas yra būtina sąlyga korektiškam Ethernet tinklo darbui. Kolizija gali būti neatpažinta, kai įvyksta kuomet siuntėjas jau baigė perduoti kadrą. • Kolizijai atpažinti turi būti išlaikoma tokia sąlyga:Tmin>=PDVTmin- laikas, per kurį perduodamas minimalaus ilgio kadras (512 bitai)PVD (Path Delay Value)- laikas, per kurį kolizijos signalas suspėja pasiekti patį atokiausią tinklo mazgą.

  16. Struktūrinė CSMA/CD algoritmo schema: kadro perdavimas

  17. Struktūrinė CSMA/CD algoritmo schema: kadro priėmimas

  18. Ethernet našumas • Ethernet tinklo našumas, kai perduodami maksimalaus dydžio kadrai - 98%. • Maksimalaus dydžio paketų (kadrų) maksimalus perdavimo greitis (10Mbps Ethernet tinkle) - 812,744 pps

  19. Ethernet našumą įtakojantys veiksniai • Kolizijos • Klaidos • Apkrautumas

  20. Kolizijų stebėjimas • Kolizijos yra normalus Ethernet tinklo, naudojančio CSMA/CD metodą, reiškinys. • Norma - mažiau nei 5% kadrų. Per didelis kiekis kolizijų mažina tinklo našumą. • Tinklo administratorius analizuodamas tinklo darbą gali nustatyti, ar tos kolizijos atsiranda dėl tinklo per didelio apkrautumo, ar sugedus kuriam nors tinklo komponentui.

  21. Vietinė kolizija • Kolizija, įvykusi tame pačiame segmente, kuriame yra ir jūsų mazgas, vadinama vietine.

  22. Vietinė kolizija • Kadro ilgis mažesnis nei 64 baitai • Yra CRC klaida • Koliziją atpažino tinklo plokštės kolizijų atpažinimo mechanizmas

  23. Nuotolinė kolizija • Kolizija, įvykusi kitame segmente (už kartotuvo) nei yra ir jūsų mazgas, vadinama nuotoline

  24. Nuotolinė kolizija • Kadro ilgis mažesnis nei 64 baitai • Yra CRC klaida • Kolizijos neatpažino tinklo plokštės kolizijų atpažinimo mechanizmas

  25. Vietinių ir nuotolinių kolizijų priežastys • Perkrautas segmentas. Padidėjęs duomenų srautas dėl naujų programų naudojimo ar papildomai prijungtų mazgų. Tinklo apkrautumą sumažinti galima panaudojant tiltus ar komutatorius. • Per ilgi segmentai. Paprasti šiuo atveju tinklas nėra apkrautas. Reikia patikrinti ar segmentų ilgis neviršyje leistinų ribų.

  26. Kolizijos domenas • Kolizijos domenas, tai ta tinklo dalis, kurioje visi mazgai atpažysta tą pačia koliziją, nepriklausomai kurioje vietoje ta kolizija įvyko. • Ethernet tinklas, kuriame naudojami tik kartotuvai ar koncentratoriai, turi vieną kolizijos domeną. • Tiltai, komutatoriai ir maršrutizatoriai tinklą dalija į keliatą atskirų kolizijos domenų.

  27. Vienas kolizijos domenas • Ethernet tinklas, kuriame naudojami tik kartotuvai ar koncentratoriai, turi vieną kolizijos domeną.

  28. Keli kolizijos domenai • Tiltai, komutatoriai ir maršrutizatoriai tinklą dalija į keliatą atskirų kolizijos domenų.

  29. CRC arba lygiavimo klaidos • CRC ir lygiavimoklaidos nėra normalus Ethernet tinklo reiškinys. Kad jos nesumažintų tinklo našumo, reikia surasti ir pašalinti šių klaidų priežastis: • Gedimus kabelinėje sistemoje: • Per ilgi segmentai • Gedimas kabelyje • Segmentas blogai įžemintas • Neteisingai sumontuoti kabelių antgaliai • Triukšmai kabelyje • Gedimai tinklo komponetuose: • “Kurti” mazgai, negalintys nustatyti linijos užimtumo. Reikia keisti tinklo plokštę • Gedimai kartotuve, transiveryje ar tinklo plokštėje. Juos reikia pakeisti

  30. CRC klaidų detektavimas • Siuntėjas prideda papildomus kontrolės bitus (FCS laukas) prie siunčiamų duomenų • Kontrolės bitai apskaičiuojami CRC metodu • Adresatas klaidą detektuoja CRC metodu apskaičiavęs gautų duomenų kontolės bitus ir sulyginęs su siuntėjo rezultatu • Jei nesutampa - klaida

  31. CRC klaidų detektavimas Data - perduodami duomenys. FCS, FCS' - Kontrolės bitai. f() - Kontrolės bitų apskaičiavimo funkcija (CRC metodas).

  32. Ilgio klaidos • Trumpi kadrai (< 64 baitai) su teisinga CRC • Ilgi kadrai (> 1518) su teisinga CRC • Šaltinis: jį perduodantis mazgas. • Priežastis: tinklo tvarkyklės (driver) klaidos. Reikia ją atnaujinti. • Užtęstas perdavimas. Ilgesni nei 1518 kadrai su klaidinga CRC • Priežastis: transiverio ar tinklo plokštės gedimas. Reikia keisti.

  33. Ethernet tinklo apkrautumas • Rekomenduojamas Ethernet ir FastEthernet tinklo apkrautumas – iki 35%.

  34. Broadcast ir multicast srautai • Per dideli broadcast ir multicas srautai taip pat mažina Ethernet tinklo našumą • Rekomenduojama neviršyti 200 pps • Šiuos sratus galima blokuoti panaudojant maršrutizatorių arba komutatoriumi sudarytus VLAN (virtualius vietinius tinklus)

More Related