1 / 23

Комп'ютерні мережі

Комп'ютерні мережі. Лекція 6 Ethernet. План лекції. Метод доступу CSMA/CD Колізії Специфікації Ethernet Історія створення Ethernet Формати кадрів Ethernet Характеристики фізичного середовища Ethernet Обмеження на побудову мереж Ethernet на повторювачах і концентраторах

xanto
Download Presentation

Комп'ютерні мережі

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. Комп'ютерні мережі Лекція 6 Ethernet

  2. План лекції • Метод доступу CSMA/CD • Колізії • Специфікації Ethernet • Історія створення Ethernet • Формати кадрів Ethernet • Характеристики фізичного середовища Ethernet • Обмеження на побудову мереж Ethernet на повторювачах і концентраторах • Fast Ethernet, особливості реалізації фізичного рівня • Gigabit Ethernet Лекція 6

  3. Рівень MAC: методи доступу • Множинний доступ з контролем несучої: • з виявленням колізій CSMA/CD • із запобіганням колізій CSMA/CA • Доступ з передаванням маркеру • Доступ за пріоритетом запиту Лекція 6

  4. Метод доступу CSMA/CD Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection – множинний доступ з контролем несучої та виявленням колізій • Усі вузли в мережі «прослуховують» середовище (основну гармоніку сигналу), намагаючись виявити передавання даних • Якщо середовище вільне, вузол може розпочати передавання • Після закінчення передавання – технологічна пауза (Inter Packet Gap, IGP) • У разі виявлення колізії – переривання передавання даних, передавання jam-послідовності • Після передавання jam-послідовності – пауза випадкової тривалості: T = L * <інтервал відстрочки>, де L – ціле число з інтервалу [0, 2^N] (N – номер спроби). Лекція 6

  5. Виникнення колізії • Path Delay Value (PDV) – час подвійного обертання • Умова розпізнання колізії: Tmin> PDV • Необхідні обмеження: • мінімальна довжина пакета • максимальна відстань між вузлами Лекція 6

  6. Ethernet – мережа з доступом CSMA/CD • Топологія – спільна шина (може бути фізична топологія зірка) • Тип передавання – не модульоване • Манчестерський код • Кабельна система – товстий і тонкий коаксіальний кабель, UTP Лекція 6

  7. Історія створенняEthernet • Кінець 60-х – Aloha (Гавайський університет) метод доступу до поділюваного середовища (радіо) • 1975 – Ethernet Network (Xerox) • 1980 – стандарт Ethernet версії II зі швидкістю 10 Мбіт/с (Xerox, Intel, Digital) • 1992 – Fast Ethernet Alliance (SynOptics, 3Com) • 1995 – стандарт Fast Ethernet (802.3u) • 1998 – Gigabit Ethernet Лекція 6

  8. Формати кадрів Ethernet Лекція 6

  9. Формат кадру 802.3/LLC • Поле преамбули (Preamble) – 7 байтів 10101010 • Початковий обмежувач кадру (SFD) – 1 байт 10101011 • Адреса призначення (Destination Address, DA) – 2 або 6 байтів, на практиці завжди використовується 6 • Адреса джерела (Source Address, SA) – 2 або 6 байтів, перший біт завжди 0 • Довжина (Length, L) – 2 байти, визначає довжину поля даних • Поле даних (Data) – від 0 до 1500 байтів, містить кадр LLC з його заголовком (3 або 4 байти), але без прапорів початку і кінця кадру • Поле заповнення (Padding) – така кількість байтів-заповнювачів, яка забезпечує мінімальну довжину поля даних в 46 байтів • Поле контрольної суми (Frame Check Sequence, FCS) – 4 байти, значення обчислюється за алгоритмом CRC-32 Лекція 6

  10. Особливості форматів кадрів Ethernet • Кадр Raw 802.3/Novell 802.3 • Відсутній заголовок LLC, оскільки не було необхідності ідентифікувати тип протоколу • Кадр Ethernet DIX/Ethernet II • Замість поля «довжина» (L) – поле «тип протоколу» (EtherType, T). Протоколи кодуються значеннями, що відрізняються від SAP з кадру LLC. • Формат з'явився раніше, ніж 802.3/LLC • Кадр Ethernet SNAP • Розширення кадру 802.3/LLC. Містить додатковий заголовок SNAP • Поле OUI (Organizationally Unique Identifier) – 3 байта, містить ідентифікатор організації, що стандартизує коди протоколів у полі Type (на поточний момент – IEEE, код 000000) • Коди у полі Type співпадають з кодами EtherType кадру Ethernet II • SNAP припустимий не лише в Ethernet, но і Token Ring, FDDI Лекція 6

  11. Застосування різних типів кадрів Ethernet Лекція 6

  12. Ethernet на коаксіальному кабелі Лекція 6

  13. 1 2 3 4 5 Правило “5-4-3” 2 1 3 4 5 сегментів, 4 повторювача, 3 сегмента для підключення комп'ютерів Лекція 6

  14. 10Base-TEthernet • Позначення стандарту – 802.3i • Кабель UTP категорії 3, 4 або 5 • Роз’єднувачі RJ- 45 • Фізична топологія – зірка (застосовуються концентратори) • Максимальна відстань від комп'ютера до концентратора – 100 м • Загальне число комп'ютерів в мережі – до 1024 • Максимальна кількість концентраторів між будь-якими двома станціями – 4 («правило 4-х хабів») • Максимальний діаметр мережі – 500 м (5 х 100) Лекція 6

  15. 10Base-F Ethernet • Середовище передавання – багатомодовий волоконно-оптичний кабель (припускається також одномодовий) • FOIRL – перший варіант стандарту • максимальна довжина сегмента – 1000 м • загальна довжина мережі до 2500 м • до 4 повторювачів • 10Base-FL – удосконалений варіант FOIRL • збільшена потужність передавачів, максимальна довжина сегмента – 2000 м • 10Base-FB – тільки для з'єднання повторювачів • максимальна довжина сегмента – 2000 м • загальна довжина мережі до 2740 м • до 5 повторювачів • 10Base-FL и 10Base-FB не сумісні Лекція 6

  16. Специфікації Fast Ethernet • Позначення стандарту – IEEE 802.3u • 100 Мбіт/с • Усі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні • Три специфікації фізичного рівня: • 100Base-TX • 100Base-T4 • 100Base-FX • Міжкадровий інтервал – 0,96 мкс • Бітовий інтервал – 10 нс • Ознака вільного середовища – передавання символу “Idle” Лекція 6

  17. Специфікації фізичного рівня Fast Ethernet • 100Base-TX • UTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари • метод фізичного кодуванняMLT-3 • Auto-negotiation • 10Base-T – 2 пари категорії 3 • 10Base-T full-duplex – 2 пари категорії 3 • 100Base-TX – 2 пари категорії 5 (абоType 1A STP) • 100Base-TX full-duplex – 2 пари категорії 5 (абоType 1A STP) • 100Base-T4 – 4 пари категорії 3 • 100Base-T4 • UTP Cat 3 – 4 пари • метод кодування 8В/6Т • 100Base-FX • багатомодове оптоволокно 62,5/125 мкм, два волокна • режимиFull/Half Duplex • метод кодування 4В/5В • метод фізичного кодуванняNRZI Лекція 6

  18. Підрівні фізичного рівня • Рівень узгодження (Reconciliation sublayer) • Узгодження рівня MAC, що був розрахований на інтерфейс AUI, з інтерфейсом MII • Незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII) • Роз’єднувач MII має 40 контактів, максимальна довжина кабелю 1 м • Пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY) – різні для TX, T4 і FX • Підрівень логічного кодування даних (4B/5B або 8B/6T) • Підрівень фізичного під’єднання • Підрівень залежності від фізичного середовища • Підрівень автопереговорів Лекція 6

  19. Підрівні канального і фізичного рівнів Ethernet Лекція 6

  20. Неперервний потік даних 100Base FX/TX SFD (Start of Frame Delimiter) – обмежувач початку кадру JK – обмежувач початку потоку значущих символів T – обмежувач кінця потоку значущих символів Лекція 6

  21. Gigabit Ethernet • 1998 IEEE 802.3z • 1999 IEEE 802.3ab • Швидкість 1000 Мбіт/с • РежимиFull/Half Duplex • Метод доступу CSMA/CD • Логічне кодування 8В/10В • Спеціальні заходи щодо забезпечення діаметру в 200 м на поділюваному середовищі • Мінімальний розмір кадру збільшено з 64 до 512 байт (заповнення здійснюється нулями після FСS) • Монопольний пакетний режимBurst Mode • BurstLenght 8192 байт Лекція 6

  22. Фізичне середовище стандарту 802.3z • Багатомодовий волоконно-оптичний кабель • 1000Base-SX • Довжина хвилі 850 нм • Кабель 62,5/125 • Довжина сегмента 220 м • 1000Base-LX • Довжина хвилі 1300 нм • Кабель 50/125 • Довжина сегмента 500 м • Одномодовий волоконно-оптичний кабель • Довжина хвилі 1300 нм • Максимальна довжина сегмента 5000 м • Подвійний коаксіал (Twinax) з хвилевим опором 150 Ом (2*75 Ом) • Максимальна довжина сегмента 25 м • Для Full Duplex - Quad-кабель Лекція 6

  23. Gigabit Ethernetна скрученій парі категорії 5 • IEEE 802.3ab • Метод кодування PAM5 (5 рівнів потенціалу) • Передавання у двох напрямах по 4 парах UTP категорії 5 Лекція 6

More Related