Ethernet 1
План 1. 2. 3. 4. 5. Наиболее распространенные базовые технологии локальных сетей Спецификации физической среды Ethernet CSMA/CD Fast Ethernet Gigabit Ethernet 2
Наиболее распространенные базовые технологии локальных сетей Ethernet CSMA/CD (802. 3) l Token Ring (802. 5) l Apple. Talk l FDDI l 3
Token Ring (самостоятельно) l l l Сети Token Ring используют метод посылки маркера для обеспечения равного доступа к сети для всех компьютеров. Маркер получается от Nearest Active Upstream Neighbor (NAUN) и после передачи данных передается Nearest Active Downstream Neighbor (NADN) Ошибки обнаруживаются с помощью процесса, называемого сигнализацией (beaconing) Компьютеры подключаются к Multistation Access Unit – MAU или Smart MAU – концентраторам Token Ring. Каждый из них имеет гнезда Ring In Ring Out. В сети может быть до 33 таких устройств 4
Apple. Talk (самостоятельно) Кабельная система для сетей Apple. Talk называется Local. Talk l Использует метода доступа CSMA/CA l Имеет динамическую сетевую схему адресации l 5
FDDI (самостоятельно) Использует оптоволоконный кабель и метод доступа к носителю на основе посылки маркера. Сеть может объединять до 500 узлов на расстоянии 100 км. l Дает возможность реализовать уровни приоритетов l Организуются в виде 2 -х колец: первичного и вторичного l 6
Ethernet l l l l Самый распространенный стандарт локальных сетей Основа - стандарт Ethernet DIX или Ethernet II (1980 г. ) В зависимости от типа физической среды имеет несколько модификаций 10 Base-5, 10 Base-2, 10 Base-T, 10 Base-FL, 10 Base-FB 802. 3 u - Fast Ethernet (1995 г. ) 802. 3 z - Gigabit Ethernet (1998 г. ) Разрабатывается 10 G Ethernet Все виды используют один метод разделения среды передачи данных CSMA/CD 7
Стандарт 10 Base-5 8
Стандарты 10 Base. F FOIRL l 10 Base-FB l 9
MAC-адреса l l l Используются регламентированные стандартом IEEE 802. 3 уникальные 6 -байтовые адреса – MAC-адреса Если первый бит старшего байта адреса равен 0 то адрес является индивидуальным (unicast), а если 1 – групповым (multicast). Адрес 0 x. FFFFFF идентифицирует все узлы сети и называется широковещательным (broadcast). Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса: централизованный или локальный 3 старших байта адреса – организационно уникальный идентификатор (OUI) производителя оборудования 3 младших байта адреса – идентификатор интерфейса 10
Форматы кадров Ethernet 802. 3/LLC (802. 3/802. 2, или Novell 802. 2) l RAW 802. 3 (или Novell 802. 3) l Ethernet DIX (Ethernet II) l Ethernet SNAP l 11
Метод доступа CSMA/CD 12
Коллизия – это ситуация когда два или более узлов сети одновременно решают, что среда свободна и начинают передавать свои кадры, содержимое кадров сталкивается на общем кабеле и происходит искажение информации. 13
Домен коллизий (collision domain) – это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию, независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть Ethernet, построенная на повторителях, всегда образует один домен коллизий. Домен коллизий соответствует одной разделяемой среде 14
Пауза l l l Пауза = L * 512 bt bt (битовый интервал) – это время между появлением двух последовательных бит данных на кабеле L – число выбранное с равной вероятностью из диапазона [0, 2 N], где N – номер повторной попытки передачи кадра 1, 2, …, 10 После 10 попытки интервал, из которого выбирается пауза не увеличивается Если 16 последовательных попыток передачи кадра вызывают коллию, то передатчик должен прекратить попытки и отбросить кадр 15
Физический уровень Fast Ethernet (802. 3 u осень 1995) 100 Base. FX l 100 Base. T 4 l 16
Характеристики канального уровня Fast Ethernet Форматы кадров Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров Ethernet l Межкадровый интервал (IPG) равен 0, 96 мкс, а битовый интервал – 10 нс. Все временные параметры алгоритма доступа, измеренные в битовых интервалах, остались прежними, поэтому изменения в разделы стандарта, касающиеся уровня МАС, не вносились l Признаком свободного состояния среды является передача по ней символа Idle соответствующего избыточного кода (а не отсутствие сигналов как в Ethernet) 17 l
Правила построения сегментов Fast Ethernet Ограничения на максимальную длину сегментов, соединяющих DTE с DTE l Ограничения на максимальную длину сегментов, соединяющих DTE с портом повторителя l Ограничения на максимальный диаметр сети l Ограничения на максимальное число повторителей и максимальную длину сегмента, соединяющего повторители. l 18
Максимальные значения длины сегментов DTE-DTE Стандарт Тип кабеля Максимальная длина сегмента 100 Base-TX Категория 5 UTP 100 м 100 Base-FX Многомодовое оптоволокно 62, 5/125 мкм 412 м (полудуплекс) 2 км (полный дуплекс) 100 Base-T 4 Категория 3, 4 или 5 UTP 100 м 19
Классы повторителей Повторители Fast Ethernet делятся на 2 класса: Повторители класса I поддерживают оба типа логического кодирования данных: как 4 В/5 В, так и 8 В/6 Т. Повторители класса II поддерживают только какой-либо один тип логического кодирования. Повторители класса I позволяют выполнять трансляцию логических кодов с битовой скоростью 100 Мбит/с, а повторителям класса II эта операция недоступна. Поэтому повторители класса I могут иметь порты всех трех типов физического уровня: 100 Base-FX, 100 Base-TX и 100 Base. T 4. Повторители класса II имеют либо все порты 100 Base-T 4, либо порты 100 Base-TX и 100 Base-FX. 20
Ограничения сетей Fast Ethernet, построенных на повторителях В одном домене коллизий допускается наличие только одного повторителя класса I. Максимальное число повторителей класса II в домене коллизий – 2, причем они должны быть соединены между собой кабелем не длиннее 5 м. 21
Gigabit Ethernet (802. 3 z и 802. 3 ab) Сохраняются форматы кадров Ethernet l Сохраняются полудуплексная версия протокола, поддерживающая метод доступа CSMA/CD, и полнодуплексная версия, работающая с коммутаторами. l Поддерживаются все основные виды кабелей: волоконно-оптический, витая пара категории 5. l 22
Поддерживаемые виды кабеля Одномодовый волоконно-оптический кабель l Многомодовый волоконно-оптический кабель 62, 5/125 l Многомодовый волоконно-оптический кабель 50/125 l Двойной коаксиал с волновым сопротивлением 75 Ом (Twinax) l Quad-кабель (содержит 4 коаксиальных проводника) l 23
Спецификации физической среды Gigabit Ethernet 1000 Base-SX (850 нм – короткая волна, длина сегмента от 2 до 550 м) l 1000 Base-LX (1300 нм – длинная волна, длина сегмента от 2 до 5000 м) l 1000 Base-CX (twinax, до 25 м) l 1000 Base-T (UTP cat 5 и выше, до 100 м) l 24
Типы интерфейсов 10 G Ethernet (самостоятельно) 10 GBase-SR l 10 GBase-SW l 10 GBase-LX 4 l 10 GBase-LR l 10 GBase-LW l 10 GBase-ER l 10 GBase-EW l 25
10 Gigabit Ethernet (802. 3 ae, принят в середине 2002 г. ) l l l Сохраняет форматы кадров Ethernet, протокол доступа к среде (MAC), MAC-адресацию. Работает только в полнодуплексном режиме, не предусмотрено использование повторителей и концентраторов, отпадает необходимость в CSMA/CD Поддерживает одномодовое и многомодовое оптоволокно Группа 10 GBase-CX 4 развивает стандарт передачи сигналов по quad-кабелю Группа 10 GBase-T разрабатывает стандарт для организации 10 G по UTP cat 5 E и выше. Ориентировочный срок принятия – конец 2005 г. 26