Протокол доступа Ethernet Тема 2

Протокол доступа Ethernet Тема № 2

• Стандарты Ethernet и алгоритм передачи данных • Адресация пакетов Ethernet • Формат Ethernet пакета • Алгоритм передачи данных Казаков Ф. А. 2

Стандарты Ethernet • 1970 -ом году - DIX Ethernet ( «тонкий» Ethernet); • 80 -х годах - Ethernet-II; • в середине 80 -х – стандарт IEEE: Ethernet 802. 3 Казаков Ф. А. 3

Ethetnet 802. 3 • основан на методе CSMA/CD – множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий. • описывает часть физического уровня модели OSI и часть 2 -го уровня (MACадресация) Казаков Ф. А. 4

Fast Ethernet (100 Мбит/с) • 100 BASE-T — Ethernet, использующий в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 200 -250 метров. • 100 BASE-TX, IEEE 802. 3 u — Развитие технологии 10 BASE-T, используется топология звезда, задействован кабель витая пара категории-5, в котором фактически используются 2 пары проводников, максимальная скорость передачи данных 100 Мбит/с. • 100 BASE-T 4 — 100 MБит/с ethernet по кабелю категории-3. Задействованы все 4 пары. Сейчас практически не используется. Передача данных идёт в полудуплексном режиме. Казаков Ф. А. 5

Fast Ethernet (100 Мбит/с) • 100 BASE-T 2 — Не используется. 100 Mбит/с ethernet через кабель категории-3. Используется только 2 пары. Поддерживается полнодуплексный режим передачи. Скорость передачи в одном направлении — 50 Mбит/с. • 100 BASE-FX — 100 Мбит/с ethernet с помощью оптоволоконного кабеля. Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексном режиме (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полнодуплексном режиме по многомодовому оптическому волокну и до 32 километров по одномодовому. Казаков Ф. А. 6

Гигабит Ethernet • 1000 BASE-T, IEEE 802. 3 ab — Стандарт Ethernet 1 Гбит/с. Используется витая пара категории 5 e или 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных — 250 Мбит/с по одной паре. • 1000 BASE-TX, — Стандарт Ethernet 1 Гбит/с, использующий только витую пару категории 6. Практически не используется. • 1000 Base-X — общий термин для обозначения технологии Гигабит Ethernet, использующей в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель, включает в себя 1000 BASE-SX, 1000 BASE-LX и 1000 BASE-CX. Казаков Ф. А. 7

Гигабит Ethernet • 1000 BASE-SX, IEEE 802. 3 z — 1 Гбит/с Ethernet технология, использует многомодовое волокно дальность прохождения сигнала до 550 метров. • 1000 BASE-LX, IEEE 802. 3 z — 1 Гбит/с Ethernet технология, использует многомодовое волокно дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров. Оптимизирована для дальних асстояний, при использовании одномодового волокна (до 10 километров). • 1000 BASE-LH (Long Haul) — 1 Гбит/с Ethernet технология, использует одномодовый оптический кабель, дальность прохождения сигнала до 100 километров. Казаков Ф. А. 8

10 Гигабит Ethernet • 10 GBASE-CX 4 — Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель CX 4 и коннекторы Infini. Band. • 10 GBASE-SR — Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 26, 82 или 300 метров, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое оптоволокно. • 10 GBASE-LX 4 — использует уплотнение по длине волны, расстояние от 240 до 300 метров по многомодовому оптоволокну. Расстояние до 10 километров при использовании одномодового оптоволокна. Казаков Ф. А. 9

10 Гигабит Ethernet • 10 GBASE-LR и 10 GBASE-ER — эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 километров соответственно. • 10 GBASE-SW, 10 GBASE-LW и 10 GBASE-EW — Эти стандарты используют физический интерфейс, совместимый по скорости и формату данных с интерфейсом OC-192 / STM-64 SONET/SDH. • 10 GBASE-T, IEEE 802. 3 an-2006 — принят в июне 2006 года после 4 лет разработки. Использует экранированную витую пару. Расстояния — до 100 метров. Казаков Ф. А. 10

Etnernet и OSI Стандарты Ethernet описывают передачу сигналов одновременно на физическом и канальном уровнях модели OSI. IEEE делит канальный уровень модели OSI на 2 отдельных подуровня: – Логическое управление соединением (LLC): Переходит в сетевой уровень; – MAC: Соединяется с физическим уровнем; Казаков Ф. А. 11

Адреса Ethernet • Каждая сетевая карата имеет уникальный номер MAC-адрес; • представляются группой шестнадцатеричных чисел, сгруппированными по два или по четыре (00: 0 c: 43: 2 e: 08 или 0000. 0 c 43. 2 e 08); Казаков Ф. А. 12

Структура MAC-адреса • 24 -бита уникальный идентификатор организации (OUI): Эта часть МАКадреса определяет производителя устройства, состоит из: – Широковещательный бит; – Бит локальных изменений адреса; – 22 -bit Идентификатор, присвоенный организации: 22 оставшихся бита. • 24 -бита Уникальный идентификатор устройства. Казаков Ф. А. 13

Структура кадра Ethernet Казаков Ф. А. 14

Структура кадра Ethernet • Преамбула: Состоит из 7 -байтов с перемежающимися значениями 0 и 1 и начального разделителя 1 байт; • Адрес назначения: 6 байтов. Содержит MAC-адрес адаптера компьютера, которому должен быть послан пакет. • Адрес источника: 6 байтов. Содержит MAC-адрес сетевой платы компьютера, отправившего информацию; Казаков Ф. А. 15

Структура кадра Ethernet • Тип: 2 байта. В Ethernet II содержит код, определяющий протокол сетевого уровня. В 802. 3 поле определяет размер данных. • Данные и заполнение: 46 -1500 байт. Содержит данные, полученные от сетевого уровня передающего компьютера. Если данных мало, то это поле дополняется до его минимального размера 46 байт. • Контрольная сумма: Представляет механизм контроля ошибок. Казаков Ф. А. 16

Адресация кадров Ethernet • Одноадресная (Unicast) : кадр пересылается от хоста к какому-то определённому месту назначения; • Широковещательная(broadcast): кадры передаются от одной станции по всем существующим адресам ( MAC-адрес приемника - FF. FF); • Многоадресная(Multicast): адресом назначения является группа устройств, которые должны быть объединены в мультикастные группы Казаков Ф. А. 17

CSMA/CD протокол множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (carrier sense multiple access/collision detection). 1. Прослушивание канала; 2. Передача с контрольным приемом; 3. Если есть «наложенная» передача, то прекратить передачу 4. Подождать свободного канала и повторить передачу (до 16 раз). Казаков Ф. А. 18

Коэффициент загрузки сети Казаков Ф. А. 19

Коэффициент загрузки сети • Отношение максимальной (расчетной) пропускной способности сети к рабочей нагрузки сети. Казаков Ф. А. 20