„szybsze wersje ethernetu dwa główne problemy



Pobieranie 34.46 Kb.
Data03.05.2016
Rozmiar34.46 Kb.

Wykład 4


„SZYBSZE” WERSJE ETHERNETU


  • dwa główne problemy:

-zapewnienie, aby sprzęt sieciowy i medium translacyjne były obsłużyć szybszą transmisję

-zapewnienie spełnienia wymagań istniejącego protokołu dostępu do mediów



  • ad1.To zależy wyłącznie od postępu technicznego

  • ad2. Z założeń Ethernetu wynika związek pomiędzy minimalną długością ramki, a rozległością fizycznego segmentu sieci. Ponieważ dane są wysyłane szybciej trzeba:

-albo zwiększyć minimalną długość ramki

-albo zmniejszyć rozległość sieci



  • {rysunek}

  • w obu przypadkach szybkość rozchodzenia się sygnału jest taka sama

  • w Fast Ethernet ilość wysyłanych danych na sekundę jest 10 razy większa, a więc czas wysyłania ramki jest 10 razy krótszy, 10 razy krótsza jest także rozległość ramki

FAST ETHERNET



  • formalnie zaakceptowany w 1995 r.

  • dopuszczalne media: światłowód i skrętka

  • możliwa współpraca z urządzeniami 10 Mb/s (autonegocjacja)

GIGABIT ETHERNET



SZCZELINA CZASOWA




  • szczelina czasowa (slot time) w sieci Ethernet odpowiada każdej z dwu równych wartości

-czas potrzebny na propagacje sygnału w systemie o maksymalnej dopuszczonej wielkości w obie strony (tam i z powrotem)

-maksymalny czas niezbędny do wykrycia i wymuszenia kolizji (przez sekwencję zagłuszającą)



  • wartość tą najczęściej wyraża się najczęściej w ilości bitów transmitowanych w tym czasie- w

Ethernet jest to 512

51,2 mikrosekundy

  • istnieje oczywisty związek pomiędzy szczeliną czasową a rozległością sieci. Należy pamiętać także, że urządzenia warstwy pierwszej wzmacniające sygnał wnoszą niezerowe opóźnienie.




  • Ethernet- szczelina czasowa wynosi 512 bit, dając maksymalną rozległość sieci 2800m

  • Fast Ethernet- utrzymano wartość szczeliny czasowej, ale te 512 bit przemierzy sieć w 10 razy krótszym czasie, zatem należy zmniejszyć jej rozległość (205m)

  • Gigabit Ethernet- rozległość ok. 20m byłaby nieakceptowana. Trzeba coś zmienić.

GIGABIT ETHERNET




  • gdzie można by szukać oszczędności:

-szybszy sprzęt sieciowy (hub/router)

-szybsza propagacja w kablu

-zwiększyć minimalną długość ramki

-AD1- nie można osiągać 10-krotnej poprawy

-AD2- barierą stała prędkość światła

-AD3- niekompatybilność z innymi wersjami Ethernetu



  • rozwiązanie: zwiększenie czasu zajmowanego przez ramkę do 512(sic) przy zachowaniu minimalnej

  • długości 64B

  • wypełniacz (carriere extension)

-za ramką dopełnia do 512 B

-duży narzut dla pojedynczych małych ramek

-gdy stacja ma do wysłania wiele ramek naraz wypełniacz między nimi nie jest konieczny

{rysunek}

SZCZELINNA CZASOW CD


  • wielkość ta używana jest:

-do określania rozległości sieci

-jako podstawowa jednostka w algorytmie wznowienia transmisji po wystąpieniu kolizji

-do wyznaczenia minimalnej długości ramki
MEDIA TRANSMISYJNE W ETHERNET


  • 10 Base 5- gruby kabel koncentryczny, 10Mb/s, maks 500m

  • 10 Base 2- cienki kabel koncentryczny, 10Mb/s, maks 185m

  • 10 Base T- skrętka (twistem pair) kategorii co najmniej 3, 10 Mb/s , maks 100m

  • 100 Base-FL- światłowód (optic fiber) 10Mb/s

  • 100 Base- T- skrętka i światłowód

  • 100Base-T4- skrętka kategorii 3, kodowanie 8B/6T

  • 100Base-TX- dwie pary skrętki kategorii 5, kodowanie 4B/5B, maks 100m

  • 1000Base-FX- światłowód wielodomowy

  • 1000Base-T- skrętka co najmniej kategorii 5

MEDIA TRANSMIYJNE W ETHERNECIE




  • 10Base5- gruby kabel koncentryczny, 10Mb/s, maks 500m, kodowanie Manchester

  • 10Base2- cienki kabel koncentryczny, 10Mb/s, maks 185m, kodowanie Manchester

  • 10BaseT- skrętka (Twistem pair) kategorii co najmniej 3(obecnie 5), 10Mb/s, kodowanie Manchester, fizyczne NRZ

10 BASE 5




  • gruby kabel koncentryczny

  • 10Mb/s

  • maks. 500m, stacje można podłączać co wielokrotność 2,5m

  • kodowanie Manchester

  • komponenty sieci:

-interfejs sieciowy z AUI

-kabel transceivierowy AUI (maks 50m)

-MAU (Media Attachment Unit): zewnętrzny tap/transcivier

-terminatory 50 omowe

10 BASE-2


  • cienki kabel koncentryczny

  • 10Mb/s

  • maks. 185m, stacje można podłączać w odległościach co 0,5m, maks. 30 stacji

  • kodowanie Manchester

  • komponenty sieci:

-interfejs sieciowy:

  • wbudowany treansceivier (łącze BNC)

  • interfejs w standardzie AUI , zewnętrznt transceivier i opcjonalny kabel transceivierowy

-trójnik BNC

-terminatory 50 omowe


10 BASE-T

  • skrętka (twistem pair) kategorii co najmniej 3

  • 10Mb/s

  • kodowanie Manchester

  • okablowanie strukturalne

10 BASE-FL




  • światłowód (fiber optic)

  • 10Mb/s

  • kodowanie Manchester, fizyczne NZR

MEDIA TRANSMISYJNE W ETHERNECIE CD




  • 100Base-T – skrętka i światłowód

  • 100Base-T4- cztery pary skrętki kategorii 3, kodowanie 8B/6T

  • 100Base-TX- dwie pary skrętki kategorii co najmniej 5, kodowanie 4B/5B, fizycznie MLT-3, transmisja125 Mbaud, maks. 100m

  • 100Base-FX- światłowód wielodomowy, kodowanie 4B/5B, fizycznie NRZI

  • 1000Base-T- skrętka kategorii 5, używane 4 pary do jednoczesnej, obustronnej transmisji, sygnalizacja 4D-PAM5 (pięciopoziomowe sygnały niosące 2bity każdy), 125 Mbaud na każdej z czterech par, maksymalnie 100m

  • 1000Base-X- różne standardy, kodowanie 8B/10B, używane256 z 1024 sygnałów (balans poziomów); fizyczny NRZ

1000BASE-T




  • suplement 802.3ab do standardu IEEE

  • miliard bajtów na sekundę przez UTP

-te same pary używane do odbioru i do nadawania

-kodowanie 4D-PAM (pięciopoziomowe sygnały niosące po 2 każdy)

-125 Mbaud*4pary*2bity/takt=1000Mb/s


  • kategoria co najmniej 5, długość 100m

ROZLEGŁOŚĆ SIECI ETHERNET




  • regenerator sygnału (repeater)

-pozwala zwiększyć rozmiar segmentu sieci

-zapewnia odtworzenie charakteru sygnału

-ograniczenie: reguła 4-5-3 (reguła czterech repeaterówe)


  • hub (wieloportowy repeater)

-wzmacnia sygnał i przesyła na wszystkie pozostał porty
TRYB PEŁNEGO PORTU

  • ETHRNET- tryb półdupleksu

  • Pełny dupleks

-równoczesna transmisja w obie strony

-łącze musi być punkyt-punkt, oba interfejsy muszą obsługiwac ten tryb

-przestawienie w ten tryb administracyjnie albo przez protokół autonegocjacji

-wyższa przepustowość (np.200Mb/s na łączu 200Mb/s)

-osobne ścieżki dla odbioru i transmisji danych


  • Tak jest na skrętce jedynie fizycznie

  • Protokół CSMA/CD pracuje jedynie w trybie półdupleksu

TRYB PEŁNEDO DUPLEKSU



-ignorowanie carrier sense (CS)

-brak wielodostępu (MA)

-ignorowane wystąpienie kolizji (CD)


  • Huby nie mogą być używane

  • Nie mogą być używane m. in. 10Base2 i 10Base5

  • Brak ograniczeń protokołów na długość medium- odległości mogą być znacznie większe:

-skrętki to nie dotyczy

-światłowód np. 100Base-FX do 2km na MMF i do 20km na jednodomowym





  • Opisany w suplemencie 802.3x (1997)

PROTOKÓL AUTONEGOCJACJI




  • Automatyczna konfiguracja sprzętu ethernet

  • 1995

  • głównie skrętka

  • główne zadania:

-dopasowanie szybkości interfejsu (np. 10-100-1000 Mb/s)

-włączenie trybu pełnego dupleksu



  • procedura wykonywana jednokrotnie – w czasie inicjacji połączenia

  • własny system sygnalizacji

  • rozgłaszanie własnych możliwości

-tablica priorytetów (od najszybszych do 10Base-T)

-wybór HCD (highest common denominator)

DOMENA KOLIZYJNA A ROZGŁOSZENIOWA


  • domena kolizyjna to fragment sieci, w której transmisja musi być przez urządzenie w sposób wykluczający prowadzenie w tym czasie transmisji przez inne urządzenie (granice stanowią porty urządzeń bridże, switch lub router)

  • domena rozgłoszeniowa to fragment sieci, jaki pokonują ramki typu broadcast lub multicast (ograniczona przez routery lub sieci wirtualne)

SEGMENTACJA URZĄDZEŃ WARSTWY PIERWSZEJ

{RYSUNEK}
domena kolizyjna = domena rozgłoszeniowa
SEGMENTACJA URZĄDZEŃ WARSTWY DRUGIEJ

{RYSUNEK}


domena kolizyjna ≠ domena rozgłoszeniowa
SEGMENTACJA URZĄDZEŃ WARSTWY TRZECIEJ

{RYSUNEK}

Separacja domen kolizyjnych i rozgłoszeniowych
SEGMENTACJA SIECI


  • regeneratory sygnału pozwalają zwiększyć rozległość sieci, ale w ten sposób zwiększa się rozległość domeny kolizyjnej

  • korzystne byłoby posiadanie mechanizmu pozwalającego na stwierdzenie gdzie w stosunku do nadawcy znajduje się odbiorca i stosownie przesyłać ramki

  • urządzenia pracujące w warstwie drugiej mają zalety regeneratorów sygnału pozwalając dodatkowo na zmniejszenie ruchu w sieci poprzez zmniejszenie filtracje ramek

  • niewielkie opóźnienia wnoszone przez te urządzenia nie stanowi najczęściej problemu

  • nie zmniejsza się wielkość domeny broadcastowej , gdyż ramki o adresach grupowych i rozgłoszeniowych przekazywane są przez te urządzenia

ZASADA DZIAŁANIA URZĄDZENIA TYPU MOSTEK




  • działa na poziomie warstwy drugiej OSI/ISO, interpretuje więc zawartość ramek

  • ze swojego punktu widzenia dzieli sieć na kilka części (najczęściej dwie) w oparciu o porty , do którego te fragmenty (segmenty) sieci są połączone

  • posiada wiedzę pozwalającą na stwierdzenie, w którym segmencie sieci znajduje się host o danym adresie MAC

  • w oparciu o tę wiedzę podejmuje decyzje, czy, a jeśli tak, to na który port przekazać ramkę, której adres docelowy pobiera i analizuje

DZIAŁANIE MOSTKA

{RYSUNEK}
SKĄD MOSTKI WIEDZĄ O POŁOŻENIU KOMPUTERÓW?


  • Uczą się tego same

  • Działając w trybie promiscuous pobierają adres źródłowy każdej ramki i wpisują do specjalnej tablicy (tzw. Tablica Forwardingu) wraz z numerem portu , na którym ta ramka się pojawiła

  • Każdy wpis ma określony czas ważności , jeśli informacja nie jest odnawiana- znika z tablicy

{rysunek}
JAK MOSTKI WYKORZYSTUJĄ WIEDZĘ


  • Gdy mostek odbiera ramkę , poszukuje jej adresu docelowego w swojej tablicy forwardingu

-gdy port jest taki sam, jak port, z którego przyszła ramka-nic nie robi

-gdy port jest inny- przekazuje ramkę na ten port

- gdy nie znajdzie wpisu- przekazuje na wszystkie pozostaloe porty

- gdy adres jest adresem grupowym lub rozgłoszeniowym – przekazuje na wszystkjie pozostałe porty



  • Ze względu na zmienność sieci , nieodświeżane wpisy zachowuja ważność przez określony czas, po jego upływie zostają usuwane



- -


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna