Sieci komputerowe Wykład 3

aplikacji transportowa Internetu dostępu do sieci Stos TCP/IP Warstwa dostępu do sieci Sieci komputerowe Wykład 3

Powtórka z rachunków 1 System dziesiętny, binarny, szesnastkowy Jednostki informacji (b, B, kb, MB, GB, TB,..., googol) (1kB = 1kb???) kb/s (kilobity na sekundę) jednostka szybkości przesyłu danych kb/s (kilobajty na sekundę) pomiar ilości danych przesłanych po łączy sieciowym

Powtórka z rachunków 2 Konwersja między systemami liczbowymi Logika boole'owska (logiczne 0 i logiczna 1) Operacje NOT, AND, OR, XOR

Historia Ethernetu Sieć Alohanet (fale radiowe, komunikacja między wyspami na Hawajach) lata 60-te 1970r Robert Metcalfe, D. Boggs z Xerox Palo Alto Research Center opracowali technologię Ethernet 1980r. formalna specyfikacja (DIX Dec, Intel, Xerox) 1985r. standard IEEE 802.3

Metody dostępu do nośnika ALOHA (rozległe sieci radiowe) nadawca rozpoczyna nadawanie w dowolnym momencie, a po wysłaniu całej ramki (pewnego bloku danych) czeka na potwierdzenie przez odbiorcę. W przyp. braku ponawia transmisję. Przy większym natężeniu ruchu sieć szybko się blokuje poprzez tzw. kolizje. Obszar w którym może dochodzić do kolizji nazywamy domeną kolizji. CSMA (Carrier Sense, Multiple Access) występuje ciągły nasłuch łącza, gdy jest wolne stacja może nadawać. Nie ma potrzeby rozsyłania potwierdzeń CSMA/CD (... with Collision Detection) rozszerzenie CSMA o wykrywanie kolizji. Przy wykryciu kolizji przez nadawcę, nadawanie nie jest kończone natychmiast, lecz po pewnym ustalonym czasie aby zwiększyć szansę na wykrycie kolizji przez inne stacje. Wznowienie nadawania następuje po losowo ustalonym czasie (aby 2 stacje nie zaczęły nadawać w tym samym czasie) CSMA-CA collision avoidance unikanie kolizji, nie przyjęła się z uwagi na zbyt duże nakłady na obsługę sieci.

Kontrola dostępu do nośnika 2 kategorie MAC: Deterministyczna (kolejkowa) Token ring, FDDI - mówiący patyk Niedeterministyczna Ethernet (kolizje)

CSMA/CD

IEEE 802.3/ Ethernet i model OSI Warstwa łącza danych (2 warstwa OSI) dzieli się na 2 podwarstwy: Kontroli dostępu do medium (MAC, Media Access Control) (802.3) określa jak przesyłać dane przez fizyczny przewód. Obsługuje fizyczną adresację, definicję topologii sieciowej. Kontroli łącza logicznego (LLC, Logical Link Control) (802.2) odpowiedzialna za logiczną identyfikację różnych rodzajów protokołów i ich enkapsulację.

Budowa ramki Ethernet DIX (Ethernet II) 8B 6B 6B 2B 46B-1500B 4B Preambuła Adres docelowy Adres źródłowy Typ Dane FCS IEEE 802.3 7B 1B 6B 6B 2B 46B-1500B 4B Pream buła SFD Adres docelowy Adres źródłowy Długość Nagł. IEEE 802.3 +Dane FCS

Znaczenie poszczególnych pól Preambuła naprzemienny ciąg bitów 1 i 0 (sygnał synchronizujący) SFD bajt kończący preambułę o postaci 10101011, w DIX preambuła też się kończy znakami 11 Adresy liczby 6-bajtowe, będące adresami sprzętowymi interfejsów sieciowych MAC. Przyznawane przez IEEE Długość w bajtach dł. pola danych Typ liczba >= od 60016, określa protokół warstwy wyższej, który odbierze dane (np.. 80616 ARP, 80016 IP) Dane jeśli ilość danych jest mniejsza niż 46 bajtów wprowadzanie jest uzupełnienie PAD (padding dane są uzupełniane jedynkami) FCS (Frame Check Sequence) zawiera 4 bajty kontrolne CRC wygenerowane przez interfejs nadający i sprawdzane przez odbierający.

Format adresu MAC Unikatowy id organizacji (OUI) Nr przypisany przez producenta 24 bity 24 bity 6 cyfr hex 6 cyfr hex 00 60 2F 3A 07 BC Cisco Dane urz.

Typy adresów odbiorcy Pojedynczy Rozgłoszeniowy Grupowy

Szczegóły IEEE 802.3 IFG odstęp międzyramkowy (dla Ethernettu 10Mb/s 9,6µs) wynika z maksymalnej odległości między stacjami (2000 m) i czasu propagacji sygnału w danym medium czas potrzebny aby wszystkie stacje wykryły że trwa nadawanie. (96 - krotność trwania czasu 1 bitu) Czas wymuszenia kolizji 3,2 µs Czas Ti czas przez który stacja nie będzie podejmowała prób nadawania. Ti = Ri *S ; i= numer kolejnej próby S szerokość szczeliny czasowej 51,2 µs (min czas trwania 1 ramki) Ri liczba losowa z przedziału <0,2n-1> gdzie n = min(i,10)

Czas transmisji ramek Ethernet

Urządzenia warstwy 1 OSI Regenerator, wzmacniak (ang. repeater) Koncentrator (ang. hub) Jedna domena kolizji, dodanie kolejnego hosta zwiększa ruch w sieci.

Regenerator (wzmacniak)

Koncentrator

Urządzenia warstwy 2 OSI Most (ang. bridge) Przełącznik (ang. switch) Dzielą domenę kolizji na segmenty, kontrola propagacji ramek poprzez adresy MAC. Mniejsze domeny kolizji to większe pasmo dla każdego hosta w segmencie.

Most

Segmentacja sieci

Przełącznik Cisco Catalist rodzina 2900

Mikrosegmentacja dzielony segment

Rozgłoszenia warstwy 2 Aby komunikować się na zewnątrz domeny kolizyjnej, protokoły wykorzystują ramki rozgłoszeniowe (ang. broadcast) i rozgłoszeniowe do grup (ang. multicast). Urządzenia warstwy 2 przekazują ten ruch na wszystkie porty. Domena rozgłoszeniowa (ang. broadcast domain) to grupy domen kolizji połączonych urządzeniami warstwy 2. Kontrolę nad rozgłoszeniami przejmują dopiero urządzenia warstwy 3 - routery. (nie przekazują rozgłoszeń)

Segmentacja domeny kolizji

Segmentacja domeny rozgłoszeniowe

Przepływ danych w sieci