История создания Ethernet

Август 23, 2022

Главная
Информатика
История создания Ethernet

Содержание

2. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs История создания Ethernet Эскиз технологии Ethernet (Р.Меткалф)
3. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Скорости Ethernet 10 Мбит/с — Ethernet (10Base)
4. Характеристики Ethernet Ethernet – технология (сетевая архитектура) локальных вычислительных сетей, описанная стандартами физического и канального уровней
5. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Типы МАС адресов Unicast Каждое терминальное коммуникационное
6. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Характеристики Ethernet 10Mbps Среда передачи: экранированная и
7. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs CSMA/CD Метод доступа к среде передачи -
8. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs CSMA/CD При обнаружении коллизии станция выдает в
9. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Алгоритм CSMA/CD (передача) 1. Подготовка кадра к
10. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Алгоритм CSMA/CD (прием) Сигнал обнаружен? Получение SFD,
11. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Домены коллизий Домен коллизий - часть сети
12. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Полудуплекс Ethernet Сравнительные характеристики Ethernet, Fast Ethernet
13. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Формат кадров Ethernet Pre - преамбула (7
14. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Форматы кадров Ethernet Если значение поля Тип>1500
15. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Типы процедур обмена данными Три типа процедур
16. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Спецификации Ethernet 10Base-5 - коаксиальный кабель диаметром
17. Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Ethernet 10Base-T 10Base-T может поддерживать как дуплексную,
19. Скачать презентацию

Слайд 2

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
История создания Ethernet
Эскиз технологии

Ethernet (Р.Меткалф)
Источник: http://www1.chapman.edu/soe/faculty/piper/teachtech/history.htm

Слайд 3

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Скорости Ethernet
10 Мбит/с —

Ethernet (10Base)
100 Мбит/с — Fast Ethernet (100Base)
1000 Мбит/с — Gigabit Ethernet (1000Base)
10 Гбит/с — 10 Gigabit Ethernet (10GE)
40/100 Гбит/сек — 40/100 Higher Speed Gigabit Ethernet (HSE)

Слайд 4

Характеристики Ethernet
Ethernet – технология (сетевая архитектура) локальных вычислительных сетей, описанная стандартами

физического и канального уровней модели OSI/RM.
Скорость передачи данных – 10 Мбит/с, 100 Мбит/с (Fast Ethernet), 1 Гбит/с (Gigabit Ethernet), 10 Гбит/с (10 Gigabit Ethernet). Внутри каждой спецификации существует еще несколько подвидов (например, 100Base-TX, 100Base-FX для Fast Ethernet), характеризуемых разными видами подключения к среде передачи (оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель), а также методами кодирования сигнала и включением/выключением тех или иных коммуникационных опций.
Как уже было сказано, на канальном уровне все устройства имеют свой адрес, обычно определенный аппаратно. В технологии Ethernet в качестве этого адреса используется 6-байтовый идентификатор МАС (medium access control, например, 00:00:C0:5E:83:0E).
Различают широковещательные (broadcast), уникальные (unicast) MAC-адреса и МАС-адреса групповой рассылки (multicast).

Петрозаводский гос. университет, Алексей Мощевикин, 2006

Net Security

Слайд 5

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Типы МАС адресов
Unicast
Каждое терминальное

коммуникационное устройство, как правило, имеет уникальный адрес канального уровня. Первый бит шестибайтовой последовательности всегда 0.
Multicast
Такой адрес идентифицирует станции, выделенные в группу администратором. Первый бит - 1, остальные любые, кроме всех 1. Не может быть адресом отправителя SA.

Broadcast
Все биты адреса выставляются в 1, т.е. адреса выглядит FF-FF-FF-FF-FF-FF. Кадр с таким адресом предназначен для всех станций в сети.

http://en.wikipedia.org/wiki/MAC_address

Слайд 6

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Характеристики Ethernet 10Mbps
Среда передачи:

экранированная и неэкранированная витая пара, оптоволокно, радиоволны.
Кодирование на физическом уровне (для 10Мбит/с): манчестерский код (униполярный сигнал), повышение среднего напряжения в линии в случае коллизий отлавливается аппаратурой.
Характеристики: широковещательная система, станция может начать передачу в любой момент, конкуренция за среду передачи.

Слайд 7

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
CSMA/CD
Метод доступа к среде

передачи - множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов CSMA/CD.
CS (carrier sense) - постоянная проверка среды передачи (idle, busy).
MA (multiple access) - если среда свободна, любая станция может начать передачу.
CD (collision detect) - обнаружение коллизий. CSMA/CD работает только при включении полудуплексного режима.

репитеры

Слайд 8

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
CSMA/CD
При обнаружении коллизии станция

выдает в среду передачи специальный сигнал, называемый jam-последовательностью, облегчающий обнаружение коллизии другими станциями. Обычно jam-последовательность выдается с нарушением схемы физического кодирования.
После обнаружения коллизии каждый узел, который передавал кадр и столкнулся с коллизией, после некоторой задержки пытается повторно передать свой кадр.
Длина кабельной системы выбирается таким образом, чтобы за время передачи кадра минимальной длины сигнал коллизии успел бы распространиться до самого дальнего узла сети.
Между двумя последовательно передаваемыми по общей шине кадрами информации должна выдерживаться пауза в 96 тактов (9.6 мкс для скорости 10 Мбит/сек); эта пауза нужна для приведения в исходное состояние сетевых адаптеров узлов, а также для предотвращения монопольного захвата среды передачи данных одной станцией.

Слайд 9

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Алгоритм CSMA/CD (передача)
1. Подготовка

кадра к передаче
2. Число попыток = 0

Среда передачи занята?

1. Ожидание: 96 тактов (IFG)
2. Начало передачи

Коллизия произошла?

Завершение передачи

1. Выдача jam-сигнала
2. Число попыток ++

Число попыток >16?

1. Вычисление экспоненциаль-
ной задержки
2. Ожидание

Передача не прошла,
число попыток превышено

нет

да

k:=Min(attempts,10)
r:=Random(0,2k) delay:=r*Slot_time
{Slot_time~t512 бит}

IFG (InterFrame Gap)=96

Слайд 10

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Алгоритм CSMA/CD (прием)
Сигнал

обнаружен?

Получение SFD, подстройка синхронизации, прием кадра, расчет контрольной суммы. В случае коллизии - jam-последовательность, возврат.

FCS верное?

Кадр сбрасывается

Передача данных кадра на обработку протоколам высшего уровня

нет

да

Совпадает адрес назначения с собственным или широковещательным адресом?

да

нет

Слайд 11

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Домены коллизий
Домен коллизий -

часть сети Ethernet, в которой нет буферизирующих кадры устройств (например, коммутаторов с проверкой корректности полученного кадра) или множество всех станций сети, одновременная передача любой пары из которых приводит к коллизии.
.

Коллизий не существует (сетевые карты работают в дуплексном режиме)
Если сеть построена на репитерах, то домен коллизий включает в себя всю кабельную систему, (сетевые карты работают в режиме полудуплекса)
Домен коллизий ограничен кабелем от сетевой карты до коммутатора (сетевые карты работают в полудуплексном режиме)

витые пары

репитер

коммутатор

домены коллизий

Слайд 12

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Полудуплекс Ethernet
Сравнительные характеристики Ethernet,

Fast Ethernet и Gigabit Ethernet для полудуплексного режима передачи

Слайд 13

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Формат кадров Ethernet
Pre -

преамбула (7 байт 10101010) для синхронизации на приемной стороне
SFD - начальный ограничитель кадра (Starting Frame Delimiter, 10101011)
DA - адрес назначения (Destination Address, 6 байт - МАС адрес)
SA - адрес источника (Source Address, 6 байт - МАС адрес)
T - тип кадра, 2 байта (для кадра Ethernet II)
L - длина кадра, 2 байта (для кадров Ethernet 802.3, Ethernet 802.2, Ethernet SNAP, устарело)
LLC data - 0-1500 байт, информация с заголовками верхних уровней
Pad - поле заполнения, если поле LLC data меньше 46 байт
FCS - контрольная сумма кадра (Frame Check Status, 4 байта, циклический избыточный код по всем полям, кроме Pre+SFD и FCS)
Общая длина кадра Ethernet - 64-1518 байт, длина заголовочной и трейлерной частей (без преамбулы) - 18 байт

Слайд 14

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Форматы кадров Ethernet
Если значение

поля Тип>1500 (0x05DC), то данный кадр - Ethernet II, а значение в этом поле указывает на протокол верхнего уровня.
0x0800 для IP, 0x0806 для ARP, 0x809B для AppleTalk, 0x0600 для XNS, и 0x8137 для IPX/SPX.
LLC data = LLC заголовок (3 байта: DSAP, SSAP, поле управления) + данные.
DSAP, SSAP - Destination (Source) Service Access Point - код службы на приемной и передающей сторонах.
Если Длина<1500, то (устарело!):
Если 2 байта (DSAP, SSAP) = 0xFFFF, то кадр - Ethernet 802.3;
Если 2 байта (DSAP, SSAP) = 0xАААА, то Ethernet SNAP;
Иначе - кадр Ethernet 802.2 (использовался фирмой Novell).

Слайд 15

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Типы процедур обмена данными
Три

типа процедур обмена данными:
LLC 1 определяет обмен данными без предварительного установления соединения и без повторной передачи кадров в случае обнаружения ошибочной ситуации, то есть является процедурой дейтаграммного типа. Этот тип процедуры используется во всех практических реализациях Ethernet. Поле управления для этого типа процедур имеет значение 03, что определяет все кадры как ненумерованные.
LLC 2 определяет режим обмена с установлением соединений, нумерацией кадров, управлением потоком кадров и повторной передачей ошибочных кадров. В локальных сетях Ethernet этот режим используется редко.
LLC 3 определяет режим передачи данных без установления соединения, но с получением подтверждения о доставке информационного кадра адресату. Только после этого может быть отправлен следующий информационный кадр.

Слайд 16

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Спецификации Ethernet
10Base-5 - коаксиальный

кабель диаметром 0.5 дюйма, называемый "толстым" коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - 500 метров (без повторителей).
10Base-2 - коаксиальный кабель диаметром 0.25 дюйма, называемый "тонким" коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - 185 метров (без повторителей).
10Base-T - кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует звездообразную физическую топологию с концентратором. Расстояние между концентратором и конечным узлом - не более 100 м. Передача и прием ведется по двум парам из четырех.
10Base-F - оптоволоконный кабель. Топология аналогична стандарту на витой паре. Имеется несколько вариантов этой спецификации - FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB.
Для всех стандартов Ethernet логическая топология - шина (если сеть построена не на коммутаторах).

Слайд 17

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Ethernet 10Base-T
10Base-T может поддерживать

как дуплексную, так и полудуплексную передачу, поскольку передача ведется по двум симплексным витым парам с использованием разъема RJ-45.

10Base-T

RJ-45

Четырех-парный кабель UTP 3 и 5 категории.
Используется только две однонаправленных пары.

История создания Ethernet

Содержание

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsИстория создания EthernetЭскиз технологии

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsСкорости Ethernet10 Мбит/с —

Характеристики EthernetEthernet – технология (сетевая архитектура) локальных вычислительных сетей, описанная стандартами

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsТипы МАС адресовUnicastКаждое терминальное

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsХарактеристики Ethernet 10MbpsСреда передачи:

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsCSMA/CDМетод доступа к среде

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsCSMA/CDПри обнаружении коллизии станция

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsАлгоритм CSMA/CD (передача)1. Подготовка

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsАлгоритм CSMA/CD (прием) Сигнал

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsДомены коллизийДомен коллизий -

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsПолудуплекс EthernetСравнительные характеристики Ethernet,

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsФормат кадров EthernetPre -

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsФорматы кадров EthernetЕсли значение

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsТипы процедур обмена даннымиТри

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsСпецификации Ethernet10Base-5 - коаксиальный

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSsEthernet 10Base-T10Base-T может поддерживать

Похожие презентации