1

LAN Technológiák

Osztott médium hálózatok

LAN-ok

2

Fejlett pollozási megoldásokpollozási időtöbblet csökkentéseütközési veszteség csökkentéseszabványos megoldások

IEEE 802.3 EthernetIEEE 802.4 Token BusIEEE 802.5 Token RingIEEE 802.11 WLANANSI FDDI

Helyi hálózatok (LAN-ok)kommunikációs hálózat, „lokális” méretbroadcast jellegű átvitelnincs layer 3 funkcionalitás

3

Átvitel kategorizálásaKét dimenzió

osztott - dedikáltvezetővel - vezető nélkül

vezető nélküli osztottrádió adathálózatok

vezető nélküli dedikáltinfra kapcsolat két eszköz között

osztott vezetővelkábelezett LAN

dedikált vezetőveltelefon előfizetői szakasz

LAN Topológiákbuszgyűrűfacsillag

4

Csillag topológiapont-pont kapcsolatok egy központi hubra

hub meghibásodásaEthernetcsillag-gyűrű

IBM token ringFDDIbypass relays

Ethernet (802.3)70-es évek közepe Xerox PARCCSMA/CD

idle and busy linkcollision detection

DEC, Intel, Xerox 10-Mbps 1978IEEE 802.3

több fizikai mediumFast Ethernet 100-MbpsGigabit Ethernet 1000-Mbpsutóbbi két megoldás pont-pont konfigurációban,kapcsolt hálózatokban

5

Ethernet kábelezésvastag koax 10Base5vékony koax 10Base21Base5

telefon kábelezés10Broad3610BaseTütközési terület

Ethernet kábelezés (folyt.)

6

Ethernet kábelezés (folyt.)tranceiverek

minden hoszthozrepeaterek (fizikai réteg eszköz)

szegmensek

Adaptor

Transceiver

Host

Ethernet cable

…

…

…

…

Ethernet kábelezés (folyt.)Differenciál Manchester kódolás

7

Ethernet MAC protokollKeret formátum

Ethernet MAC protokoll (folyt.)Címzés

48-bit (globálisan adminisztrált)• adapter címe• jel.: pl. 8:0:2b:e4:b1:2• gyártó előtag 24 bit

promiscuous modeunicast címbroadcast címmulticast címek

8

Ethernet MAC protokoll (folyt.)Átviteli algoritmus

adási stratégiák CSMA esetén• nem perzisztens• 1-perzisztens• p-perzisztens

1-perzisztens• ütközések

32 bit jamming signal 96 bit min. (preamb.+jam.) adás előtt várakozási idő (exponential backoff) ~ p-perz.

Ethernet MAC protokoll (folyt.)közeg kihasználtság

legrosszabb eset

9

Ethernet MAC protokoll (folyt.)közeg kihasználtság (folyt.) (p-perzisztens)

kevés, lökésszerű adat átvitele: U~1sok aktív csomópont - túlterheléshasznos átvitel: Tf/2Tp=1/2a

U =1/ 2a

1/ 2a( ) + verseny_ feloldás_ átl _ideje( )

A =N1

p 1 − p( )N −1 = Np 1 − p( )N −1 A max., ha p=1/N .

N-> ∞ esetén A=1/e

j 1 − A( ) j Aj=0

∞

∑ =1 − AA U =

1/ 2a1/ 2a( ) + 1− A( ) / A

Ethernet MAC protokoll (folyt.)közeg kihasználtság (folyt.)

aN

10

Ethernet MAC protokoll (folyt.)közeg kihasználtság (folyt.)

Gbit EthernetEthernet keret formátumpont-pont kapcsolat

full-duplexosztott broadcast csatorna

CSMA/CDrövid távolságok

buffered distributors (hub)

11

Token Ring (802.5)IBM 1985dedikált, egyirányú adatvonalak

nem kell duplex kapcsolatnincs verseny helyzet

vezérjelbit szekvencia

Token Ring fizikai jellemzőkMSAU4 Mbps, 16 Mbpsdiff. Manchester kód.250 hoszt/ gyűrűIBM csavart érpár

802.5 nem spec.

Host

Host

Host Host

From previousMSAU

To nextMSAU

MSAU

12

Token Ring MACring storage capacity

24 bit token1 bit késleltetés / stationmonitor station

token megszerzésetoken tartási idő (THT)

10 mstoken fordulási idő (TRT)

TRT<=aktív_csomópontok*THT+gyűrű késleltetéseA és C trailer bitek (frame status)

címzett aktívnyugta

prioritásokreservation bits

Token Ring MAC (folyt.)token eleresztés

koraikésleltetett

monitor válsztásclaim tokenhighest address wins

token vesztéscsomópontok_sz*THT+gyűrűkésletetés

sérült és árva keretekmonitor bit

Token

Frame Token Frame

13

Token Ring MAC (folyt.)keret formátum

token tartás 10 msAC

token bitpriority bitsreservation bits

Body ChecksumSrcaddr

Variable48

Destaddr

48 32

Enddelimiter

8

Framestatus

8

Framecontrol

8

Accesscontrol

8

Startdelimiter

8

Token Ring közegkihasználása>1, azaz Tf<Tp

a<1, azaz Tp<Tf

U =Tf

Tp + Tp / N=

1a 1+ 1/ N( )

U =Tf

Tf + Tp / N=

11+ a / N

14

Token Ring közegkihasználás

a

N

FDDIFizikai jellemzők

kettős gyűrűSAS100 Mbps (1.2 Gbps)200 kmNRZI, 4B/5B kód, ASK

Downstreamneighbor

Upstreamneighbor

Concentrator (DAS)

SAS SAS SAS SAS

15

FDDI további jellemzőkminden állomás kb. 50 ns késleltetést okozmax. 500 állomáslehet réz kábelezés (CDDI)

FDDI időzített token algoritmusToken tartási idő (max.) THTToken fordulási idő TRT

TRT<= aktív csp. x THT + gyűrű késleltetésCél token fordulási idő TTRT

megegyezett felső korlát TRT-ra

16

FDDI időzített token algoritmusTRT mérése minden állomásonha TRT>TTRT, token késik, nincs adásha TRT<TTRT, token korai, adás

FDDI időzített token algoritmusforgalom osztályok

aszinkron (csak korai tokennél)szinkron (delay sensitive, bármikor)

token karbantartás2.5 ms timerclaim bid

17

FDDI keretformátum

Control

8 8 8 24

CRCStart offrame

End offrame

Destaddr

Body

4848

Srcaddr

Status

32

Controlaszinkron-szinkron adat16-bit 48-bit címek

IEEE 802.11 WLANESS

BSSDS

RétegekFizikai Réteg

• Frequency hopping• Direct sequence• Infrared (diffuse)

Adatkapcsolati réteg• MAC

18

Rádió technológia2.400-2.4835 GHz

DSSS 1, 2, 11 MbpsFHSS 1, 2 Mbps

Rádió technológia (folyt.)Zavar hatása

19

DSSSChipping code

DSSS (folyt.)Illesztett korrelátor szűrő

20

IEEE 802.11 CSMA/CA

LAN-ok összekapcsolásamiért nem 1 nagy LAN?

sávszélességhossz korlátnagy ütközési területkorlátozott állomás szám

21

Fizikai rétegbeli összekapcsolásrepeaterekhubok

hierarchikusan is

HubokLAN szegmensekhub nem csökkenti az ütközési területetelőnyök

olcsógraceful degradationtávolság növelés

hátrányokütközésekcsak azonos típusú hálózatok (pl. ethernet)

22

Adatkapcsolati rétegbelikapcsolás

Bridges from 802.x to 802.yLocal InternetworkingRepeaters, Hubs, Bridges, Switches,Routers, GatewaysVirtual LANs

Adatkapcsolati rétegbelikapcsolás (folyt.)

gerinccel összekötött LAN-ok

kiterjesztett LAN

23

Adatkapcsolati rétegbelikapcsolás (folyt.)

bridge (pl. wless AP)

Bridge-ekelőnyök

elkülönített ütközési területekpufferelés

• különböző típusú hálózatokátlátszócsomagok továbbítása szűréssel

24

Tanuló bridge-ekkapott csomagokbóleljárás:if destination is on LAN on which frame was received

then drop the frameelse { lookup filtering table if entry found for destination

then forward the frame on interface indicated;else flood; /* forward on all but the interface on

which the frame arrived*/}

Bridge feszítőfákredundáns összeköttetések

alternatív útvonalakkörök

megoldás: feszítőfa kialakításainterfészek lekapcsolása

Disabled

lásd. később a routolásnál

25

Repeaters, Hubs, Bridges,Switches, Routers, Gateways

Bridge vs. routerrouterek

hálózati rétegroutolási táblákroutolási algoritmusok

bridge-ekadatkapcsolati rétegszűrési táblázatoktanuló feszítőfa kiépítő algoritmus

26

Repeaters, Hubs, Bridges,Switches, Routers, Gateways

Ethernet switchekadatkapcs. rétegszűrés MAC címekkelsok és eltérő sebességű interfészethernet ütközések nélkül

27

Virtuális LAN-ok

Virtuális LAN-ok (folyt.)VLAN tagság

bridge portszámMAC addressprotokoll típusIP subnet

28

Virtuális LAN-ok (folyt.)IEEE 802.1Q