Základní pojmy

Přenosová technologie zajišťuje skutečný přenos dat

v ISO/OSI pokrývá fyzickou a linkovou vrstvu v rámci TCP/IP spadá do vrstvy síťového rozhraní

používá různá přenosová média koaxiální kabely kroucenou dvoulinku optická vlákna

předpokládá logicky sběrnicovou topologiiNezaručuje právo vysílat

využívá metody CSMA/CD neřízená distribuovaná metoda funguje dobře s „rozumnou“ pravděpodobností přístupu

Dále se vyvíjí již existuje i 10 Gb a 100 Gb Ethernet

vzniká 1 Tb Ethernet (testuje se)

Vznik a vývoj Ethernetu

Myšlenka Ethernetu – v roce 1974 (Robert Metcalfe) návrh první verze – 2,94 Mbps

V roce 1979 – společný projekt firem DEC, Intel a Xerox v roce 1980 – druhá verze, tzv. DIX Ethernet

přenosová rychlost 10 MbpsDalší vývoj

předáno sdružení IEEE vývoj standardů v oblasti LAN

v únoru 1981 založena za tímto účelem skupina IEEE 802 IEEE 802 se dále dělí na podskupiny podle věcného zaměření

IEEE 802.3 – Ethernet IEEE 802.5 – Token Ring

Vznik a vývoj Ethernetu

Standardy od IEEE 802.3 oficiálně – CSMA/CD (ne Ethernet)

důvod – značka Ethernet registrována firmou Xerox Ethernet je to pouze neformálně

802.3 zajistila další vývoj Ethernetu využití jiných přenosových médií:

tenký koaxiální kabel, optického vlákna kroucené dvoulinky

100 Mb Ethernet 1 Gb Ethernet 10 Gb a 100 Gb Ethernet 1 Tb Ethernet (ve vývoji) .....???

Základní charakteristiky

Používá přístupovou metodu CSMA/CD nezabraňuje vzniku kolizí negarantuje přístup k médiu

zaručen s určitou pravděpodobností vysoká úspěšnost při nízkém zatížení

výhodná při nižším zatížení (do 60%) pak klesá rychlost přenosu

Fungování CSMA/CD

Omezena maximální doba šíření signálu „z jednoho konce na druhý“

Dojde-li ke kolizi, musí být zajištěno, že všechny uzly ji dokáží zaznamenat nejdéle do doby „t“ (pevně dána standardem) uzel, který zaznamená kolizi, nesmí hned přestat vysílat

vysílá tzv. „jam signál“ díky němu mohou kolizi zaznamenat i ostatní uzly

následuje odmlka na náhodně zvolenou dobu T a poté se znovu začne vysílat v případě nové kolize následuje znovu odmlka (2*T) toto se opakuje max. desetkrát pak je vyšším vrstvám oznámena „neprůchodná síť“

Fungování CSMA/CD

Uzel, který začne vysílat a nezaznamená kolizi do doby t, má jistotu, že už mu nikdo „neskočí do řeči“ může odvysílat data po uplynutí „t“ nemusí naslouchat (CS)

jeho vysílání již zaznamenaly ostatní uzly důsledek

je omezena max. délka kolizní domény proč? – signál musí zachytit všichni!

Kolizní doména oblast sítě, kde se šíří kolize délka segmentu resp. segmentů spojených opakovači

zpožďují signál

Fungování CSMA/CDPočítá se sběrnicovou topologií sítě

všesměrové vysílání vychází z původní kabeláže

koaxiální kabel 50 , 10 mm tzv. tlustý Ethernet

nemusí být nutně fyzická sběrnice, stačí logická např. hvězdicová topologie kabel – kroucená dvoulinka prvek, zajišťující všesměrovost tzv. hub (rozbočovač)

Sběrnicová topologie (i logická) určuje sdílený charakter Ethernetu

všechny uzly v jedné kolizní doméně se dělí o přenosovou kapacitu média

pro koaxiální kabel – 10 Mbps kolizní doména „končí“ na nejbližším mostu, switchi nebo

směrovači

Standardy Ethernetu

Vznikaly postupně s vývojem Ethernetu 10Base5 10Base2 10Broad36 10Base-T 10Base-F 100Base-T (Fast Ethernet)

100Base-TX 100Base-FX 100Base-T4 100Base-X

10Base510 - přenosová rychlost 10 Mb/sBase - přenos v základním pásmu5 - délka segmentu 500 mTopologie - sběrniceMax. 100 uzlů (min. 2,5 m od sebe)Kabeláž – koaxiální kabel 50 RG8,RG11

tlustý Ethernet nevýhoda – montáž kabelů připojení – pouze v určitých místech

nabodnutím kabelu pomocí transceiverů – 15 pinový AUI

propojují se s uzly tzv. drop-kabely délka drop-kabelů – až 50 m

Rozhraní AUI

Attachment Unit InterfaceRozhraní mezi transceiverem a síťovou kartou

na obou koncích drop-kabelu 15-pinový konektor Canon

Používá se i dnes pro převodníky (trensceivery)

např. připojení koaxiálního kabelu ke switchi

10Base5

10Base5

10Base5

10Base2 (ThinNet)10 - přenosová rychlost 10 Mb/sBase - přenos v základním pásmu2 - délka segmentu 200 m

ve skutečnosti pouze 185 mTopologie – sběrniceMax. 30 uzlů (min. 0,5 m od sebe) Kabeláž - koaxiální kabel 50 RG-58

tzv. tenký Ethernet horší el. vlastnosti

jednodušší montáž kabelů připojení pomocí BNC konektorů není transceiver

v podstatě obsažen na síť kartě nejsou drop-kabely

10Base2 (ThinNet)

10Base2 (ThinNet)

10Base2 - konektory

10Broad36

10 - přenosová rychlost 10 Mb/sBroad- přenos v přeloženém pásmu

modulovaný signál36 - délka segmentu 3 600 mPřenos dat po televizních rozvodechNeujal seJiž se nepoužívá

10BaseT

10 - přenosová rychlost 10 Mb/sBase - přenos v základním pásmuT - kroucená dvoulinka (twisted pair) Kabely

kroucená dvoulinkaTopologie – hvězda

logicky nadále sběrnice obsahuje prvek zajišťující všesměrovost

tzv. hub (koncentrátor, rozbočovač) data z jednoho portu předává do všech ostatních

10BaseT

Kolize v 10BaseT

Režim přenosu v 10 BaseT – poloduplex může se vysílat či přijímat

nikoliv současně pro příjem i pro vysílání

samostatné páry není signál na obou současně (za běžného provozu)

kolize indikována signálem „jam“ jam = signál na obou současně

Poznámka : signál „jam“ u fyzické sběrnicové topologie znamená zvýšení napětí nad určitou

mez

Výhody 10BaseT

Především při poruše kabeláže u sběrnice – neprůchodný segment

na segmentu – více uzlů závada detekována na úrovni segmentu

u hvězdy – nedostupný pouze jeden uzel zajištěno vlastnostmi HUBu jeden segment – jeden uzel závada detekována na úrovni uzlu

kabelové segmenty fyzicky nesdíleny

10Base-F

10 - přenosová rychlost 10 Mb/sBase - přenos v základním pásmuF - optická vlákna (fibre)Dva podstandardy

10Base-FL – do 2 km propojení mezi opakovači i počítači

10Base-FB – synchronní varianta pro páteřní sítě

Kabely optická vlákna (mnohovidová)

Topologie – hvězda

10Base-F

Výhody velký dosah imunní proti elektro-magnetickému záření

přenos není rušen okolím možný upgrade na vyšší rychlosti

optické vlákno – Gb přenos

Nevýhody cena !!! ohyb kabelů

10Base-F

Adresy Ethernetu 48-bitové (6-Bytové) adresy

každá adresa je jedinečná v rámci celého světa MAC adresa (Media Access Control)

Adresy pevně zabudovávány do adaptérů již při jejich výrobě jednotliví výrobci

přidělené „bloky“ adres přiděluje IEEE (tzv. identifikátor OUI) OUI – představuje první 3B adres

Organizationally Unique Identifier z těchto bloků přidělují výrobci adresy uživatelům

Příklady OUI Novell 00-00-1B SMC 00-40-27 3COM 00-20-AF další příklady viz.

http://www.ixbt.com/comm/lanfaq/maclist.html

Nevýhody Ethernetu

Použití CSMA/CD při vyšším zatížení neefektivní

Založen na tzv. přepojování paketů nedokáže zaručit pravidelnost přenosu nedokáže rezervovat přenosovou kapacitu nevýhodné pro časově závislé přenosy

například přenos obrazu a zvuku telefonie

vhodné pouze pro datové přenosy Nevhodný pro přenosy v reálném čase

citlivé na pravidelnost doručování řešení – tzv. isochronní ethernet

založen na přepojování okruhů

Konektory 1Gb Ethernetu1000base-SX