Sieci komputerowe i Internet

• Wykład II:

• Podstawy technologii sieciowych -c.d.

• Wprowadzenie do sieci LAN

• Sieć Ethernet / IEEE-802.3 CSMA/CD

• Mostowanie transparentne

Model OSI

Działanie protokołu ARP:A B

ARPcache

ARPcache

router

Y X Z

ARPcache

ARPcache

ARPcache

Sterowanie przepływem danych (Flow Control)(w celu zapobiegania zatorom i przepełnieniom):

- buforowanie (tymczasowe przechowywanie nadmiaru danych);

- komunikaty zwrotne (zmniejszanie tempa przepływu danych);

- potwierdzanie (dalsza transmisja warunkowana otrzymaniem potwierdzenia z węzła docelowego).

Kontrola błędów:- Cyclic Redundancy Check (CRC);- odrzucanie bądź retransmisja.

Multipleksowanie:łączenie wielu strumieni danych w jeden kanał fizyczny.

Metody multipleksowania:- Time-division multiplexing (TDM) - z podziałem czasu;- Frequency-division multiplexing (FDM) - z podziałem widma częstotliwości;- statystyczne - dynamiczny przydział wg obciążenia;- Code-division multiplexing (CDM) -kodowe.

Sieci LAN

LAN - wysoko wydajna i niezawodna sieć przesyłudanych obejmująca niewielki obszar.

Przykłady:- Ethernet / IEEE 802.3- Token Ring / IEEE 802.5- Fiber Distributed Data Interface (FDDI)- Arcnet

Przykłady sieci LAN

Porównanie modeli ISO/OSI i IEEE LAN

Metody dostępu do medium fizycznego:

- Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect (CSMA/CD) - dostęp oparty o rywalizację;

- token passing - dostęp oparty o przechwytywanieżetonu krążącego w sieci.

Typy transmisji w sieciach LAN:

- unicast- jednen do jednego;

- multicast - jeden do wielu;

- broadcast - jeden do wszystkich.

Topologie sieci LAN (fizyczne i logiczne):

- magistrala (bus);

- pierścień (ring);

Topologie sieci LAN (fizyczne i logiczne) - c.d.:

- gwiazda (star);

- drzewo (tree).

Urządzenia sieciowe LAN:

- wzmacniacze (repeaters); /warstwa 1/

- koncentratory (hubs);

- mosty (bridges); /warstwa 2/

- przełączniki (switches);

- bramy (routers). /warstwa 3/

Ethernet - historia

Dr Robert M. Metcalfe - Xerox PARC (1974)

Ethernet II - DIX (DEC, Intel, Xerox) (1980)

IEEE 802.3 CSMA/CD (1985)

Ethernet / IEEE 802.3 (10 Mbps)

Topologia fizyczna: drzewo (non-rooted branching tree)

Topologia logiczna: magistrala (bus)

Carrier Sense Multiple Access with CollisionDetection (CSMA/CD):

- śledzenie sygnału nośnego (CS);

- równoprawna rywalizacja w dostępie do medium (MA);

- wykrywanie i obsługa kolizji (CD).

Obsługa kolizji:

- early collisions - w czasie transmisji pierwszych 64 bajtów ramki

Po upływie 9.6 s ciszy stacja A rozpoczyna transmisję ramki

Zanim sygnał z A dotrze do B, po stwierdzeniu ciszyprzez 9.6 s stacja B również rozpoczyna nadawanie

Podwyższony poziom napięcia - kolizja - rozchodzi sięwzdłuż medium transmisyjnego

Stacja A wykrywa kolizję - przestaje nadawać

Po wykryciu kolizji stacja A nadaje 32-bitowy sygnałzakłócający (Jam) blokujący dostęp do medium innymstacjom.

Następnie A wykonuje Truncated BinaryExponential Backoff Algorithm

Podobnie postępuje stacja B

Po odczekaniu stacje ponawiają próbę transmisji(maksymalnie do 16 razy)

Obsługa kolizji:

- late collisions - po upływie czasu transmisji pierwszych 64 bajtów ramki

Warunek: sieć przekracza limit czasupropagacji sygnału n.p. za dużadługość segmentu

Na drugim końcu kabla stacja B rozpoczyna transmisjępo upływie 9.6 s okresu ciszy

Kolizja zaczyna się blisko stacji B

Stacja B wykrywa kolizję i nadaje 32-bitowy jam

W tym czasie sygnał kolizji nadal wędrujew stronę stacji A

Stacja A zakończyła nadawanie krótkiej 64-bitowej ramkizanim dotarł do nie sygnał kolizji, uważa ramkę za nadanągdy tymczasem miała miejsce kolizja

Kodowanie sygnału w 10Base2, 10Base5, 10BaseT:

Manchester

- łatwa synchronizacja sygnału,- słaba wydajność widmowa (0.5 bit/ 1 bod).

IEEE 802.2 Service Access Points

Formaty ramek Ethernet / IEEE 802.3

FRAME TYPE Novell calls it... Cisco calls it...

Version II ETHERNET_II ARPAIEEE 802.3 ETHERNET_802.2 LLCIEEE 802.3 SNAP ETHERNET_SNAP SNAPNovell Proprietary ETHERNET_802.3 NOVELL("802.3 Raw")

Type /Length

Ramka Ethernet Version II (DIX)

Destination / Source Address - adresy 48-bitowe (sprzętowe)Ethertype - określony przez Xerox typ danych (2 bajty)Data - dane np. TCP/IP, IPX (46-1500 bajtów)FCS - suma kontrolna Frame Check Sequence (CRC - 32 bity)

DestinationAddress

SourceAddress

Ether-type

Ramka IEEE 802.3

Destination / Source Address - adresy 48-bitowe (sprzętowe)Length - długość pola danych warstwy Data Link (2 bajty)DSAP - Destination Service Access Point (1 bajt)SSAP - Source Service Access Point (1 bajt)Control - typ ramki LLC (1 bajt)Data - dane np. TCP/IP, IPX (43-1497 bajtów)FCS - suma kontrolna Frame Check Sequence (CRC - 32 bity)

LengthDestination

AddressSourceAddress DSAP SSAP Control

Ramka IEEE 802.3 SNAP

Destination / Source Address - adresy 48-bitowe (sprzętowe)Length - długość pola danych warstwy Data Link (2 bajty)DSAP - Destination Service Access Point (=AA)(1 bajt)SSAP - Source Service Access Point (=AA)(1 bajt)Control - typ ramki LLC (1 bajt)SNAP - Sub-Network Access Protocol (3 bajty=0, 2bajty=Ethertype)Data - dane np. TCP/IP, IPX (38-1492 bajty)FCS - suma kontrolna Frame Check Sequence (CRC - 32 bity)

LengthDestination

AddressSourceAddress DSAP SSAP Control

Ramka Novell ("802.3 Raw")

Destination / Source Address - adresy 48-bitowe (sprzętowe)Length - długość ramki bez preambuły i FCS (2 bajty)Data - nagłówek IPX (zawierający pole sumy kontrolnej ustawione na FFFF) i dane (46-1500 bajtów)FCS - suma kontrolna Frame Check Sequence (CRC - 32 bity)

DestinationAddress

SourceAddress

Length