Základní pojmy

1. 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 topologii • Nezaručuje 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)

2. 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 Mbps • Další 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

3. 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) • .....???

4. 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

5. 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“

6. 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

7. Fungování CSMA/CD • Počítá 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

8. 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

9. 10Base5 • 10 - přenosová rychlost 10 Mb/s • Base - přenos v základním pásmu • 5 - délka segmentu 500 m • Topologie - sběrnice • Max. 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

10. Rozhraní AUI • Attachment Unit Interface • Rozhraní 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

11. 10Base5

12. 10Base5

13. 10Base5

14. 10Base2 (ThinNet) • 10 - přenosová rychlost 10 Mb/s • Base - přenos v základním pásmu • 2 - délka segmentu 200 m • ve skutečnosti pouze 185 m • Topologie – sběrnice • Max. 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

15. 10Base2 (ThinNet)

16. 10Base2 (ThinNet)

17. 10Base2 - konektory

18. 10Broad36 • 10 - přenosová rychlost 10 Mb/s • Broad - přenos v přeloženém pásmu • modulovaný signál • 36 - délka segmentu 3 600 m • Přenos dat po televizních rozvodech • Neujal se • Již se nepoužívá

19. 10BaseT • 10 - přenosová rychlost 10 Mb/s • Base - přenos v základním pásmu • T - kroucená dvoulinka (twisted pair) • Kabely • kroucená dvoulinka • Topologie – hvězda • logicky nadále sběrnice • obsahuje prvek zajišťující všesměrovost • tzv. hub (koncentrátor, rozbočovač) • data z jednoho portu předává do všech ostatních

20. 10BaseT

21. 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

22. 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

23. 10Base-F • 10 - přenosová rychlost 10 Mb/s • Base - přenos v základním pásmu • F - 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

24. 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

25. 10Base-F

26. 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

27. 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

28. Konektory 1Gb Ethernetu • 1000base-SX