Канальный уровень в ЛВС

Особенности локальных сетей ЛВС - комплекс: кабельная система, активное сетевое оборудование, компьютеры (WS), серверы, ПО. Классические LAN Типовая топология (Шина, кольцо, звезда) Разделяемая среда (Shared Media) Полудуплексный режим Достоинства: Простота и дешевизна. (

Структура стандартов IEEE 802.x Стандарты ISO …5 LAN: 2 уровня (Phy, DLL), DLL: 2 подуровня (LLC, MAC) 802.1Q - VLAN Независимость уровней и подуровней 1 протокол MAC – несколько вариантов Phy

Подкомитеты – Internetworking; Logical Link Control; Ethernet с методом доступа CSMA/CD; Token Bus LAN; Token Ring LAN ; Metropolitan Area Network, MAN; Broadband Technical Advisory Group; Fiber Optic Technical Advisory Group; Integrated Voice and data Networks ; Network Security; Wireless Networks; Demand Priority Access LAN.

Протоколы Технологии LAN 2 уровня (Phy, DLL) Но: Узлы LAN поддерживают протоколы всех уровней

LAN : DLL - 2 подуровня (LLC, MAC) IEEE 802.2: Logical Link Control Специфика LAN – Medium Access Control (MAC) LLC и MAC - независимы

Процедуры уровня LLC LLC1 – без установления соединения и подтверждений; LLC2 – c установлением соединения и подтверждением. Скользящее окно; LLC3 – без установления соединения но с подтверждением. В стеке TCP/IP обычно LLC1

Типы кадров LLC Информационные (LLC2) Управляющие (запрос на ретрансмиссию) Ненумерованные (без установки соединения) LLC1 - только ненумерованные кадры

LLC: выводы Три типа процедур (требуемое качество) LLC2 – дуплексный логический канал LLC2 – алгоритм скользящего окна TCP/IP - LLC1

Medium Access Control Sublayer Доступ к разделяемой среде Случайный доступ (Ethernet) Детерминированный доступ (Token Ring, FDDI)

МАС - адреса Физический адрес сетевого адаптера - 6 байт Старшие 3 байта - ID производителя Адрес: индивидуальный, групповой, широковещательный

Технология Ethernet (802.3) Ethernet DIX : 10Base-2, 10Base-5, 10Base-T, 10Base-FL, 10Base-FB Fast Ethernet 802.3u Gigabit Ethernet 802.3z 10Mbit Ethernet – Манчестерский код Ethernet – CSMA/CD

Ethernet MAC Sublayer Protocol Frame formats. (a) DIX Ethernet, (b) IEEE

Форматы кадров Ethernet Преамбула не показана

CSMA/CD Carrier-Sense-Multiple-Access / Collision Detection Логическая общая шина (коллективный доступ) 1 Прослушивание несущей (5-10МГц - Ethernet) 2 Несущая отсутствует – разрешена передача 3 Несущая присутствует – ожидание 4 После окончания кадра – 9.6 мкс Inter Packet Gap Коллизия – одновременная передача 2х узлов Коллизия – останов передачи – jam-последовательность 32бит – пауза Пауза = L х (интервал отсрочки - 512бит), L= (0-2 N )

Ethernet MAC Sublayer Protocol (2)

Collision Detection T min = PDV (Path Delay Value) - RTT T min = f(длина кадра, скорость передачи) PDV=f( длина сегмента, скорость распространения) Ethernet: длина кадра – 46B+18B+8 =72B Coax – коллизионный домен м Fast Ethernet – 210м Gigabit Ethernet – 25м ? - увеличение мин. длины Домен коллизий – часть сети, все узлы которой конкурируют за доступ к среде

Производительность Ethernet Кадры/сек ?Бит/сек ? Кадры минимальной длины tмин = 72B = 576 бит = 57,6 мкс IPG = 9,6 мкс Тмин = 67,2 мкс N мин = кадр/сек Тмакс = 1526 мкс N макс = 813 кадр/сек С мин = 5,48 Мбит/c C макс = 9,76 Мбит/c

Fast Ethernet Все отличия от Ethernet - на физическом уровне MAC и LLC – те же стандарты и типа кабелей (3 спецификации) 100Base-TX – 2 пары UTPcat5 или STPтype1 100Base-T4 – 4 пары UTPcat3, 4 или 5 100Base-FX - 2 волокна ВОК MM Формат кадра тот же IPG=0,96 мкс Бит-интервал – 10 нс Признак свободной среды – спецсимвол Idle Диаметр сети ~ 200 м, Full-duplex – нет ограничений Все карты – 100/10 мбит/c

Автопереговоры (Auto-negotiation) Все карты – 100/10 мбит/c: 5 режимов работы по приоритету: 10Base-T – 2 пары UTPcat3 10Base-T – 2 пары UTPcat3 full-duplex 100Base-TX – 2 пары UTPcat5 (или STPтype1) 100Base-T4 – 4 пары UTPcat3 100Base-TX full-duplex 2 пары UTPcat5 Устройство А – Fast Link Pulse (FLP) – код режима Устройство В – FLP (код поддерживаемого режима) или импульсы кода М-II (каждые 16 мс)

Gigabit Ethernet (802.3z - 1 Гбит/с) 1000BASE-T - IEEE 802.3ab кабель UTP кат.5. (250 Мбит/с по одной паре. Код PAM BASE-TX - кабель 6 категории. 1000BASE-SX - многомодовый ВОК (L = 550 м) 1000BASE-LX – многомодовый или одномодовый ВОК (L = 80 км).

Gigabit Ethernet IEEE 802.3ab. Двунаправленная передача по 4 парам UTP кат. 5 Вычитание передаваемого сигнала из сигнала в линии Полудуплексный режим: Встречный поток - коллизия Полнодуплексный режим: Встречный поток - норма