Network Fundamentals – Chapter 9 Ethernet Network Fundamentals – Chapter 9

Objectives Network media used in Ethernet Physical and data link features of Ethernet Media access control method used by Ethernet protocol Layer 2 addressing Ethernet switches vs. hubs ARP process

Network Media used in Ethernet Ethernet in its early years Dříve: koaxiální kabely Nevýhody: jen jedna dvojice může konverzovat, a to ještě jen jedním směrem všichni slyší všechno obtížná instalace při poruše kdekoliv padá celá síť

Network Media used in Ethernet Switch avoids collisions Hub má podobné nevýhody jako koaxiál. Switch je odstraňuje: žádné kolize libovolný počet obousměrných konverzací nikdo neslyší cizí konverzace Physical: Star Logical: Star

Network Media used in Ethernet State-of-the-art Ethernet Dříve byl Ethernet omezen dosahem drátových médií jen na vnitřky budov. Vláknová optika dnes umožňuje spojení Ethernetem velkou rychlostí na velké vzdálenosti, např. mezi budovami nebo dokonce napříč městem – sítě MAN.

Physical and Data Link Features of Ethernet Standards and Implementation LLC = Logical Link Control poskytuje propojení do třetí vrstvy MAC = Media Access Control poskytuje přístup na médium

Physical and Data Link Features of Ethernet Ethernet operates across two layers Vrstva 1 je hloupá, proto ji vrstva 2 doplňuje: Komunikuje s vyššími vrstvami Má systém (MAC) adres na jednoznačnou identifikaci zařízení Balí IP pakety ze třetí vrstvy do framů Podle MAC adres identifikuje zdroje dat.

Physical and Data Link Features of Ethernet Media Access Control (MAC) Zabalení dat Postará se o začátek a konec rámce Adresování Detekce chyb Řízení přístupu na médium Řídí umisťování rámce na médium a jeho vyzvednutí z média Stará se o vzpamatování média, třeba po HW problému

Physical and Data Link Features of Ethernet Physical Implementations of the Ethernet

Media Access Control Method MAC in Ethernet Mnohonásobný přístup na médium s detekcí nosného kmitočtu a detekcí kolizí Nastane-li kolize, přijde se na to a přenos se opakuje.

Media Access Control Method Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Než začneš vysílat, poslouchej, jestli už na drátě není nosný kmitočet od někoho jiného.

Media Access Control Method Ethernet Timing Jak vůbec může dojít ke kolizi, když si všichni dáváme tak dobrý pozor? Ten vlevo už začal vysílat, ale k tomu vpravo se to kvůli zpoždění ještě nedostalo, a tak v dobré víře, že je volno, začne vysílat taky. A je kolize.

Layer 2 addressing The Frame – Encapsulating the Packet Dva způsoby balení rámců: Rozdíly jsou minimální.

Layer 2 addressing Když všichni sdílejí médium, např. koaxiál, dostávají všichni všechno a podle adresy se rozhodují, zda si to nechají, nebo to zahodí. The Ethernet MAC Address Všichni to zahodili, jen D podle adresy zjistil, že je to pro něj, a nechal si to.

Layer 2 addressing Hexadecimal Numbering and Addressing To je primitivní, to znáte …

Layer 2 addressing Another Layer of Addressing IP adresy především pro komunikaci mezi sítěmi. MAC adresy pro komunikaci uvnitř sítí na místním médiu.

Zkontrolujte si IP a MAC adresy! Layer 2 addressing Ethernet Unicast, Multicast and Broadcast Zkontrolujte si IP a MAC adresy!

Switches versus Hubs Legacy Ethernet – Using Hubs Za starých časů sdílíme všichni jedno médium a pořád čekáme jeden na druhého a na odeznění kolizí.

Switches versus Hubs Ethernet – Using Switches Dnes: Switch připraví samostatnou cestu pro každou komunikaci, žádné kolize, nikdo neslyší cizí konverzaci. Kompromis: Switch aspoň rozdělí síť na dvě kolizní domény. Ale raději bez kompromisu.

Switches versus Hubs Switch can eliminate collisions, backoffs and re- transmissions Tabulka, podle které rozesílá framy. Blokové schéma switche

Address Resolution Protocol (ARP) Mapping IP to MAC Addresses PC A pomocí protokolu ARP hodí do placu broadcast dotaz: Kdo z vás má ip adresu 10.10.0.3? Počítač C odpoví: Já! PC A teď může dokončit zabalení framu, na nějž napíše tu nově zjištěnou cílovou MAC adresu.

Address Resolution Protocol (ARP) ARP – Destinations Outside the Local Network Při posílání ven z vlastní sítě nezjišťuje MAC adresu cílového počítače, ale pošle frame na router – default gateway.

Address Resolution Protocol (ARP) ARP – Removing Address Mappings Čas od času je zapotřebí vymazat staré neplatné záznamy z tabulky ARP. Jinak by se framy posílaly na neexistující adresy.

Address Resolution Protocol (ARP) ARP Broadcasts - Issues Broadcast zatěžuje síť, zdržuje všechny účastníky. Falešná odpověď na ARP dotaz může způsobit odesílání framů na adresu útočníka.

Summary Charakteristiky médií používaných v Ethernetu Úloha vrstev 1 a 2 v Ethernetu Funkce a vlastnosti MAC Adresování na druhé vrstvě Switches vs. hubs Zjišťování MAC adres pomocí ARP