Počítačové sítě 4. přednáška standardy LAN - historický přehled Ethernet 10 Mb/s - vlatnosti platformy detekce chyb při přenosu Tato prezentace je spolufinancována.

Prezentace na téma: "Počítačové sítě 4. přednáška standardy LAN - historický přehled Ethernet 10 Mb/s - vlatnosti platformy detekce chyb při přenosu Tato prezentace je spolufinancována."— Transkript prezentace:

1 Počítačové sítě 4. přednáška standardy LAN - historický přehled Ethernet 10 Mb/s - vlatnosti platformy detekce chyb při přenosu Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 Platformy LAN - historie Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Vznik ArcnetToken RingEthernetFast Ethernet100VGAnyLAN Standard Rychlost DataPoint, 1976 IBM, 1985 Xerox, 70. léta, DIX 1980 14.7.1995 HP, AT&T, červen 1995 --IEEE 802.5IEEE 802.3 IEEE 802.12 2,5 Mb/s4 (16) Mb/s10 Mb/s100 Mb/s Topologiestromkruh sběrnice, páteř, hvězda, strom hvězda, strom hvězda, strom Přístupová metoda Token BusToken RingCSMA/CD DPA Rozlehlost6500 m--2800 m412 m4000 m HW adresa8 bitů48 bitů Kabely koax. RG62 (93 Ω) IBM (STP 150 Ω) koax. 50 Ω, UTP, STP 100 Ω UTP, STP 100 Ω UTP, STP 100 Ω

3 Ethernet 10 Mb/s 22. 5. 1973, Robert Metcalf, Xerox, Palo Alto Research Center (PARC) U.S. patent # 4,063,220 - Multipoint data communication system with collision detection inspirace- ALOHA - Metcalf v PhD dizertaci (Harvard, 1973) mimo jiné analyzuje metodu ALOHA - ARPANET - sw řešení (formát rámce) cíl:- dostatečně rychlá síť, aby umožnila tisk na laserové tiskárně - propojení stovek počítačů (stanice Alto) v jedné budově první verze z roku 1973: rychlost 2,94 Mb/s koaxiální kabel (70 Ω), až 1 km 1975: DIX Ethernet (Digital Equipment, Intel, Xerox) 1985: IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specification, mírné odchylky, Ethernet II Ethernet - reg. známka fy Xerox dnes i standard ISO 8802/3 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

4 Ethernet 10 Mb/s - kabely koaxiální kabely (50 Ω, historie) 10 BASE-2tenký (thin) Ethernet, šedý kabel, RG 58 sběrnice max. délka 185 m/segment (resp. 300 m extended segment) 10 BASE-5tlustý (thick) Ethernet, žlutý kabel, RG 11 sběrnice max. délka 185 m/segment (resp. 300 m extended segment) UTP kabel 10 BASE-T UTP cat. 3, 4, 5 dvoubodové spoje, topologie hvězda, strom max. délka 100 m optický kabel 10 BASE-F MM 62,5/125 dvoubodové spoje max. délka 1000 m AUI kabel (historie) transceiverový kabel pro připojení externího transceiveru max. délka 50 m Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

5 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Připojení stanice ke koaxiálnímu kabelu (historie)

6 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Připojení stanice ke koaxiálnímu kabelu (historie)

7 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Koaxiální kabel, propojování segmentů, páteřová topologie (historie)

8 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. První fakultní počítačová síť (páteřová topologie), 1991/1992

9 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Připojení stanice k UTP kabelu rozbočovač, koncentrátor (hub)

10 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Připojení stanice k UTP kabelu

11 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Připojení stanice k UTP kabelu stanice – hub: přímý kabel stanice - stanice nebo hub - hub: křížený kabel (pohled do zásuvky) počítač hub 1 1 (pohled do zásuvky) hub 1 1

12 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Topologická omezení 10 BASE-T max. délka segmentu100 m max. počet segmentů mezi uzly5 max. počet opakovačů mezi uzly4 max. rozlehlost sítě500 m max. počet uzlů na jednom segmentu2 min. vzdálenost mezi uzly0,5 m

13 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Topologická omezení 10 BASE-5 (historie) max. délka segmentu500 m max. počet segmentů mezi uzly5 (z toho 2 link segmenty) max. počet opakovačů mezi uzly4 max. rozlehlost sítě2500 m (bez započítání AUI kabelů) max. počet uzlů na jednom segmentu100 min. vzdálenost mezi uzly2,5 m

14 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Topologická omezení 10 BASE-2 (historie) max. délka segmentu185 m max. počet segmentů mezi uzly5 (z toho 2 link segmenty) max. počet opakovačů mezi uzly4 max. rozlehlost sítě925 m (bez započítání AUI kabelů) max. počet uzlů na jednom segmentu30 min. vzdálenost mezi uzly0,5 m

15 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Topologická omezení 10 BASE-2 extended (historie) max. délka segmentu300 m max. počet segmentů mezi uzly3 (žádný link segment) max. počet opakovačů mezi uzly2 max. rozlehlost sítě900 m (bez započítání AUI kabelů) max. počet uzlů na jednom segmentu100 min. vzdálenost mezi uzly0,5 m

16 Ethernet 10 Mb/s Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Topologická omezení V literatuře uváděné maximum (historie) 10Base-F1000 m1 x1000 m 10 Base 5500 m3 x1500 m AUI50 m6 x300 m 2800 m

17 Ethernet - formát rámce Záhlaví (Preamble)zahájení rámce, synchronizace 62 bitů 101010..., 2 bity 1 Cílová adresa (Destination Ethernet Address) adresa příjemce, 48 bitů, hw adresa broadcast addr.: všechny bity 1 Zdrojová adresa (Source Ethernet Address) adresa odesílatele, 48 bitů Typ rámce (Length or Type)IEEE802.3: délka datového pole v bytech Ethernet II: typ paketu (>1500) Datadata, minimálně 46 B, maximálně MTU = 1500 B (MTU = Maximum Transmission Unit) CRC (Cyclic Redundance Check) Frame Check Sequence, 32 bit, vypočteno dle polynomu 100000100110000010001110110110111, tj. x 32 + x 26 + x 23 + x 22 + x 16 + x 12 + x 11 + x 10 + x 8 + x 7 + x 5 + x 4 + x 2 + x + 1 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Max. délka: 1518 B (12144 bitů) Min. délka: 64 B (512 bitů)

18 Detekce přenosových chyb chyby ukončujících zařízení, chybovost vlastního přenosu příčiny (zdroje chyb): nelineární zkreslení, kmitočtová a fázová charakteristika přenosového kanálu šum (náhodný) - poškozuje nezávisle jednotlivé bity impulsní rušení - poškozuje posloupnosti bitů (dávkové chyby) přeslechy odrazy na nepřizpůsobeném vedení,... v praxi převládá impulsní rušení kódy detekční vs. korekční (samoopravné - značná režie, v počítačových sítích se nepoužívají) techniky detekce chyb: 1.k přenášeným datům se na vysílací straně přidá informace získaná jako funkce přenášených datových bitů 2.na přijímací straně se vypočte tatáž funkce a výsledek se porovná s přijatou hodnotou paritní kontrola (příčná, podélná) cyklická redundantní kontrola (CRC) Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

19 Cyklická redundantní kontrola Vysílač generuje ke k-bitovému rámci (vysílaná data) n-bitovou posloupnost FCS (Frame Control Sequence) tak, aby těchto spojených k+n bitů bylo dělitelné předem určeným číslem. Přijímač přijatý k+n bitový datový blok oním stanoveným číslem vydělí, nenulový zbytek indikuje chybu. Stanovení FCS: 1. vysílaná data se posunou o n bitů doleva (vynásobí 2 n ) 2. takto upravená data se vydělí stanoveným dělitelem (délka n+1 bitů) 3. zbytek se použije jako FCS (přičte se k posunutým datům)  hodnoty bitů se považují za koeficienty polynomu (např. 10011 odpovídá polynomu x 4 + x + 1)  dělení se provádí jako dělení polynomu polynomem  používá se aritmetika modulo 2 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

20 Cyklická redundantní kontrola M – původní k-bitová zpráva P – určený n+1 bitový dělitel (kontrolní polynom) R – kontrolní posloupnost rámce (FCS – Frame Control Sequence) T – skutečně vysílaná posloupnost bitů (délka k+n) Stanovení R: Kontrola po přijetí: Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. v modulo 2 musí být 0

21 Cyklická redundantní kontrola Příklad: vyšle se: 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 původní data FCS Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 : 1 1 0 1 = 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 (zbytek) 1 0 0 1 0 0 1 0 x 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 _ 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 + 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0

22 Cyklická redundantní kontrola široké použití - datové přenosy, ukládání dat na magnetická média,... výborné výsledky  všechny 1-bitové chyby  všechny 2-bitové chyby  všechny chyby v lichém počtu bitů, pokud P obsahuje x + 1  všechny dávkové chyby kratší než délka FCS  dávkové chyby delší než FCS s pravděpodobností (r je počet bitů FCS, tzn. např. 33-bitová chyba pro FCS délky 32 bitů je detekována s pravděpodobností 99,999999976716935634613037109375 %) Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.