Презентация, доклад на тему Подуровень управления доступом к среде. Ethernet. Коммутация на канальном уровне.

уровне.

Воронеж, 2020

Русинова Елена Сергеевна

Ethernet, (b) IEEE 802.3.

для 10мбит) стала 7 байт, последний – разграничитель начала кадра
Старший бит поля получателя:
0 – обычные адреса
1 – групповые адреса
Соседний со старшим битом (46 бит адреса получателя) определяет локальные или глобальные (IEEE) адреса используются
Type – изначально определял протокол сетевого уровня, которому предназначался кадр (стал Length)
Data (0-1500)
Pad или наполнитель (0-64)
Checksum

столкновения станция выбирает время ожидания в диапазоне:
0 .. 2i-1
После 10 столкновений подряд интервал фиксируется на значении 1023.
После 16 столкновений попытки прекращаются, генерируется ошибка.

у которого суммарная пропускная способность входных каналов выше пропускной способности выходного канала. Обычно для объединения входной информации используется множественный доступ с разделением времени.
Домен коллизий (или пространство столкновений) – это часть сети Ethernet, все узлы которой конкурируют за общую разделяемую среду передачи и, следовательно, каждый узел которой может создать коллизию с любым другим узлом этой части сети.

Платы с буферизацией.

802.3.
Июнь 1995 года – IEEE объявило о создании стандарта 802.3u.

Две оставшиеся – в соответствии с направлением передачи
8B/6T – 8 бит кодируется в виде 6 троичных цифр
3 пары дают 100Мбит/c в одном направлении, сохраняется обратный канал 33.3 Мбит/с

бит кодируется словом из 5
MLT-3
Поддерживает 2 типа концентраторов

one for receive(RX) and the other for transmit(TX). Maximum length is 400 metres (1,310 ft) for half-duplex connections (to ensure collisions are detected), and 2 kilometres (6,600 ft) for full-duplex over multi-mode optical fiber.
100BASE-FX uses the same 4B5B encoding and NRZI line code.

CSMA/CD
Пакетная передача кадров для полудуплекса.

не должно иметь более 4- одинаковых бит подряд
Ни в одном кодовом слове не должно быть больше 6 нулей иди 6 единиц
Используются все 4 пары
PAM-5 кодирование. 5 уровней напряжения.
00, 01, 10, 11 + специальный уровень напряжения
1 мс около 1953 кадров
Type 0x8808 - PAUSE

Electronics Engineers (IEEE) 802.3 working group has published several standards relating to 10GbE. These included:
802.3ae-2002 (fiber -SR, -LR, -ER and -LX4 PMDs),
802.3ak-2004 (-CX4 copper twin-ax InfiniBand type cable),
802.3an-2006 (10GBASE-T copper twisted pair),
802.3ap-2007 (copper backplane -KR and -KX4 PMDs) and
802.3aq-2006 (fiber -LRM PMD with enhanced equalization).
The 802.3ae-2002 and 802.3ak-2004 amendments were consolidated into the IEEE 802.3-2005 standard. IEEE 802.3-2005 and the other amendments were consolidated into IEEE Std 802.3-2008.

на базе спецификации 1000Base-T для неэкранированной витой пары (UTP) – IEEE 802.3ab-1999. Напомним, что он предусматривал передачу со скоростью 1 Gbps по витой паре кат. 5е (Cat 5e). По каждой из четырех пар данные передавались со скоростью 250 Mbps в обоих направлениях.
Для 10GBase-T базовая топология осталась неизменной с теми же фундаментальными проблемами. Однако при десятикратном увеличении скорости передачи их решение с точки зрения технологической перспективы реализации уровня PHY усложнилось экспоненциально. Тем не менее эти проблемы были преодолены с помощью инноваций в трех широких областях.

способность. Преодолеть ограничения можно посредством увеличения количества передаваемых бит в одном символе. К этому добавляется улучшенная схема кодирования. При скорости сигнализации 800 MPps (MegaPulses per Second) была выбрана 16-уровневая импульс-но-амплитудная модуляция PAM16 со звездной диаграммой (двухмерной совокупностью точек) DSQ128, дающей 3,5 бита на символ (импульс);
упреждающая коррекция ошибок (Forward Error Correction – FEC). Более мощная техника FEC позволяет повысить эффективность кодирования по сравнению с этим процессом в Gigabit Ethernet. Этого удалось достичь с помощью контроля четности с низкой плотностью (Low Density Parity Check – LDPC);
каблирование. Основной проблемой здесь остаются перекрестные помехи. Внешние наводки от соседних кабелей являются неустранимым источником шума. Для достижения длины канала 100 м необходимо использовать кабель кат. 6.

слабых мест, которые следует устранить при разработке 10GBase-T. При скорости сигнализации 800 MPps получение необходимого отношения сигнал/шум возможно лишь в том случае, если значительно снизить мощность шума на входе приемника. Именно здесь и приходит на помощь UTP Cat 6. Минимизация перекрестных помех достигается посредством следующих методов:
плотное скручивание, уменьшающее также потери на излучение посредством лучшего удержания поля;
переменный шаг скручивания между четырьмя парами, что минимизирует связь на определенных частотах;
увеличение диаметра кабеля, которое позволяет уменьшить перекрестные помехи от соседних кабелей;
использование средств контроля геометрии кабеля с помощью пластиковых разделителей пар.

скремблер, кодировщик LDPC, преобразователь DSQ128 (многоуровневый линейный код PAM16), предварительный кодировщик (по схеме Томлинсона–Харашимы) и оконечные цепи 
В приемнике ими являются аналоговый входной каскад (Analog Front End – AFE), цифровой сигнальный процессор (DSP), формирователь кадров, LDPC-декодировщик и дескремблер.
AFE для каждой витой пары содержит усилитель с переменным коэффициентом усиления и фиксированный фильтр. После них сигналы поступают на АЦП. Его разработка довольно сложна, поскольку приемник требует вплоть до 11 эффективных бит при скорости дискретизации 800 MPps.

developed by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). They support sending Ethernet frames at 40 and 100 gigabits per second over multiple 10 Gbit/s or 25 Gbit/s lanes.
Previously, the fastest published Ethernet standard was 10 Gigabit Ethernet. They were first studied in November 2007, proposed as IEEE 802.3ba in 2008, and ratified in June 2010. Another variant was added in March 2011.

8 conductor) is a modular connector commonly used to terminate twisted pair and multiconductor flat cable. These connectors are commonly used for Ethernet over twisted pair, registered jacks and other telephone applications, RS-232 serial using the EIA/TIA 561 and Yost standards, and other applications involving unshielded twisted pair, shielded twisted pair, and multiconductor flat cable.

от ошибок и управление потоком, был разработан LLC (Logical Link Control)

свой заголовок, содержащий порядковый номер и номер подтверждения. Полученная структура помещается в поле данных кадра 802.x.
Три варианта сервисов:
Дейтаграммный
Дейтаграммный с подтверждениями
Ориентированный на сеоединение

байт)
Исходная точка доступа (SSAP 1 байт)
Контрольное поле (Содержит порядковые номера и номера подтверждений).
802.2-SNAP (SubNetwork Access Protocol)
DSAP SSAP = 0xAA
Тогда после контрольного поля ещё два поля
Первое – 3 байта – код организации
Второе – 2 байта – код протокола

протоколы – используют (Novell)

передачи данных.
Анализируют адреса, в кадрах этого уровня и в соответствии с ними, осуществляют маршрутизацию.

разнесенных ЛВС
Разбиение сетей на сегменты
Преодоление максимально разрешенного диаметра ЛВС
Повышение отказоустойчивости (в случае флуда)
Повышение безопасности ЛВС

объединяемых сетей могут различаться, объединение больше 2 сетей равной скорости
Различные ЛВС имеют разную максимальную длину кадра. При использовании прозрачных мостов слишком длинные кадры будут игнорироваться.
Вопросы шифрования на уровне передачи данных
Механизмы приоритезации данных

более сложном варианте, мост решает перенаправлять или нет пришедший кадр и куда
В мосты встраиваются хэш-таблицы
Если мост не знает, куда отправлять кадр, он посылает его всем сетям (алгоритм заливки)
Алгоритм «противоточного обучения»
Записи в хэш-таблицах живут определенное время

– игнорируем
Если сеть отправителя и сеть получателя различны – кадр перенаправляется в нужную сеть
Если сеть получателя не фигурирует в хэш-таблице, используем алгоритм заливки.

связь между мостами и наложить связующее дерево, покрывающее все сети на действующую топологию
Граф сети с петлями можно редуцировать до связующего дерева

мост рассылает кадры со своим серийным номером
Корнем становится мост с наименьшим номером
Затем строится дерево кратчайших путей от корня к каждому мосту и каждой сети. Это дерево и будет связующим
Дерево поддерживается динамически обновляется в соответствии с реальной топологией

Перлманом
STP стандартизован и имеет идентификатор IEEE 802.1D
Поддерживается многими управляемыми коммутаторами

можно соединить ЛВС в одну

поля данных

ВЛВС (если флаг не был вставлен отправителем), последнее вырезает (если получатель не знает о существовании 802.1Q)

динамически с использованием алгоритма 802.1D