Transcript 09. Ethernet - WordPress.com

III godina
Informatički smer
Ethernet
 Ethernet je najpopularniji način pristupa mrežnom
medijumu kod desktop računara i primenjuje se u svim
mrežama. Problemi u mreži su skoro nemogući, čak i ukoliko
se koriste hardveri različitih proizvođača.
 Krajem ‘60.-ih je nastala ALOHA, ali zbog velikog prostora
koji je trebalo da se pokrije na univerzitetu nastala je mreža
koja je bila temelj za Ethernet.
 Ethernet je nastao ’70.-ih u Xerox-ovom istraživačkom centru
i omogućavao je povezivanje preko 100 računara na kabl u
ukupnoj dužini od 1km i brzinu prenosa 2.94Mbps. Ubrzo
potom su Xerox, Intel i Digital Equipment napravili nacrt
Ethernet standarda za prenos od 10Mbps koji se i danas
koristi.
Ethernet
 Krajem ’70.-ih organizacija za standardizaciju (ISO –
International Organization for Standardization) je objavila
grupu specifikacija za povezivanje raznorodnih uređaja.
 Ova grupa standarda je poznata kao referentni model OSI
(Open System Interconnection). Ethernet specifikacija ima
iste funkcije kao fizički nivo i nivo veze OSI modela. Ove
specifikacije, kao što ćemo kasnije učiti , određuju način
povezivanja hardvera, kao i protok informacija kroz hardver
računara.
 Tokom ’80.-ih je IEEE objavila Projekat 802, koji je odredio
standarde u projektovanju i kompatibilnosti komponenata
koje funkcionišu u okviru fizičkog nivoa i nivoa veze OSI
modela. Standard IEEE Project 802.3 se odnosi na Ethernet.
Ethernet
 Standard se prvo odnosio na upotrebu koaksijalnih kablova
(debeli i tanki) i za brzine prenosa do 10Mbps, a zatim je
proširivan za nove medije za prenos (UTP i optički kablovi),
kao i za prenos do 100Mbps, pa i gigabitni Ethernet.
 Adapter (interfejs) koji omogućava povezivanje računara ili
nekog drugog uređaja na mrežu je mrežna kartica, ili:
mrežni adapter, Ethernet adapter, LAN adapter, NIC. Rad
mrežne kartice kontroliše driver.
 Svaki uređaj sa ugrađenim Ethernet adapterom koji učestvuje
u mrežnom saobraćaju zove se Ethernet stanica. One su
povezane na zajednički komunikacioni medijum. Svaka
stanica učestvuje samostalno, nezavisno od ostalih stanica.
Ethernet
 Ethernet okvir na početku ima preambulu i obično je
oblika 10101010... . Ovakav početak pomaže prijemniku da se
bolje pripremi za dolazak samog okvira, omogućava bolji rad
ekstratkora takta u prijemniku i smanjenje eventualnih
grešaka. Pored toga, prijemnik se obaveštava da iza toga sledi
bajt koji označava početak okvira. Zatim idu odredišna i
izvorišna adresa, pa VLAN koji se koristi za virtualne LANove (opciono). Potom je polje dužine koje označava broj
bajtova u okviru ili se koristi za kontrolne informacije. Nakon
toga je podatak i na kraju CRC-32 kod za detekciju greške.
Sve veličine su u bajtovima (B).
Ethernet
 Na sloju veze OSI modela Ethernet koristi CSMA/CD.
 Originalni Ethernet sistem radi na 10Mbps i postoje četiri vrste
medijuma za prenos signala definisanih Ethernet standardom:
 10Base5 – debeli koaksijalni kabl
 10Base2 – tanki koaksijalni kabl
 10Base-T – upredene parice
 10Base-F – optički kabl
 Skraćenice predstavljaju trodelnu informaciju. Prvi deo – 10 –
označava da sistem radi brzinom od 10Mbps. Reč Base znači
baseband – tj. da se prenos podataka vrši u osnovnom
frekvencijskom opsegu. Treći deo oznake upućuje na vrstu
segmenta ili njihovu maksimalnu dužinu. Broj 5 označava
maksimalnu dozvoljenu dužinu segmenta od 500m. Oznake T i F
označavaju vrstu medijuma – teisted-pair odnosno fiber optic.
Ethernet
 Dopuna postojećeg stadarda, sa brzinom povećanom na
100Mbps, predstavlja brzi Ethernet sa oznakom 802.3u, a
njegovo originalno kabliranje je:
 100Base-T4 – UTP kabl 3. kategorije za rastojanje do 100m
 100Base-TX – UTP kabl 5. kategorije za rastojanje do 100m
 100Base-FX – optički kabl za rastojanje do 2000m
 Standard za gigabitni Ethernet, sa oznakom 802.3z, se
sastoji od dva međusobno povezana računara. Kasnije je
standardizovan Ethernet za brzinu do 10Gbps – 802.3ae, a
njegovo kabliranje ima oznake:
 1000Base-SX – optički kabl, multimodno vlakno, max 550m
 1000Base-LX – optički kabl, monomodno vlakno, max 5000m
 1000Base-CX – STP kabl, dve parice, mac 25m
 1000Base-T – UTP kabl 5. kategorije, četiri parice, 100m
Osnovni principi Ethernet-a
 Osnovna logička topologija Ethernet mreže jeste
topologija magistrale (iako je fizička topologija najčešće
u obliku zvezde) što znači da podaci upućeni od jednog
čvora stižu do svih ostalih čvorova. Mrežni uređaj koji
omogućava ovakvu logičku topologiju jeste hub.
 Svi čvorovi prihvataju sve podatke sa mreže i utvrđuju da li su
podaci njima namenjeni. Ukoliko jesu nastavlja se sa
njihovim procesiranjem, a ukoliko nisu, podaci se odbacuju.
Osim što ovakav način prosleđivanja podataka opterećuje
članove kojima podaci nisu upućeni, on predstavlja i
bezbednosnu pretnju s obzirom na to da omogućava
jednostavno snimanje ukupnog saobraćaja u mreži.
Komutirani Ethernet
 Ethernet mreže sa topologijom magistrale mogu imati loše
performanse usled ograničenja broja konekcija u jednom
trenutku, velikog broja kolizija i opterećivanja svih članova
mreže podacima upućenim samo jednom od njih. Iz tog
razloga standardizovana je nova varijanta Etherneta –
komutirani Ethernet (Switched Ethernet).
 Komutirani Ethernet koristi iste principe osnovne
specifikacije sa tom razlikom što se umesto hub uređaja
koriste switch-evi. Razlika je u tome što hub primljeni okvir
prosleđuje svim članovima mreže, dok switch pravi logičku
vezu samo između pošiljaoca i primaoca. Na taj način je
moguđe istovremeno komuniciranje više parova, smanjuje se
kolizija i povećava bezbednost.
ARP – protokol za razrešavanje adrese
 Jedan od glavnih zadataka mrežnog sloja jeste logičko
adresovanje računara dok je sloj veze zadužen za prenos
podataka. Međutim, u većim mrežama je potrebno odrediti i
adresovanje na sloju veze da bi se utvrdilo sa kojim uređajem
u mreži treba uspostaviti vezu i dostaviti mu podatke.
Određivanje uređaja se, naravno, vrši u skladu sa adresom
mrežnog sloja. Za adresovanje na sloju veze zadužen je ARP
(Address Resolution Protocol) koji je uređen protokolom RFC
826.
 ARP je protokol zadužen za pronalaženje hardverske adrese
odredišta putem njegove IP adrese. Rezultat se zapisuje u
privremenu memoriju koja se naziva ARP keš tabela. U
slučaju Ethernet mreža, ARP protokol se koristi za
utvrđivanje MAC asrese putem IP adrese.
ARP – protokol za razrešavanje adrese
 Kada se u okvir podataka na sloju veze podataka enkapsulira
IP paket, u njemu je definisana IP odredišna adresa.
Neophodno je da se u odnosu na odredišnu IP adresu
definiše MAC adresa sledećeg čvora u mreži. Da bi se ovo
razrešilo, u prvom koraku gleda se ARP keš tabela izvorišnog
računara i traži se odgovarajuća MAC adresa odredišta
(mapirana preko IP adrese odredišta). Ako ne postoji traženi
zapis u ARP tabeli, šalje se difuzni ARP paket, koji predstavlja
pitanje da li postoji čvor sa datom odredišnom IP adresom.
Ako postoji, taj računar šalje odgovor sa svojom MAC
adresom, ona se zapisuje na izvorišnom računaru u ARP keš i
posle ovog je moguće formirati na sloju veze podataka okvir
sa preciznom MAC adresom sledećeg čvora u mreži.
ARP – protokol za razrešavanje adrese
 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) predstavlja
inverzan protokol u odnosu na ARP. On služi za
određivanje adrese mrežnog sloja (logičke IP adrese) putem
hardverske adrese uređaja. RARP protokol za počinje
broadcast zahtevom za otkrivanje RARP servera. Nakon
dobijanja MAC adrese RARP servera sledi RARP zahtev sa
pitanjem koja je moja IP adresa. RARP server formira
odgovor i upućuje ga na MAC adresu računara koji je započeo
komunikaciju.