CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Hálózati alapismeretek
6. Ethernet alapismeretek
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
1. Ethernet alapismeretek 2. Az Ethernet működése
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Bevezetés az Ethernet világába •
Kialakulása, fejlődése – Megosztott közeg konkurens elérésének biztosítására tervezték (két vagy több állomás számára ugyanazon átvitel közeg használatát) – Megosztott közeg többes elérésének problémáját az 1970-es évek elején a Hawaii Egyetemen tanulmányozták. Ott fejlesztették ki az Alohanet nevű rendszert, amely a Hawaii-szigeteken található rádióállomások számára biztosított szabályozott elérést ugyanahhoz a megosztott frekvenciához. – Ennek a munkának a nyomán jött később létre az Ethernet alapját adó hozzáférési módszer, a CSMA/CD – CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect - Vivőérzékeléses többszörös hozzáférés ütközésfigyeléssel) – 1980-ban szabványosítják (Digital-Intel-Xerox: DIX); nyílt szabvány (bárki által alkalmazható) – 1980-as években maximum 10Mbps, 2km, vastag koaxiális kábelen – 1985-ben IEEE szabványosítás 802.3 jelöléssel és kis eltéréssel – Az IEEE 802.3 szabvány az OSI modell első rétegét, illetve második rétegének alsó felét fedi le. – 1995-ben 100Mbps, majd 1999-ben 1000Mbps IEEE szabványok
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Bevezetés az Ethernet világába • Elterjedésének okai – Egyszerűség és könnyű karbantarthatóság – Új technológiák átvételének képessége új technológiák szabványai – kiegészítések
– Nagyfokú megbízhatóság – Alacsony költségek mind telepítés, mind bővítés esetén
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az IEEE Ethernet névadási szabályai •
Az Ethernet hálózati technológiák családja – Legacy (eredeti) Ethernet (10 Mb/s) – Fast (gyors) Ethernet (100 Mb/s) – Gigabit Ethernet
•
IEEE jelölések – Bővítés esetén új szabványt adnak a 802.3-hoz – Kiegészítések jelzése • Számmal ill. egy-két betűvel • Rövid leírással, ami utal a sebességre, a sávra és az átviteli közegre
• • •
Az Ethernet alapsávú (Base) jelzéskezelést használ, vagyis az átviteli közeg teljes sávszélességét igénybe veszi. Az adatjelek átvitele közvetlenül az átviteli közegen történik. Broad – szélessávú - Egy analóg hordozójelet modulálnak az adatjelekkel, majd ezt továbbítják. IEEE fő célja • Információ biztosítása az Ethernet szabványnak megfelelő eszközökhöz • A gyártók által végzett fejlesztése támogatása
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az IEEE Ethernet névadási szabályai Szabvány
Jelentés
802.0
Szabványok helyi és nagyvárosi hálózatokhoz
802.2
Logikai kapcsolatvezérlés (LLC)
802.3
CSMA/CD
802.4
Token Bus vezérjel továbbító busz
802.5
Token Ring
802.6
Nagyvárosi hálózat (MAN)
802.11
Vezeték nélküli hálózatok (WLAN)
802.14
Kábel TV
802.15
Vezeték nélküli személyes hálózat
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet és az OSI modell •
Az Ethernet működése az OSI modell két rétegére terjed ki: az adatkapcsolati réteg alsó felére (ez a közeghozzáférés-vezérlési [MAC] alréteg), illetve a fizikai rétegre.
•
Az Ethernet állomások között utazó adatok sokszor egy ismétlőn is áthaladnak. Az ismétlőn áthaladó forgalmat az azonos ütközési tartományban lévő állomások mindegyike látja. Az ismétlők a forgalmat minden portjukra továbbítják. Az ismétlők soha nem küldik ki a forgalmat ugyanazon a porton, amelyiken az beérkezett. Az ismétlők minden felismert jelet továbbítanak. Ha a jel minősége a csillapítás vagy valamilyen zaj miatt leromlott, az ismétlő megpróbálja helyrehozni és újra előállítani a jelet. A minimális sávszélesség és a működőképesség biztosítása érdekében a szabványok megadják a szegmensenkénti állomások maximális számát, a maximális szegmenshosszt valamint az állomások között elhelyezhető ismétlők maximális számát. Az egyes ismétlők által elhatárolt szakaszokon lévő összes állomás ugyanabba az ütközési tartományba tartozik. A hid, kapcsoló vagy forgalomirányítók által elválasztott állomások eltérő ütközési tartomány tagjai.
• •
• •
•
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet és az OSI modell •
•
•
• •
Az első rétegben az Ethernet a jelekre, az átviteli közegen keresztül továbbított bitfolyamokra, a jeleket az átviteli közegre rábocsátó összetevőkre és a különféle topológiákra terjed ki. Az Ethernet első rétege kulcsszerepet játszik a különböző készülékek közötti kommunikációban, de minden funkciójának vannak bizonyos korlátai. Ezeket a korlátokat a második réteg segít leküzdeni. Az adatkapcsolati alrétegek jelentős mértékben hozzájárulnak a technológiai kompatibilitáshoz és a számítógépek közötti kommunikáció megvalósításához. A MAC alréteg szoros kapcsolatban áll az információk továbbítását végző fizikai elemekkel. A logikai kapcsolatvezérlés (Logical Link Control, LLC) alréteg viszonylag független a kommunikációs folyamatok során használt fizikai eszközöktől.
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet és az OSI modell • Rétegek – Első réteg • Jelek, bitfolyam, közeg elemei, topológia • Felsőbb rétegekkel nem tud kommunikálni, csak bitfolyamot kezel, nem ismeri fel az állomásokat – Második réteg • Technológiai kompatibilitás biztosítása • Logikai kapcsolatvezérlést és közeghozzáférés vezérlést használ, keretekkel kommunikál
• Adatkapcsolati alrétegek – MAC alréteg szoros kapcsolatban áll a fizikai elemekkel – LLC alréteg viszonylag független a fizikai elemektől
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI IRINYI JÁNOS JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet és az OSI modell • Az 1. és 2. réteg összehasonlítása
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Állomások fizikai azonosítása •
•
A keretek helyi továbbítása érdekében a számítógépek és az interfészek egyedi azonosítására a MAC címeket használjuk. Minden hálózati interfészhez tartozik egy fizikai azonosító cím, a MAC cím – Helyi hálózatban alkalmas az interfészek azonosítására – Ethernet hálózatok 48 bites MAC címeket használnak 48 bites MAC cím
•
Egyedi szervezetazonosító (UOI)
Gyártó által adminisztrált azonosító
24 bit (6 hexadecimális szám)
24 bit (6 hexadecimális szám)
Címzési, továbbítási folyamat – Az adatkapcsolati réteg keretbe ágyazza a felsőbb réteg adatait – Az eszköz a MAC cím használatával kommunikációs csatornát nyit – A közegen haladva minden hálózati adapter megvizsgálja, hogy a célcím megegyezik-e saját MAC címével • Ha nem, akkor figyelmen kívül hagyja a keretet • Ha igen, az adapter lemásolja a keretet és továbbadja a felsőbb rétegeknek
– Ethernet hálózatban minden adapternek meg kell vizsgálni a MAC címeket CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Állomások fizikai azonosítása
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Általános keretek •
A keretezés a második rétegben folyó beágyazási folyamat. A keret a második rétegbeli protokoll-adategység.
•
Keretek alkalmazásának oka – – – –
•
Kapcsolatban álló számítógépek nyomonkövetése Kommunikáció kezdetének és végének jelzése Felmerülő kommunikációs hibák típusainak jelzése Következő adatcsere érintettjeinek azonosítása (kik között zajlik majd)
Általános keretforma 7 byte 1 byte
6 byte
Előtag Start
Cél
Hasznos adat: max. 1514 bájt 6 byte
2 byte
Forrás Típus
0-1500 byte
Adat
(0-46 byte)
4 byte
Töltő CRC
10101010 10101011 Ox A A Ox A B CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Általános keretek mezői •
Amikor a számítógépek valamilyen fizikai átviteli közeghez csatlakoznak, valamilyen módon tudniuk kell értesíteni a többi számítógépet arról, hogy keret továbbítására készülnek. Emiatt a keretek mindig egy az adatátvitel kezdetét jelző bájtsorral kezdődnek. (SFD – Start of Frame Delimited)
•
Minden keret tartalmaz címinformációt, például a forrásállomás nevét (MAC-címét) és a célállomás nevét (MAC-címét).
•
A legtöbb keretben vannak speciális mezők. Egyes technológiáknál használják a „hossz" mezőt, mely megadja a keret pontos hosszát bájtban kifejezve. Egyes keretek típus mezőt is tartalmaznak, amely az adatot küldő készülék által használt harmadik rétegbeli protokollt adja meg.
•
A keretek a felsőbb rétegek, a felhasználói alkalmazások adatait továbbítják a forrás és a cél között. Az adatcsomag tartalmazza az elküldendő üzenetet, azaz a felhasználói alkalmazás adatait. Időzítési célból előfordulhat, hogy a kereteket további bitekkel töltjük fel, hogy elérjék a meghatározott minimális hosszúságot.
•
Az IEEE szabványos keretek adat mezője LLC bájtokat is tartalmaz. Az LLC alréteg veszi a hálózati rétegbeli protokoll adatait, ami lényegében egy IP-csomag, majd olyan vezérlőadatokkal egészíti ki, amelyek segítik az adatok eljuttatását egészen a célállomásig. A második réteg az LLC-n keresztül tartja a kapcsolatot a felsőbb rétegekkel.
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Általános keretek mezői (folytatás) •
•
•
A keretek, valamint a keretekben levő bitek, bájtok és mezők érzékenyek a forrásoktól származó hibákra. Az FCS mező egy a forrásállomás által a keretben található adatok alapján kiszámított számot tartalmaz. Ez a szám kerül az elküldésre váró keret végére. Amikor a célállomás megkapja a keretet, maga is kiszámítja az FCS értékét, majd az eredményt összeveti a keretben szereplő FCS értékkel. Ha a két érték eltér, vélhetően hiba történt, a keretet a célállomás eldobja. / Frame Check Sequence / Mivel a forrás semmilyen módon nem értesül a keret eldobásáról, az újraküldést a magasabb rétegbeli, összeköttetés-alapú, adatfolyam-vezérlést biztosító protokolloknak kell kezdeményezniük. Mivel ezek a protokollok – például a TCP – a célállomástól megadott időnként keretnyugtákat várnak, a legtöbb esetben valóban kezdeményezik az újraküldést. Az FCS érték számítására főként a következő három módszert szokták használni: – Ciklikus redundancia-ellenőrzés (CRC) – Az adatokon végez számításokat. – Kétdimenziós paritás – Az egyes bájtokat egy kétdimenziós tömbbe helyezi, ezen vízszintesen és függőlegesen redundancia ellenőrzést végez – Internet ellenőrző összeg – Az elküldött adatbitek összegét számítja ki.
•
Az adatokat küldő állomásnak a többi készülék számára jeleznie kell a keretek elejét és végét. A hossz mező a keret végét adja meg. A keret az FCS mező után ér véget.
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet keretek •
Keretfelépítés – Adatkapcsolati réteg szintjén a felépítés mindig ugyanaz – Fizikai rétegben minden sebességváltozat más
•
Keretformátumok IEEE 802.3 keret Előtag
SFD
Célcím
Forráscím
Hossz/típus
Adatok
FCS
7
1
6
6
2
46-1500
4
Ethernet II keret Előtag
Célcím
Forráscím
Hossz
Adatok
FCS
8
6
6
2
46-1500
4
– Az Ethernet II előtag vége 10101011, ami a 802.3 kezdetjelzője – Ha a hossz/típus nagyobb, mint 0x0600 /decimális 1536/, akkor a felsőbb szintű protokoll jelzésére szolgál (pl. 0x0806 – ARP, 0x0800 – IPv4) CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet keretek mezői Előtag és keretkezdet
1 6 6 2 46-1500 4 7 Előtag Kezdetjelző Célcím Forráscím Típus Adat CRC A vevő órája ennek segítségével szinkronizálja magát az adóhoz. Nem tartozik a MAC réteghez. Az előtag fizikai szintű. 7 szer 10101010 ez az előtag, majd 1 szer 10101011 ez a kezdetjelző – SFD (Start of Frame Delimiter) 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101011 0x A A 0x A A 0x A A 0x A A 0x A A 0x A A 0x A A 0x A B CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet keretek mezői A MAC-címek
1 6 6 2 46-1500 4 7 Előtag Kezdetjelző Célcím Forráscím Típus Adat CRC Gyártó
3 A gyártó azonosítóját az IEEE osztja ki
Típus és sorozat 3 2563 féle lehetőség megkülönböztetni egyetlen gyártó a kártyáit.
Így lehet egyedi minden kártya a hálózaton CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet keretek mezői MAC címek lehetséges értékei
1 6 6 2 46-1500 4 7 Előtag Kezdetjelző Célcím Forráscím Típus Adat CRC Egyedi Unicast cím Csoportos Multicast cím Első továbbított bit 1, a többi 23 bit elegendő a gyártók azonosítására. Így lehetséges azonos gyártók által készített kártyákat címezni. Szórásos Broadcast cím FF FF FF FF FF FF a cím értéke. CISCO Hálózati Akadémia Program
Mindig egyedi Unicast cím
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet keretek mezői Típus és Hossz mező
1 6 6 2 46-1500 4 7 Előtag Kezdetjelző Célcím Forráscím Típus Adat CRC Meghatározza, hogy az adat, milyen magasabb szintű protokollt tartalmaz, azaz melyik protokollnak kell azt továbbítania. Az IEEE 802.3-ban itt a hossz mező szerepel, ez megadja az adat hosszát byte-okban. Bár nem feltétlen szükséges, hiszen a kezdet és a vég kikövetkeztethető.
A Típus mező 1536 –os értékig a 802.3-as keretben tárolt adat hosszát azonosítja, e fölött pedig a magasabb rétegbeli protokoll azonosítására használható. Pl: 8137h azonosító Netware adatot 0800h pedig TCP/IP csomagot jelöl. CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az Ethernet keretek mezői Az Adat mező
1 6 6 2 46-1500 4 7 Előtag Kezdetjelző Célcím Forráscím Típus Adat CRC
A magasabb protokollok felé szállított adat. Az ethernet keretnek minimálisan 46 byte-ot kell tartalmaznia. Ha nem szállítana ennyit a rendszer automatikusan kiegészíti azt. (különben nem lehetne alkalmazni a CSMA/CD technikát - nem érzékelhetné biztonságosan az ütközést) CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
1. Ethernet alapismeretek 2. Az Ethernet működése
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Közeghozzáférés-vezérlés (Media Access Control) • A MAC a megosztott átviteli közegű környezetben, adott ütközési tartományon belül az adatok küldésére jogosult számítógép kiválasztását végző protokollokat jelenti.
• A MAC és az LLC a második réteg alrétegei. • MAC protokollok – Determinisztikus vezérlő protokoll • Meghatározható az a maximális idő, ami után egy állomás biztosan adhat • Ütközésmentes környezet, egyszerre csak egy állomás adhat • Token Ring, FDDI
– Nem determinisztikus vezérlő protokoll • Véletlenszerű hozzáférés a közeghez • Kiszolgálás a beérkezés sorrendjében (FCFS - first-come, first-served ) • A hálózati kártya észleli, hogy az átviteli közegen nincs jel, és elkezd adni. • Több állomás adása esetén ütközés történik, egyik adás sem sikeres • CSMA/CD, Ethernet CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Közeghozzáférés-vezérlés (Media Access Control) • A három leggyakoribb második rétegbeli technológia a Token Ring, az FDDI és az Ethernet. Mindhárom foglalkozik a második rétegbeli problémákkal (mint pl. LLC, címzés, keretezés és MAC), valamint az első rétegbeli jelekkel és az átviteli közeg kérdéseivel. – Ethernet – Logikai busz topológiát használ, ezzel fizikailag soros busz, csillag vagy kiterjesztett csillag topológia felett képes vezérelni az információáramlást. – Token Ring – Logikai gyűrű topológiát használ, ami fizikai csillag topológia felett vezérli az információáramlást. – FDDI – Logikai gyűrű topológiát használ, amellyel kettős gyűrű fizikai topológia felett vezérli az információáramlást.
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
CSMA/CD • Feladata – Adatcsomagok küldése, fogadása – Adatcsomagok dekódolása, címellenőrzés, felsőbb rétegnek továbbítás – Adatcsomag és hálózati hibák felismerése
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect – Vivőérzékeléses többszörös hozzáférés ütközésfigyeléssel
• A CSMA/CD hozzáférési módszer alkalmazásakor a készülékek adatküldés előtt figyelő üzemmódba kapcsolnak. • Mielőtt egy csomópont adatot továbbítana, ellenőrzi a hálózati átviteli közeg foglaltságát. • Ha a csomópont úgy észleli, hogy a hálózat foglalt, akkor véletlenszerű hosszúságú ideig vár, mielőtt újra próbálkozna. • Ha a csomópont úgy érzékeli, hogy a hálózati átviteli közeg szabad, akkor megkezdi az adatküldést és a figyelést. • A figyelés célja annak megállapítása, hogy más állomások nem végeztek-e adatküldést ugyanabban az időben. Az átvitel befejezése után a készülék újra figyelő módba kapcsol. CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
CSMA/CD • Ha az átviteli közegen megnő a jel amplitúdója, a hálózati készülékek tudják, hogy ütközés történt. • Ha ütközés történik, akkor rövid ideig minden érintett állomás folytatja a küldést, ezzel biztosítva, hogy az összes csomópont megfelelően észlelni tudja az ütközés tényét. • Amikor minden csomópont észlelte az ütközést, elindítják a visszatartó algoritmust, az átvitelt pedig leállítják. • A csomópontok véletlenszerűen kiválasztott hosszúságú ideig tartózkodnak az adatküldéstől, ennek az időtartamnak a hosszát a visszatartó algoritmus határozza meg. • Amikor a késleltetési idő letelik, a csomópontok újra megpróbálkoznak az átviteli közeg elérésével. • Az ütközés által érintett készülékek közül egyik sem kap prioritást a másikkal vagy a többiekkel szemben. CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Időzítések Ethernet hálózatokban •
• •
•
Az elektromos jelnek kell valamennyi idő a kábelen való végigutazásra (késleltetés), és az ismétlők némi késleltetéssel továbbítják a kereteket egyik portjukról a másikra. A késleltetések miatt lehetséges, hogy egyszerre egynél több állomás is adni kezd, ilyenkor ütközés történik. Ha az adott állomás duplex módban üzemel, akkor egyszerre tud küldeni és fogadni is, ilyenkor ütközés nem történhet. A duplex működéssel az időzítési korlátok eltűnnek, nem lesznek résidők. Fél-duplex működésnél, feltéve, hogy nem történik ütközés, a küldő állomás 64 bitnyi időszinkronizáló adatot küld el, ezt előtagnak nevezzük. A küldő állomás ezt követően a következő információkat továbbítja: – – – –
Cél és forrás MAC-cím Egyéb fejrészbeli adatok Hasznos adatrész Ellenőrző összeg (FCS), amely a keretben a továbbítás során történt sérülések felismerését teszi lehetővé
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Időzítések Ethernet hálózatokban Fogalmak:
Versengés
Keret Keret méretek:
Keret
Cél MAC: 6 Forrás MAC: 6 Tipus/hossz: 2 Max csomag: 1 500 CRC: 4
Keret
Tétlen periódus
Keret
Bitidő: 1 bit átviteléhez szükséges
Átviteli periódus időtartam. Például 10 Mbit/s sebességnél 1 Minimális: Előtag: 7 Kezdet: 1
Maximális: Előtag: 7 Kezdet: 1
idő
Cél MAC: 6 Forrás MAC: 6 Tipus/hossz: 2 Min csomag: 46 CRC: 4
64
1518 Előtaggal:1526
bit ideje 0,1 mikroszekundum Résidő: Az az időtartam ami alatt még észlelni lehet az ütközést – maximális, megengedett méretű ütközési tartomány esetén az oda vissza futási időnél kicsit nagyobb érték. Kerettérköz: egy állomás két egymást követő kerete között eltelt idő – más eszközök is bekapcsolódhatnak a forgalomba ez által.
Keret
Keret
Kerettérköz CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Időzítések Ethernet hálózatokban • Időzítések – A növekvő sebesség bonyolultabb megoldásokat kíván Sebesség
Bitidő
Keret térkőz
Idő
Szeletidő
Idő
10Mbps
100ns
96 bitidő
9.6μs
512 bitidő
51.2μs
100Mbps
10ns
96 bitidő
0.96μs
512 bitidő
5.12μs
1000Mbps
1ns
96 bitidő
0.096μs
4096 bitidő
4.096μs
10000Mbps
0.1ns
96 bitidő
0.0096μs
nem releváns
nem releváns
– A küldő állomásnak még a keret továbbításának befejezése előtt értesülnie kell az ütközésekről, akkor is, ha a keret mérete minimális – Duplex üzemmódban nincs ütközés – 10000Mbps sebességnél csak duplex mód használható
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
A keretek közötti térkitöltés és a visszatartás • A két nem ütköző keret közötti minimális kihagyást kerettérköznek nevezzük. • Egy-egy keret elküldése után a 10 Mbit/s sebességű Ethernet hálózatokban minden állomásnak legalább 96 bitnyi ideig (9,6 mikroszekundum) várnia kell, a következő keret továbbítását szabályosan csak ezt követően lehet megkezdeni. • A térköz a gyorsabb Ethernet-változatoknál is 96 bitnyi idő, ám ennek hossza a sebességgel arányosan kisebb. • Ezt az intervallumot keretrésnek nevezzük, alkalmazása révén a lassabb állomások is időt kapnak az előző keret feldolgozására, illetve fel tudnak készülni a következő keret fogadására. .
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Hibakezelés • Leggyakoribb hibajelenség az ütközés – – – –
Torlódások feloldására szolgáló mechanizmus Növekvő terhelésnél komolyan gátolhatják a működést Csökkentik a sávszélességet (fogyasztási késleltetés) Keretkezdet mező küldése előtti ütközésről felsőbb protokoll nem tud
• Torlódási jel – Ütközés esetén a küldő állomás által kibocsátott 32 bites jel – Felerősíti az ütközést, minden állomás észleli – Tetszőleges bitsorozat, nem egyezhet a keret ellenőrző összegével, általában 0x5, vagy 0xA
• Ütközési töredékek, runtok – Sérült, részlegesen elküldött üzenetek, ütközési töredékek – A normál ütközések hossza 64 oktettnél kisebbek, így minimális hosszt nem érik el.
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Ütközéstípusok •
•
Ütközés jellemzően akkor történik, ha két vagy több, azonos ütközési tartományba tartozó Ethernet állomás egyszerre küld adatokat. Ütközések típusai – Egyszerű ütközés • A küldés csak az első alkalommal hiúsul meg, a következő alkalommal sikeres lesz. – Többszörös ütközés • Ugyanaz a keret több ütközésben is részt vesz, mire sikerül továbbítani. – Helyi ütközés • Saját szegmensben történik, minden állomás érzékeli • Az ütköző jelek interferálnak a feszültségszint a maximálisan megengedett szint felé emelkedik. • UTP kábelen, például 10BASE-T, 100BASE-TX vagy 1000BASE-T hálózatban csak akkor történik ütközés a helyi szegmensen, ha egy állomás az RX érpáron jelet észlel, miközben éppen adatküldést végez a TX érpáron. Mivel a két jel más érpáron továbbítódik, a jelalakok nem változnak meg. • UTP kábelen csak akkor történhet ütközés, ha az adott állomás fél-duplex módban üzemel. A fél-duplex és a duplex üzem közötti egyetlen működésbeli eltérés az, hogy az adási és a vételi érpárok egyidejű használata megengedett-e.
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Ütközéstípusok • Ütközések típusai – Távoli ütközés • Távoli szegmensben (ismétlő másik oldalán) történik • Az ismétlő ilyenkor a feszültségtúllépést nem továbbítja, és a TX/RX párok egyidejű foglaltságát sem tudja előidézni. • UTP-nél duplex módban előfordulhat, például hibás kábel miatt kiemelkedően nagy áthallásnál, hogy egy állomás saját adását helyi ütközésként érzékeli. • Minimális hosszt el nem érő keretet kapunk, aminek ellenőrző összege érvénytelen. Valamilyen ismétlő túloldalán történnek. • UTP hálózatokon a legtöbb ütközés ilyen típusú.
– Kései ütközés • Első 64 bájt elküldése utáni ütközés • Nincs automatikus keret újraküldés, felsőbb protokoll feladata a veszteség észrevétele, jelzése
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Ütközési tartományok Ismétlő alapú hálózat
Kapcsoló alapú hálózat
Növeljük az ütközési tartományok számát, és csökkentjük az ütközési tartomány méretét !
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Ethernet hibák •
Hibaforrások – Ütközés vagy ütközéstöredék • Egyidejű adásra került sor a résidő lejárata előtt – Kései ütközés • Egyidejű adásra került sor a résidő lejárta után – Fecsegés, hosszú keret vagy tartományhiba • Túlságosan hosszú adatátvitel – Rövid keret vagy ütközéstöredék • Szabálytalanul rövid átvitel – Ellenőrzőösszeg hiba – • Meghibásodott keret – Illesztési hiba • Túl kevés vagy túl sok bit továbbítása – Tartományhiba • Oktettek jelzett és valós száma nem egyezik – Szellemjel vagy fecsegés • Túl hosszú előtag vagy torlódási jel. A szellemjelek általában földhurkok és egyéb vezetékezési hibák miatt jelentkeznek
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az ellenőrző összeg eltérése és egyéb hibák • • •
•
CRC-hibás keretnek legalább egy bitje megsérült az átvitel során. Az ilyen kereteket el kell dobni. Meghibásodott a hálózati kártyája vagy a kártya illesztőprogramja, esetleg rossz az állomást a hálózathoz csatlakoztató kábel. Ha egy üzenet nem oktetthatáron ér véget, azt illesztési hibának nevezzük. A készülékek a legközelebbi oktetthatáron csonkolják, és ha az ellenőrző összeg így nem egyezik, akkor illesztési hibát jeleznek. Ha egy keret hossz mezőjében érvényes érték van, de az nem egyezik meg az adatmezőben található oktettek tényleges számával, akkor tartomány hibáról beszélünk.
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Ethernet hibák
h i b á k
Ó r i á s k e r e t e k
Hibás hardver
x
x
Hibás kábel
x
Hibás telepítési megszokás
x
Hibás lezárási szokások
Ethernet hibák és okok
C R C
K é s ő i
T ú l z o t t
ü t k ö z é s
ü t k ö z é s
I g a z í t á s i
T ö r e d é k
B a c k
R ö v i d
D u p l i k á t c í m e k
I d ő
J a b b e r
t ú l l é p é s
F e c s e g é s
h i b a
R u n t
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Idegen áthallás
x
x
x
x
x
x
Zajok
x
x
x
x
x
x
Hálózattervezési hibák
CISCO Hálózati Akadémia Program
x
x
o f f
I P
x
x
x
x
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Az ellenőrző összeg eltérése és egyéb hibák •
Kritikus helyzetek – Az aktív gépek számának növekedésével – nő a terhelés. 40%-os terhelési küszöb még megbízható Ethernet hálózatot jelent. – Releatív ütközési arány növekedésével csökken a teljesítmény Hibás eszköz zavarja a hálózat működését. Ütközésszámlálóval felismerhető. – A működés állapotának értékelésére legjobb az előző állapothoz való viszonyítás. – Folyamatos ellenőrzést igényel.
•
Ethernet hibák – Kerethibák: • A runt – túlságosan rövid keretek – 64 byte-nál rövidebb -ütközések következménye • Jabber – fecsegés 1518 byte-nél hosszabb nem detektált ütközés következménye ha 1500 és 3000 Byte közötti hibás eszköz ha 3000 byte-nál hosszabb • Rosszul elrendezett keret – bitek száma nem oszthetó 8-cal (CRC is rossz) Rossz CRC az utolsó négy byte nem a kerethez tartozik. – ütközés következménye – Eszközhibák:
• Szórási vihar- magas szintű protokollok és forgalomirányítók váltják ki rossz konfiguráció esetén.
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Összeköttetések • Működési módok – Fél-duplex • Egy időben vagy adja, vagy veszi a jeleket az eszköz • Megosztott közeg esetén csak ez a mód lehetséges (pl. koaxiális kábel)
– Duplex • Vétel és adás egyszerre • Pont-pont összeköttetésnél (UTP) bárki bármikor adhat, nincs ütközés
• Egyeztetési lehetőségek – Manuális • Kézi beállítás, nagyobb hibalehetőség
– Automatikus
1000Base-T duplex
• Működési módok és sebességek automatikus kiválasztása • normál összeköttetés impulzus (Normal Link Pulse – NLP) és gyors összeköttetés impulzus (Fast Link Pulse, FLP) FLP használata CISCO Hálózati Akadémia Program
Keretprioritás 1000Base-T fél-duplex 100Base-T duplex
100Base-T fél-duplex 10Base-T duplex 10Base-T fél-duplex
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Összeköttetések létrehozása • Az automatikus egyeztetés a legtöbb Ethernet megvalósításnál elhagyható. • Ha a 100BASE-TX jelzés jelen van, és az állomás támogatja a 100BASE-TX szabványt, akkor egyeztetés nélkül próbál csatlakozni. Ha bármelyik jelzéssel összeköttetést tud létesíteni, vagy FLP löketet kap, az állomás az ennek megfelelő technológiát alkalmazza. Ha a partner nem küld FLP löketet, csak NLP-ket, akkor feltételezhető, hogy 10BASE-T állomásról van szó. • 10 Gigabit Ethernet, amely a fél-duplex módot nem támogatja! • A koaxiális kábelezésű rendszerek mind fél-duplex üzeműek!
Egyeztetés iránya
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA
CCNA 1.
Ethernet alapismeretek
Köszönöm a figyelmet!
CISCO Hálózati Akadémia Program
IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA