Přednáška č.4
Ethernet ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦
Značení Verze Typy 10 Mb/s 100 Mb/s 1000 Mb/s
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
10 Base X číslo vyjadřuje přenosovou rychlost v Mb/s
BASE označuje typ přenášeného signálu (základní pásmo)
Číslo (2, 5, ..) vyjadřuje délku segmentu.
Baseband – jeden komunikační kanál pro přenos dat (základní pásmo) Broadband – několik přenosových kanálů pro přenos dat, zvuku … (přeložené pásmo)
Písmeno značí typ kabeláže (Twist, Fiber …)
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
Ethernet - původní varianta s přenosovou rychlostí 10 Mbit/s. Definovaná pro koax. kabel, kroucenou dvoulinku a optické vlákno. Fast Ethernet - rychlejší verze s přenosovou rychlostí 100 Mbit/s. Definovaná standardem IEEE 802.3u pro kroucenou dvoulinku a optická vlákna. Z původního Ethernetu formát rámce, algoritmus CSMA/CD - základní verze Ethernetu
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
Gigabitový Ethernet - přenosová rychlost 1 Gbit/s. Z původního Ethernetu formát rámce a teoreticky algoritmus CSMA/CD. V praxi je provozován pouze přepínaně s plným duplexem. Původně byl definován pouze pro optická vlákna (IEEE 802.3z), později i varianta pro kroucenou dvoulinku (IEEE 802.3ab). Desetigigabitový Ethernet - poslední standardizovaná verze. Definovaná jako IEEE 802.3ae (2003), výlučně optická vlákna. Přenosová rychlost 10 Gbit/s, stejný formát rámce, plně duplexní. Algoritmus CSMA/CD byl definitivně opuštěn. V současnosti se vyvíjí jeho specifikace pro kroucenou dvoulinku.
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
10Base-5 Experimentální Ethernet, koaxiální kabel, rychlost 10 Mbit/s. 10Base-2 Ethernet na tenkém koaxiálním kabelu o rychlosti 10 Mbit/s. 10Base-T kroucená dvoulinka, rychlost 10 Mbit/s. Využívá dva páry strukturované kabeláže ze čtyř. 10Base-F optická vlákna, rychlost 10 Mbit/s. Na větší vzdálenosti. tzv. páteřní síť, propojující jednotlivé menší celky sítě. 100Base-TX Fast Ethernet, dva páry UTP/STP kabelu kategorie 5. 100Base-T2 dva páry UTP kategorie 3, 4, 5 pro starší rozvody strukturované kabeláže. 100Base-T4 čtyři páry UTP kategorie 3, 4, 5 pro starší rozvody strukturované kabeláže. 100Base-FX dvě optická vlákna. 1000Base-T Gigabit Ethernet, 4 páry UTP kabeláže kategorie 5, 100 m 1000Base-CX měděný vodič pro krátké vzdálenosti 1000Base-SX mnohavidové optické vlákno, páteřní sítě, stovky metrů. 1000Base-LX jednovidové optické vlákno, vzdálenost až několik desítek kilometrů.
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
sběrnicová topologie, silný koaxiální kabel, segment max. 500 m zakončen terminátory, Max. 100 stanic na segmentu ve vzdálenosti 2,5 m (max. 3 segmenty) Připojení stanice – transceiver napíchnutý systémem Drákula v místě označení na kabelu a propojen na AUI port NIC. (Páteř) Opakovače – prodloužení segmentu ◦ lokální … segment-O-segment ◦ vzdálené . Segment-O-O-segment 1000 m
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
tenký koaxiální kabel - masové využívání Ethernetu přímé propojování pomocí BNC (Bayonet NeillConcelman) kabel tvořící sběrnici zakončen odpory 50Ω zpětná kompatibilita – BNC/AUI převodník
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
Maximální délka segmentu – 185 m Minimální vzdálenost stanic – 50 cm Maximální počet stanic na segmentu – 30 Maximální počet propojených segmentů – 5 ◦ 2 segmenty za vzdálenými opakovači
Maximální vzdálenost dvou počítačů – 1555 m Praxe: ◦ ◦ ◦ ◦
Páteř ze silného Ethernetu Jednotlivá žebra z tenkého Ethernetu Opakovač má dvojice vstupů pro 10Base5 a 10Base2 Hvězdicová topologie s koncentrátorem (hub)
Maximální délka kabelu koncentrátor – uzel – 100 m Koncentrátor - koncentrátor do 4. úrovně.
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
délka kabelu hub – uzel maximálně 100 m hub – hub maximálně do 4. úrovně Změna topologie sítě ze sběrnicové na hvězdicovou rozbočovač (hub). Hub (koncentrátor) kopíruje přicházející signál na všechny porty. Přepínač (switch) – princip Store and Forward (ulož a předej): ◦ přijme ethernetový rámec a uloží do vyrovnávací paměti ◦ analyzuje adresu příjemce a odešle do adresátova rozhraní ◦ udržuje tabulku s fyzickými adresami a odpovídajícími rozhraními ◦ učí se na základě adresy odesilatele v rámcích
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
Přepínač předává rámec až po uložení - volno na cílovém rozhraní Na každém rozhraní přepínače běží algoritmus CSMA/CD O přenosové médium spolu soutěží jen připojený počítač a port přepínače, nikoliv počítače mezi sebou Přepínač odděluje kolizní domény - vyšší propustnost a bezpečnost
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
Díky masivnímu rozšíření přepínačů bývá koncový počítač připojen přímo do přepínače. Plný duplex (full duplex) ◦ Kabel s dvoulinkou obsahuje čtyři kroucené páry – osm vodičů. ◦ Provoz probíhá obousměrně na přidělených vodičích. ◦ Automatická dohoda přepínače s počítačem – oboustranná podpora. ◦ Odpadají prostoje způsobené kolizemi. ◦ Přenosová rychlost odpovídá maximální možné.
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
Strukturovaná kabeláž ◦ Každá zásuvka je propojena s rozvaděčem samostatným kabelem ◦ Možné využití i pro jiné účely (telefon, SAN, …) ◦ spoj maximálně 100 metrů (90 + 10 na propojku)
Kabely mohou být: ◦ nestíněné (UTP - Unshielded Twisted Pair) ◦ stíněné (STP - Shielded Twisted Pair) –odolnější proti rušení.
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
V roce 1993 byly navrženy vysokorychlostní sítě označované souhrnně jako Fast Ethernet - zvýšení propustnosti (přenosy velkých souborů, grafika, multimédia): ◦ 100BaseT ◦ 100VG-AnyLAN
Po podrobné analýze byl ze strany komisí IEEE 802.3 akceptován systém 100BaseT, který oproti 100VG-AnyLAN podporuje nejen typy rámců Ethernetu, ale i vlastní přístupovou metodu CSMA/CD. Následně dne 17.11.1993 byla uznána za plnohodnotnou technologii Ethernet specifikace 100BaseT a přidělena k normě IEEE 802.3u. 100Base-T umožňuje komunikaci rychlostí 100 Mb/s po kabeláži UTP kategorie 3, 4 a 5, STP Type 1 a optických kabelech: ◦ 100Base-TX ◦ 100Base-FX ◦ 100Base-T4
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
100BASE-TX
100BASE-T4
100BASE-T2
◦ Používá jako přenosové médium kroucený dvoupár (stíněný nebo nestíněný s využitím dvou párů) s impedancí 100 ohm (min. Cat 5) ◦ Délka kabelu mezi uzlem a aktivním prvkem může být max. 100 m. ◦ Pro vytváření LAN jsou síťové uzly (počítače, tiskárny etc.) obvykle propojovány hubem nebo switchem v topologii hvězda. Alternativně je možné propojit zařízení přímo crossover cable. ◦ Používá 4 kroucené páry kategorie 3. Jeden na vysílání, jeden pro příjem a zbylé dva přepíná dle objednávky.
◦ Používá dva metalické páry. Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
100Base-FX
◦ Používá 1300 nm near-infrared (NIR) světelné signály vysílané dvěma svazky multi-mode optického vlákna , jeden pro příjem (RX-receive) a jeden pro vysílání (TX-transmit) ◦ Maximální dosah je 400 m pro spojení polovičním duplexem nebo 2 km pro plně duplexní spojení
100BASE-SX
◦ Používá 850 nm LED místo laserových světelných signálů. ◦ Levnější verze pro krátké vzdálenosti ◦ Maximální dosah je až 300 m
100BASE-BX
◦ Verze Fast Ethernetu pro jednovidové optické vlákno ◦ Speciální multiplexer dělící signály na vysílané a přijímané Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
standard IEEE 802.3 z roku 2005
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
1000BASE-SX
1000BASE-LX
1000BASE-ZX a 1000BASE-LH
◦ Používá 850 nm near infrared (NIR) světelné signály na vzdálenost 220 m mezi end pointy (62.5/125 µm) ◦ Moderní vlákna 50/125 µm mohou přenášet signál 500 m a více ◦ Používá se ve velkých budovách ◦ Používá 1270-1355 nm RMS na vzdálenost 2 km (9 µm singlemode) ◦ Mnoho výrobců garantuje 10-20 km ◦ Může pracovat i s multimódem s maximálním segmentem 550 m
◦ Akceptovaný non-standard používající 1550 nm single-mode pro vzdálenosti cca 70 km Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
1000BASE-BX10 ◦ Používá single-mode s odlišnými vlnovými délkami pro každé spojení. "downstream" (z centra) používá 1490 nm, "upstream" (do centra) používá vlnovou délku 1310 nm
1000BASE-CX ◦ Původní standard pro metalickou kabeláž s maximální vzdáleností 25 m - balanced shielded twisted pair. ◦ Je využíván pro specifické aplikace výrobců (např. propojení IBM BladeCenter s moduly přepínačů
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
1000BASE-T (IEEE 802.3ab) ◦ Standard pro metalickou kabeláž Category 5 cable (100BASETX), Category 5e ("Category 5 enhanced") a Category 6 ◦ Vyžaduje 4 plné páry ◦ Každý segment sítě může být 100 m (maximum)
1000BASE-TX (TIA/EIA-854) ◦ Telecommunications Industry Association (TIA) vytvořila levnější verzi 1000BASE-T se snadnější implementací na dvoupáru ◦ Komerční propadák - některé 1000BASE-T produkty jsou nabízeny jako 1000BASE-TX protože budí zdání odlišného standardu
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
Konec
Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4
