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CCNA1 – Module 6 Ethernet Fundamentals Fragen: [email protected]

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CCNA1 – Module 6Ethernet Fundamentals

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Geschichte von EthernetUrsprüngliche Idee aus Rundfunk-Studie auf Hawaii Alohanet (ca. 1970)Ca. 1980 erstes Netz bei Xerox. Erster Standard durch Konsortium ausDigital – Intel – Xerox DIX. Bis heute DIX-Frame bzw. Ethernet-II.Ca. 1985 Standardisierung von LAN's durch IEEE in den 802.x-Standards. IEEE-Ethernet ist 802.3 Anderer Frame als DIX/Ethernet-IICa. 1995 100Mbs-EtherntCa. 1999 1Gbs-EthernetCa. 2000 10Gbs-Ethernet

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Ethernet im Wandel der Zeit10Base-510Base-210Base-T100Base-TX1000Base-T (1000Base-CX von untergeordneter Bedeutung)1000Base-SX1000Base-LXJe nach Bandbreitenbedarf kann andere Ethernet-Variante eingesetzt werden. Die grundsätzliche verwendete Technologie bleibt dabei gleich.

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OSI-Modell und Ethernet

Normierung betrifft Layer 2a (MAC) und Layer 1

LLC (Layer 2b) nichttechnologieabhängig

MAC (Layer 2a)

Layer 1

Data

Lin

k La

yer

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IEEE 802.3- und Ethernet-II-Frames

Unterschied primär an den gekennzeichneten Stellen. DIX-Frame spezifiziert nur das Protokoll im Data-Bereich. Hierfür werden Zahlen oberhalb von 0x600 verwendet. Diese Variante wird vom 802.3-Frame auch unterstützt (Type). Bei einem echten 802.3-Frame steht hier dann aber eine Längenangabe (die < als 0x600 ist). Am Beginn des Datenbereichs folgen dann Angaben zum Protokoll ( 802.2- oder LLC-Header)(siehe auch c't 14/97 Daten-Waggons im Netz)

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Frame Check Sequence (FCS)

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Ethernet-II- bzw. DIX-Frame

• SFD bei DIX noch nicht extra ausgewiesen. Letztes Octet der Preambel aber identisch mit 802.3-SFD.

• Keine Längenangabe im Ethernet-Frame – steht im transportierten Protokoll der Data-Payload.

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Medienzugriffskontrolle (MAC)

Die Zugriffskontrolle ist für unterschiedliche LAN's nicht einheitlich.

Ethernet verwendet ein nicht deterministisches Verfahren CSMA/CD

Token Ring bzw. FDDI verwenden einen speziellen Frame (Token) der das Übertragungsrecht freigibt.

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Carrier Sense Multiple Access – Collision Detect (CSMA/CD)

Laufzeitproblematik!

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Carrier Sense Multiple Access – Collision Detect (CSMA/CD)

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Kollision bei einer 10Mbs-Collision-Domain

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Slot-Time bei halb-duplex Ethernet

Um Kollisionserkennung sicherzustellen muss ein Frame eine Mindestlänge haben Slot-TimeSlot-Time berechnet sich aus der Worst-Case-Zeit die ein Frame von einem Ende des Netzes zum anderen Ende und zurück benötigt.Bei 10 und 100Mbs beträgt Slot-Time 512 BitzeitenBei 1000Mbs ist die Slot-Time 4096 Bitzeiten. Kürzere Frames werden durch eine Extension künstlich verlängert.

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Interframe-Spacing

Zwischen zwei Frames (Ende FCS Start Preamble) ist eine Übertragungslücke von 96-Bitzeiten einzuhalten.Je nach Geschwindigkeit (10Mbs – 10Gbs) ist diese Zeit zwischen 9,6µs und 9,6ns.Lücke soll Stationen ermöglichen den vorigen Frame zu verarbeiten und sich für den Nächsten bereit zu machen.

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Kollisionsarten

Local Collisions: Bei Coax in Form einer Spannungsüberhöhung erkennbar. Bei TP gleichzeitig zum eigenen Senden via TX auch Eingangssignal auf RX.Remote Collision: Frame ohne die vorige Charakteristik die aber der obigen Definition eines Kollisionsfragments genügen.Late Collision: Kollisionen die nach der Mindestdauer zur Kollisionserkennung (Slot-Time, Mindestframelänge) auftreten. Werden nicht erkannt, müssen von höheren Protokollen korrigiert werden und sollten eigentlich gar nicht auftreten!

Generell gilt: Kollisionen äußern sich in Frames mit einer zu kurzen Länge (< 64 Octets) und ungültiger FCS.

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Ethernet-FehlerLate collisions: Kollision nach Ablauf der Slot-TimeRange Error: Angegebene und reale Framelänge weichen voneinander abAlignment Error: Bitanzahl kein Vielfaches von 8.FCS-Error: Frameformat o.k. aber FCS stimmt nicht.Long frame: Länger als Spezifikation erlaubt (wird auch häufig Jabber genannt – obwohl dieser Begriff für ganz lange Frames gedacht ist).Ghost: Zu lange Preambel (auch Jabber) oder fehlendes SFD-Feld. Sieht aber irgendwie wie ein Frame aus.Runt: Zu kurze Frames (auch Short Frame genannt). FCS kann ok sein oder auch nicht. Mancher Analyzer bezeichnet nur Short Frames mit gültiger FCS als Runt.

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Auto-Negotiation10Base-T prüft mittels periodischer Pulse ob eine Verbindung zu einem anderen Device besteht Normal Link Pulses (NLP) alle 16 ± 8msSchnelle Devices können die Verbindungsparameter aushandeln indem sie im gleichen Zeitraster eine Ansammlung von Pulsen (Bursts) senden.Für 10Base-T-Devices sieht das wie NLP's aus.In den Bursts ist aber die Fähigkeit der schnelleren Devices codiert Fast Link Pulses (FLP)

Siehe auch: Ethernet – Technologien und Protokolle für die Computervernetzung, Jörg Rech, Heise-Verlag 2002

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Überblick zu IEEE 802.x Standards

Interoperabilität der LAN-Standards

Hier sollten für einen CCNA auch die Nummern bekannt sein. Zusätzlich sollte man Grundsätzliches zu FDDI wissen.