Seminarski rad

Ethernet tehnologijaEthernet sustav Povijest razvoja Elementi Ethernet sustava Princip rada Ethernet sustava Struktura Ethernet okvira

Ethernet sustav

Skupina LAN mrenih tehnologija, IEEE 802.3 standard ( CSMA/CD protokol ) Ethernet u Fizikom i Data Link sloju OSI referentnog modela: Definira standarde spajanja, raspored oienja te vrste i razine signala

za prijenos unutar fizikog sloja OSI modela U Data Link sloju, Ethernet definira nain pristupa mediju za prijenos podataka ( MAC Media Access Control ) te zajednike formate adresiranja

Otvorena, pouzdana, jednostavna i jeftina tehnologija Najrairenija LAN tehnologija preko 40 milijuna Ethernet vorova od 1994. godine

Povijest razvoja

Naziv izveden iz koncepta pojma eter sveprisutnog medija za rasprostiranje elektromagnetskih valova Osmiljen 1973. godine u Xerox Palo Alto Research Centeru (PARC): Bob Metcalfe je dizajnirao i testirao prvu Ethernet mreu s ciljem da

podri rad ureda budunosti Brzina prvog Ethernet sustava bila je 3Mbps pokusni Ethernet Formalne specifikacije za Ethernet objavljene su 80-ih godina od strane konzorcija DEC-Intel-Xerox ( DIX ) ovaj pokuaj ukljuio je pokusni Ethernet u otvoreni, produktivni i kvalitetni sustav koji radi na brzini od 10 Mbps

Tehnologija je usvojena od strane Instituta

elektrotehnikih i elektronikih inenjera i poznatija je kao IEEE 802 standard Standard je prvi put objavljen 1985. s formalnim nazivom IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ( CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications viestruki pristup provjerom nositelja signala s detekcijom sukoba. Prihvaen i kao ISO standard svjetski prihvaen mreni standard Od 1985. do danas, standard je proirivan i nadograivan kako bi mogao prihvatiti nove medije ( npr. optiki tip kabela ) kao i novi skup specifikacija koje podravaju bri prijenos podataka 100 Mbps Fast EthernetCrte koji je jo davne 1976. godine napravio dr. Robert M. Metcalfe da bi predstavio novi nain komunikacije raunala na National Computer Conference odranoj u lipnju te godine. Na crteu su originalni pojmovi upotrijebljeni za opis Etherneta. Od tada je ova terminologija prihvaena u irokom krugu Ethernet entuzijasta.

Elementi Ethernet sustava

Tri osnovna elementa: Fiziki medij za prijenos podataka izmeu korisnika (

raunala ) Skup pravila za kontrolu pristupa mediju ( MAC ) ugraenih u svako Ethernet suelje pravilna raspodjela pristupa dijeljenom Ethernet kanalu Ethernet okvir ( frame ) sastavljen od standardiziranog skupa bitova iskoritenih za prijenos podataka u Ethernet sustavu

Princip rada Ethernet sustavaKomponente za izgradnju Ethernet sustavaFiziki medij:

Debeli koaksijalni kabel (10BASE5) Tanki koaskijalni kabel (10BASE2) Uvijene parice (10BASE-T) Optiko vlakno (10BASE-F)

Kratice u nazivima pruaju tri vrste Informacija: 10 - brzina medija od 10 Mbps BASE (Baseband) vrstu signala u mediju 2 / 5 najvea dozvoljena duljina medija u segmentu T / F Twisted-Pair / Fiber-Optic

MDI ( Medium Dependent Interface )

Suelje ovisno o vrsti medija Direktni fiziki i elektrini spoj na mreni kabel Konektori :

RJ-45 za UTP kabel BNC T konektor za tanke koaksijalne kabele ST ili SC konektor za optika vlakna

MAU ( Medium Attachment Unit )

Jedinica za prikljuak medija Transceiver ( primopredajnik ) u originalnom DIX Ethernet standardu

AUI ( Attachment Unit Interface )

Suelje jedinice za prikljuak Omoguuje prijenos signala i napajanje energijom izmeu Ethernet suelja i MAU jedinice

DTE ( Data Terminal Equipment )

Izvor podataka Raunalo, stanica spojena na Ethernet mreu

etiri brzine prijenosa podataka se definiraju za Ethernet sustave s prijenosom putem uvijenih parica ili optikih vlakana:

10 Mbps-10Base-T Ethernet (IEEE 802.3) , 100 Mbps-Fast Ethernet (IEEE 802.3u), 1000 Mbps-Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z) i 10-Gigabit/s-10 Gbps Ethernet (IEEE 802.3ae)

Raunala opremljena Ethernet sueljem ( stanice ) rade neovisno o drugim raunalima u mrei ne postoji sredinji nadzornik sustava Sva raunala prikljuena su na Ethernet preko zajednikog signalnog sustava medija Signali se alju serijski ( bit po bit ) do svake prikljuene stanice Stanice alju podatke u obliku Ethernet okvira ili paketa medij mora biti slobodan Pravilna i ravnomjerna raspodjela pristupa mediju osigurava se mehanizmom kontrole pristupa mediju ( Medium Access Control MAC ) ugraenom u svako Ethernet suelje Kontrola pristupa mediju temelji se na protokolu nazvanom Carrier Sense Multiple Acess with Collision Detection ( CSMA/CD) viestruki pristup provjerom nositelja signala s detekcijom sukoba

CSMA/CD protokol

U poeku razvoja koriten iskljuivo CSMA/CD protokol za utvrivanje redoslijeda pristupa dijeljenom mediju Omoguuje pristup mediju za slanje podataka ako je medij dostupan ( niti jedna druga stanica ne alje ) Ako dvije stanice alju istovremeno, dolazi do kolizije ( sukoba ) i nakon odreenog vremena ekanja podaci se ponovno alju Algoritam za slanje podataka:

Okvir je spreman za slanje Provjerava se medij stanje mirovanja. Ako je medij u mirovanju, okvir se alje Provjera kolizije ukoliko je ustanovljena kolizija, prelazi se na proceduru detekcije kolizije Ponitavaju se brojai ponovljenih pokuaja slanja i zavrava prijenos okvira

Procedura detekcije kolizije

Oba ureaja koji alju istovremeno nastavljaju slanje okvira dok se ne dostigne minimalno vrijeme paketa. Na taj nain nastaje tzv. jam signal ( signal ometanja ) koji omoguuje da svi ureaji na mediju detektiraju koliziju Nakon detektirane kolizije, prijenos se obustavlja Poveava se broja ponovljenih pokuaja slanja Provjerava se ako je dostignut maksimalan broj ponovljenih pokuaja slanja ( 16 slanja ) ako jest, pokuaj slanja se prekida Dvije sukobljene strane ekaju neko proizvoljno vrijeme (vrijeme odgode slanja, razliito na svakoj strani ) time se onemoguuje ponovni sukob Ponovno se pristupa glavnoj proceduri za slanje, poevi od prvog koraka

Kod CSMA/CD protokola komunikacija je mogua samo jednosmjerno half duplex prijenos podataka alje samo jedna stanica po jedinici vremena Zvjezdasta topologija stanice se spajaju na centralni ureaj ( hub), tvorei oblik zvijezde

Hub pojaava signal i poveava promet, ali ujedno proslijeuje i kolizije Razvojem tehnologije pojavljuju se bridge i switch izoliraju kolizijske domene Kod switch-a je, za razliku od hub-a, komunikacija izolirana samo na portove na koje su spojeni ureaji koji trenutno komuniciraju Switchevi omoguuju full duplex komunikaciju oba ureaja koji komuniciraju mogu slati i primati podatke istovremeno, bez pojave kolizija.

Struktura Ethernet okvira

Podaci koji se alju Ethernetom pakirani su u okvire ( frame ) Format okvira za najvei broj Ethernet tehnologija je jedinstven, tako da je omoguena komunikacija meu Ethernet mreama razliitih brzina i tehnologija.

Ethernet okvir zapoinje preambleom nizom od 7 byte-ova koji se sastoje naizmjeninog ponavljanja 1 i 0 ( 10101010... ), to slui za sinkronizaciju prijenosa okvira SFD (Start of Frame Delimiter ) oznaava poetak okvira, sastoji se od jednog byte-a, koji je slian prethodnim, ali zavrava s dvije jedinice ( 10101011) DA i SA ( Destination i Sorce Adress ) odredina i izvorina MAC adresa. Svaka MAC adresa sadri 48 bita i jedinstvena je za svaki ureaj L/ET ( Length/ Ether Type ) polje sadri informacije o tipu okvira ili informacije o duini polja podataka unutar okvira LLC PDU ( Logical Link Control Packet Data Unit ) polje korisnike informacije FCS ( Frame Check Sequence ) provjera ispravnosti pristiglog okvira, polje duine 4 byte-a

Literatura:

Web stranice:

http://en.wikipedia.org/wiki/Ethernet http://www.javvin.com/protocolEthernet.html http://www.fer.hr/_download/repository/Osnove_Etherneta.pdf http://sistemac.carnet.hr/node/356

Struna literatura:

Baronica Damir: Umreavanje raunala ( Strijelac, Zagreb, 2000.)