RAUNALNE MREE

SVEUILITE SJEVERRAUNALNE MREEGIGABITNI ETHERNET

TIHOMIR HITREC4.6.2014.

SADRAJ1.UVOD2. ETHERNET2.1. POVIJEST ETHERNETA2.2. CSMA/ CD METODA PRISTUPA MEDIJU2.3. STRUKTURA ETHERNET OKVIR2.4. ADRESIRANJE NA MAC PODSLOJU2.5. MEDIJI ZA PRIJENOS PODATAKA U ETHERNET MREAMA2.5.1. KOAKSIJALNI KABEL2.5.2. UPREDENE PARICE (TWISTED PAIR)2.5.3. OPTIKI KABEL2.6. PRINCIP RADA ETHERNET MREE 3. GIGABITNI ETHERNET3.1. FIZIKI SLOJ GIGABITNOG ETHERNETA3.2. INAICE GIGABITNOG ETHERNETA3.3. MAC PODSLOJ GIGABITNOG ETHERNETA3.4. GMII (GIGABIT MEDIA INDEPENDENT INTERFACE)3.5. SLUAJEVI U KOJIMA SE GIGABITNI ETHERNET DANAS NAJEE UPOTREBLJAVA3.6. PREDNOSTI GIGABITNOG ETHERNETA3.7. NEDOSTACI GIGABITNOG ETHERNETA4. ZAKLJUAK5.LITERATURA

1. UVOD

Dananji ivot bio bi nezamisliv bez raunala. Ona se pojavljuju gotovo u svim ljudskim djelatnostima, a ljudi ih najvie koriste za razmjenu informacija, odnosno za komunikaciju. Da bi raunala mogla komunicirati i razmjenjivati podatke, moraju biti povezana. Skup povezanih raunala na malom prostoru, npr. unutar zgrade, naziva se lokalna raunalna mrea, tzv. LAN. Danas najraireniji skup tehnologija koje se koriste unutar lokalnih raunalnih mrea, naziva se Ethernet. U ovom seminarskom radu bit e rije o Gigabitnom Ethernetu, jednoj od inaica Etherneta. Najprije e biti objanjeno to je uope Ethernet da bi se kasnije lake opisalo Gigabitni Ethernet.

2. ETHERNET

Ethernet je danas najzastupljeniji skup tehnologija koje se koriste za izgradnju lokalnih raunalnih mrea. Ethernet je definiran na prva dva sloja OSI referentnog modela. OSI model je apstraktni model kojeg ini sedam slojeva (fiziki sloj, podatkovni sloj, mreni, transportni, sloj sesije, prezentacijski i aplikacijski) napravljen za lake upoznavanje sa raunalnim mreama i njenu laku implementaciju. Svaki sloj predstavlja jedan dio raunalne mree. Detaljnije e biti obraeni fizikalni sloj i MAC podsloj podatkovne veze, jer njih definira Ethernet.

Na fizikalnom sloju Ethernet definira raspored oienja, fiziku topologiju mree, te vrste i razine signala za prijenos podataka. Na drugom sloju , tonije na donjoj polovici sloja veza ( MAC podsloju), Ethernet definira nain pristupa mediju za prijenos podataka (MAC Media Access Control) , definira Ethernet okvir i nain fizikog adresiranja (MAC adresa). MAC podsloj podatkovnog sloja realiziran je na mrenoj kartici (NIC- Network interface card ).

2.1. POVIJEST ETHERNETA

Tvrka Xerox je u suradnji sa Digital Equipment Corporation (DEC) i Intelom 1976. g. razvila Ethernet. Godine 1985. ga uz manje modifikacije zbog kompatibilnosti s OSI referentnim modelom prihvaa IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) pod brojem 802.3 kao opi standard za lokalne mree. U poetku je kao standardni medij za prijenos podataka koriten koaksijalni kabel, dok se danas standardno koristi neki od oblika UTP (unshielded twisted pair) kabela. Pored navedenih, kao mediji u Ethernetu se jo koriste optika vlakna. U poetku je brzina prijenosa podataka kroz Ethernet mreu bila 3 Mbit/s dok danas dosee i brzine od 10 Gbit/s.

2.2. CSMA/ CD METODA PRISTUPA MEDIJU

Metoda kojom raunala unutar Ethernet mree pristupaju zajednikom dijeljenom mediju naziva se CSMA/CD.CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acces/ Collision Detection) je metoda koja omoguuje pristup mediju kroz koji se alju podaci ako je medij dostupan (niti jedno raunalo koje je spojeno na njega ne alje podatke). Ako dva raunala istovremeno alju podatke, dogodi se kolizija i nakon nekog vremena ekanja, podaci se ponovo alju (kad je medij opet slobodan).Kroz CSMA/CD komunikacija je bila mogua samo kao half-duplex prijenos podataka, to znai da je samo jedna stanica mogla slati u jedinici vremena. Daljnjim razvojem tehnologije, pojavili su se, prvo bridge, a kasnije i switch. To su ureaji koji izoliraju kolizijske domene. Switchevi omoguuju full-duplex nain komunikacije. Kod full-duplex naina rada oba ureaja koji komuniciraju mogu slati i primati podatke istovremeno, a da ne doe do kolizije. Koritenjem switcha rijeava se problem kolizije unutar lokalnih raunalnih mrea.

2.3. STRUKTURA ETHERNET OKVIR

Ethernet razbija podatke na pakete iji je format drugaiji od formata drugih mrea. Ethernet ih razbija na okvire (termini paket" i okvir" imaju slino znaenje, a u kontekstu Etherneta upotrebljava se termin okvir"). Okvir je paket informacija koji se prenosi kao jedna cjelina.Ethernet okvir moe da ima izmeu 64 i 1518 bajtova, ali se za sam okvir koristi najmanje 18 bajtova, pa za podatke ostaje izmeu 46 i 1500 bajtova. Svi okviri sadre kontrolnu informaciju i imaju identinu osnovnu organizaciju.

Slika 1. Struktura Ethernet okvira u bajtimaU strukturu Ethernet okvira najee se ubrajaju i dva poetna polja, nazvana preambula (preamble) i oznaka poetka okvira (Start Frame Delimiter SFD). Meutim, preambula ima znaenje samo na fizikom sloju (pri slanju okvira kreira se na fizikom sloju, a prilikom prijema okvira fiziki sloj uklanja preambulu i ne prosljeuje je na podsloj MAC). Polje SFD koristi se samo za odreivanje poetka okvira (sinkronizacija na razini okvira). Sva ostala polja ine tzv. Ethernet paket. Slika 2. Struktura IEEE 802.3 i Ethernet DIX okvira (duljine polja okvira su izraene brojem bajtova)Protokol Ethernet kapsulira u okvir podatke primljene od protokola mrenog sloja. Sam okvir je niz bitova s kojim poinje i zavrava se svaki Ethernet paket koji se prenosi kablom. Okvir se sastoji od zaglavlja i podnoja. Oba bloka ine polja sa specifinim informacijama, koje su neophodne da bi svaki paket stigao tamo gdje treba. Obini, brzi i gigabitni Ethernet koriste isti format okvira.Polje preambule sastoji se od 7 bajtova naizmjeninih nula i jedinica. Omoguava da komunikacijski sustavi sinkronizacije signala, a poslije toga se odbacuje. Poetak graninika okvira (SFD) sastoji se od 1 bajta. Ovo polje (sadri 6 bitova naizmjeninih nula i jedinica, iza kojih dolaze dvije uzastopne jedinice. To je signal prijemniku da slijedi sam okvir i da su dolazei podaci dio podataka paketa koje treba smjestiti u memorijski bafer mrene kartice radi dalje obrade. Odredina adresa sadri 6 bajtova i polje odredine adrese sadri heksadecimalnu adresu mrene kartice. To je adresa mrene kartice u lokalnoj mrei, kojoj je dati paket namijenjen. Izvorina adresa sadri 6 bajtova i polje izvorine adrese sadri heksadecimalnu adresu mrene kartice. To je adresa mrene kartice u lokalnoj mrei koja je poslala dati paket.Polje Ethertype (2 bajta) sadri kd koji oznaava protokol mrenog sloja kojem su namijenjeni podaci u paketu. Nakon adresa slijedi polje po kojem se standardi IEEE 802.3 i Ethernet DIX bitno razlikuju. Polje L (Length) odreuje duljinu korisnikog polja. Maksimalna dozvoljena duljina korisnikog polja iznosi 1500 bajta. Za razliku od IEEE 802.3 okvira, na mjestu polja L u Ethernet DIX okvirima nalazi se polje ET (EtherType). To polje odreuje protokol mrenog sloja iji se podaci pakiraju u korisniko polje Ethernet okvira.Podaci i znaci za dopunu sadre od 46 do 1500 bajtova. Ovo polje sadri podatke primljene od protokola iz mrenog sloja prijenosnog sistema, koji se alju odgovarajuem protokolu odredinog sistema. Ako su podaci primljeni od protokola mrenog sloja suvie kratki (manje od 46 bajtova), Ethernet adapter dodaje niz bitova bez ikakvog znaenja, samo da bi se zadovoljila forma, odnosno da bi se ovo polje popunilo do svoje minimalne duine od 46 bajtova. Ako nema dovoljno korisnikih okteta za popunjavanje korisnikog polja, koristi se polje za popunjavanje (Padding PAD). Duljina polja PAD krede se u rasponu od 0 do 46 bajtova. Kontrolni niz tekueg okvira sadri 4 bajta. Ovo polje (FCS) predstavlja podnoje okvira. Sadri kontrolni zbir duine 4 bajta. Sadraj ovog polja kreira se u predajniku pomou metode ciklikog kodiranja (CRC). U prijemu se istom metodom na podsloju MAC na temelju primljenog okvira proraunava slijed od etiri okteta koji se zatim usporeuje s primljenim FCS-om. Ako je podudarnost potpuna, to je znak da je primljeni okvir ispravan. Ako otkrije da je neki okvir neispravan, podsloj MAC ga odbacuje.

2.4. ADRESIRANJE NA MAC PODSLOJU

Da bi raunala meusobno mogla komunicirati i znati kome poslati podatke, svako raunalo mora biti jednoznano oznaeno, odnosno adresirano. Adresiranje se vri pomou logike (IP adrese) i fizike (MAC adresa). Ethernet definira fiziko adresiranje, pa e MAC adresa biti detaljnije obraena.

MAC adresaMAC adresa ili fizika adresa je 48 bitna adresa koja se nalazi zapisana u ROM (Read only memory memorija iz koje se podaci, jednom kada su upisani, mogu samo itati) memoriji svakog mrenog ureaja (mrena kartica, switch, router..).Koristi se za fiziko adresiranje na MAC podsloju sloja podatkovne veze. Svaki mreni ureaj ima jedinstvenu MAC adresu i ne postoje dva ureaja s istom MAC adresom.Ukupno je mogue generirati 248 MAC adresa. Predvia se da se toliko adresa nee potroiti sljedeih 100 godina.MAC adresu se dijeli na dva dijela. Prva 24 bita unutar MAC adrese predstavljaju oznaku proizvoaa mrenih kartica, a posljednja 24 bita su jedinstveni za svaku karticu i dodjeljuje ih proizvoa.MAC adrese prikazuju se pomou 12 heksadekadskih znamenaka, gdje svaka heksadekadska znamenka prikazuje 4 binarna bita. Moe se zapisati na 3 sljedea naina:

- 6 parova znamenki odvojenih crticom (03-25-43-47-49-54) - 6 parova znamenki odvojenih dvotokom (02:23:43:67:57:63) - 3 skupine od 4 znamenke odvojene tokom (0123.4567.8973)

2.5. MEDIJI ZA PRIJENOS PODATAKA U ETHERNET MREAMA

Tri su osnovna tipa fizikih medija za prijenos podataka u Ethernet mrei:- koaksijalni kabel- upredene parice ( twisted pair)- optiki kabel (fiber )Kroz svaki tip medija, bitovi se realiziraju na razliite naine. Kod koaksijalnih kabela i upredenih parica bitovi se realiziraju kao elektrini impulsi, a u optikom vlaknu kao svjetlost.Faktori koji utjeu na odabir medija su: propusna mo medija (bandwidth) , otpornost na smetnje, ekonomski faktori (cijena), maksimalna udaljenost izmeu dva vora.U prvobitnim Ethernet mreama kao medij za prijenos podataka koristio se koaksijalni kabel, dok se danas najee koriste upredene parice( UTP kabel).

2.5.1. KOAKSIJALNI KABEL

Koaksijalni kabel sastoji se od dva bakrena vodia koji su koncentrino smjeteni unutar kabla. Zbog takve konstrukcije, posebne izolacije i oklopa, omoguavaju velike brzine prijenosa podataka. Danas se u raunalnim mreama rijetko gdje mogu nai koaksijalni kabeli jer su ih zamijenili kabeli sa upredenim paricama.

Slika 3. Prikaz koaksijalnog kabla

2.5.2. UPREDENE PARICE (TWISTED PAIR)

Sastoje se od osam bakrenih vodia koji su isprepleteni u 4 parice. Vodii se isprepliu u parice zbog smanjenja vanjskih utjecaja i smetnji. Svaka parica zatiena je plastinom vanjskom ovojnicom. Ovisno o gustoi upredanja i vrsti izolacije, ovakvi kablovi izrauju se u razliitim izvedbama. Ova vrsta kabela terminira se RJ-45 konektorom.

Slika 4. Prikaz RJ-45 konektora

2.5.3. OPTIKI KABEL

Kabel relativno novije generacije. Podatak se optikim kabelom prenosi kao elektromagnetski signal visoke frekvencije koja ulazi u svjetlosni spektar. Lagani su,otporni na smetnje, imaju male gubitke snage signala i zbog toga se pogodni za slanje podataka na velike udaljenosti. Postoje jednomodni i viemodni optiki kablovi. Kod jednomodnih kablova svjetlost se emitira s jednog kraja kabla na drugi samo putem jedne zrake koja se giba centralnom osi. Koriste se za vee udaljenosti. Kod viemodnog kabla ulazi vie svjetlosnih zraka u medij pod tono odreenim kutom kako ne bi dolo do meusobnog preklapanja zraka. Koriste se na manje udaljenosti.

Brzine koje je mogue ostvariti ovim kablovima su daleko najvee od ostalih medija i mogu iznositi do nekoliko desetaka Gbit/s. Najvei razlog zbog kojih optiki kabeli nisu iroko u upotrebi su visoka cijena samih kabela, ali i terminalnih ureaja (prijemnici,modulatori,predajnici).

Slika 5. Prikaz viemodnog i jednomodnog optikog kabla

2.6. PRINCIP RADA ETHERNET MREE

Sve stanice prikljuene na Ethernet spojene su pomodu zajednikog signalnog sistema i ne postoji centralni nadzor, odnosno imaju jednako pravo pristupa (Multiple Access). Signali se alju serijski, putem medija do svake prikljuene stanice. Prije slanja podataka vri se provjera medija i tek nakon toga se paketi mogu slati. Za kontrolu pristupa mediju (Medium Access Control MAC) koristi se CSMA/CD protokol zahvaljujui kojem svaka stanica ima omoguen pristup prijenosnom mediju. Signal nositelj (carrier) ukazuje na prijenos podataka, a provjera signala je carrier sense. Prilikom istovremenog emitiranja iz dvije razliite stanice dolazi do sudara okvira, kolizije, nakon ega se obustavlja emitiranje (Collision Detection). to je vie raunala u mrei vea je mogunost kolizije, ali izvedba mree omoguuje da se to rijei u to kradem vremenu. Ako je mrea preoptereena stanica, stanica e 16 puta ponoviti slanje, a nakon toga paket se odbacuje. Kolizija ili sukob sprjeava protok informacija zato to bi istovremeno slanje unitilo oba podatka. U osnovi se otkrivanje kolizija svodi na odreivanje da li je napon na prijenosnom mediju povien ili ne. Unato bitovima za provjeru ipak moe doi do pogreke, npr. zbog pojave uma ili preoptereenja mree. Logika topologija Ethernet sistema se sastoji od jednog kanala za prijenos informacija izmeu izvora i odredita ili od segmenata povezanih mrenim ureajima, ali obavezno se mora raditi o otvorenom sistemu bez ikakvih petlji. Sve stanice unutar sistema primaju podatke poslane sa bilo koje druge stanice unutar sistema. Dva segmenta spajaju se sabirnicama (bus), tri (i vie) sabirnica spaja se u obliku zvijezde (star). Proirenje Ethernet sustava se vri pomou koncentratora (hub) koji se dijele na prespojne (repeater) i preklopne (switch) koncentratore. Prespojni koncentrator povezuje segmente u jedinstvenu mreu stvarajui zajedniki kanal sistema, a preklopni koncentrator premouje prikljuke i zadrava podjelu sistema.

3. GIGABITNI ETHERNET

Gigabit Ethernet je kompatibilan sa standardnim 10 Mbps Ethernet i 100 Mbps Fast Ethernet prekidakim i usmjerivakim tehnologijama. Ovo je trea generacija Ethernet porodice koja se pojavila na tritu kao odgovor na znaajno poveanje zahtjeva za pojasnom irinom mree. U nastojanju da se smanji vrijeme dolaska na trite, ve postojee i dokazane tehnologije su implementirale u Gigabit Ethernet proizvode. Ubrzanje prema brzini prijenosa od 1 Gps je izvedeno udruivanjem IEEE 802.3 Ethernet standarda i ANSI X3T-11 Fiber Channel (American National Standard Institute - koristi se u USA i Kanadi). Za gigabitni Ethernet postoje dvije specifikacije: IEEE 802.3z (optiki kabel ) i IEEE 802.3ab (UTP kabel 1000BaseT). Standard 1000BaseT koristi kablove kategorije 5 ili poboljane kategorije 5 (poznata i pod oznakom kategorija 5E). Ovaj standard je napravljen kao nadgradnja postojeih standarda za Ethernet mree oiene UTP kablom, iji segmenti ne prelaze 100 metara. Ovim standardom postiu se vee brzine prijenosa jer se koriste sve etiri parice kabla i nova tehnika za pretvaranje bitova u signale, a to je pulsna amplitudska modulacija 5 (PAM-5). Propusni opseg kategorije 5 jednak je propusnom opsegu kategorije 5E (1000 Mb/s) ako se tokom oienja potuju dodatni parametri za testiranje, objavljeni u specifikaciji TIA/EIA TSB-95. Kategorija 5E je bolja zbog vee otpornosti na presluavanje. Gigabit Ethernet je standard namijenjen lokalnim mreama prijenosne brzine 1 Gbit/s koje koriste pristupnu metodu CSMA/CD. Standardiziran je 1998. Godine preporukom IEEE 802.3z. Preporuka IEEE 802.3ab, objavljena 1999. godine, definira fiziki sloj Gigabit Etherneta (1000BASE-T) realiziran pomou neoklopljenih upredenih parica (UTP). Gigabit Ethernet je potpuno kompatibilan s ranijim inaicama Etherneta prijenosne brzine 10 i 100 Mbit/s.

Slika 6. Struktura Gigabit Ethernet okvira pri naizmjeninom nainu rada

Iako Gigabit Ethernet u praksi uglavnom koristi dvosmjerni nain rada, standardom je definiran i naizmjenini nain rada. Trajanje 512 bita pri brzini od 1 Gbit/s iznosi samo 512 ns, to bi znailo da je dozvoljeni raspon LAN-a ogranien na samo 20 m. Takvo smanjenje raspona lokalne mree bilo bi potpuno neprihvatljivo za korisnike. Stoga je za potrebe naizmjeninog naina rada Gigabit Etherneta vrijeme trajanja fiksnog vremenskog odsjeka poveano s 512 bita na 512 okteta, ime je omoguen raspon mree od 200 m. Meutim, minimalna duljina MAC okvira i dalje ostaje 64 okteta (512 bita). Poveanje minimalne duljine MAC okvira na 512 okteta unijelo bi nekompatibilnost gigabitnog LAN-a s mreama niih brzina. Stoga je nainjen kompromis, nazvan produljenje nosioca (carrier extension). Ako je prilikom slanja MAC okvir kradi od 4096 bita (512 okteta), fiziki sloj zadrava ureaj u stanju slanja i alje slijed posebnih simbola za produljenje nosioca, sve do isteka trajanja vremenskog odsjeka. Ti se posebni simboli alju nakon polja FCS i ne smatraju se dijelom okvira.

Slika 7. Usnopljavanje okvira u Gigabit Ethernet LAN-u s naizmjeninim nainom rada

Da bi se ublailo drastino smanjenje propusnosti Gigabit Etherneta prilikom uzastopnog slanja veeg broja manjih okvira, pri emu bi svaki okvir bilo potrebno produljiti, koristi se metoda nazvana usnopljavanje okvira (frame bursting).

U Gigabit Ethernet LAN-u s dvosmjernim nainom rada koriste se okviri minimalne duljine 64 okteta, odnosno maksimalne duljine 1518 okteta, ili tzv. jumbo okviri maksimalne duljine do 9018 okteta. Protokolni sloj Gigabit Etherneta gotovo je identian protokolnom sloju Fast Etherneta. Bitne promjene u protokolnom sloju koje je unio standard IEE 802.3z su sljedee. Suelje MII zamijenjeno je sueljem GMII (Gigabit Media Independent Interface). Za razliku MII, ovo je osam-bitno paralelno suelje. Starija inaica protokola Auto-Negotiation bila je prilagoena parinom mediju, ali je novom preporukom proirena i na optike niti. Nadalje, za razliku od standarda 100BASE-T, Gigabit Ethernet specificira samo jednu vrstu obnavljaa. Unutar jedne domene sudara okvira dozvoljeno je koritenje samo jednog gigabitnog obnavljaa. Obnavljai koji koriste naizmjenini nain rada ne mogu stanicama u LAN-u omoguiti postizanje propusnosti koja je usporediva s onom koju pruaju dvosmjerni obnavljai (full-duplex repeater). Dvosmjerni obnavljai su prvi put specificirani standardom u Gigabit Ethernetu kao kombinacija tradicionalnog obnavljaa i dvosmjernog prijenosa.

3.1. FIZIKI SLOJ GIGABITNOG ETHERNETA

Koristi standarde 802.3z i 802.3ab koji odreuju vrstu medija , vrste signala i nain prijenosa podataka - 802.3z802.3z, poznatiji i pod nazivom 1000Base-X, kao medij za prijenos podataka koristi optiko vlakno ( X u imenu oznaava da se radi o optikom vlaknu) i kratki bakreni vod. Taj standard se moe podijeliti u vie skupina gdje svaka skupina koristi kablove razliite izvedbe i duljine.

Najpoznatije skupine su:

- 1000 BaseLX- koristi jednomodno ili viemodno optiko vlakno, a podaci se prenose 1300 nm laserskom zrakom- 1000 BaseSX- koristi viemodno optiko vlakno (850 nm laserska zraka)- 1000 BaseCX- koristi kratki bakreni vod STP , tzv. twinax- 1000 BaseZX- koristi jednomodno optiko vlakno(1550nm)

- 802.3ab802.3ab, poznatiji i kao 1000 Base-T, za medij koristi upredenu paricu kategorije 5, 5e ili 6 ( T u imenu oznaava da se radi o upredenoj parici (twisted pair)).

3.2. INAICE GIGABITNOG ETHERNETA

NAZIVMEDIJODREENE DULJINE

1000BASE-CXZatieni bakreni kabel25 metara

1000BASE-KXBakreni kabel1 metar

1000BASE-SXMulti-mode vlakno220-550 metara

1000BASE-LXMulti-mode vlakno550 metara

1000BASE-LXSingle-mode vlakno5 km

1000BASE-LX10Single-mode vlakno pomou 1310 nm valne duljine10 km

1000BASE-EXSingle-mode vlakno pomou 1310 nm valne duljine~ 40 km

1000BASE-ZXSingle-mode vlakno pomou 1550 nm valne duljine~ 70 km

1000BASE-BX10Single-mode vlakno10 km

1000BASE-TTwisted-pair kabel (Cat5, Cat5e, Cat6, or Cat7)100 metara

1000BASE-TXTwisted-pair kabel (Cat6, Cat7)100 metara

3.3. MAC PODSLOJ GIGABITNOG ETHERNETA

Da bi se zadrala kompatibilnost s prijanjim Ethernet standardima, trebalo je napraviti neke preinake na MAC podsloju. Kod Gigabitnog Etherneta, MAC podsloj takoer koristi CSMA/CD metodu pristupa mediju kao i Ethernet. Tom metodom je duljina kabla kojom su povezana dva vora u mrei ograniena i iznosi 2.5 kilometara uz koritenje maksimalno 4 obnavljaa izmeu bilo kojih vorova. Minimalna duljina Ethernet okvira je 64 okteta. Razlog zbog kojeg postoji minimalna duljina okvira je da bi se sprijeilo da jedna stanica zavri slanje okvira, a prvi bit okvira jo nije doao do kraja kabla, gdje moe doi do sudara sa drugim okvirom.U tom sluaju, kolizija ne bi bila detektirana. Dakle, minimalno vrijeme za koje se moe otkriti kolizija je vrijeme koje je potrebno da se signal propagira s jednog kraja kabla na drugi. To minimalno vrijeme naziva se slot time , a poznato je i pod nazivom slot size. Kada se povea brzina prijenosa, okviri se bre alju kroz medij. Ako stanica prebrzo alje okvire, moe se dogoditi kolizija, a da uope ne bude detektirana. Upravo je to problem kod Gigabitnog Etherneta koji alje podatke 10 puta bre od Fast Etherneta i ak 100 puta bre od inicijalnog Etherneta. Da bi se izbjegao taj problem, trebalo je napraviti sljedee preinake: zadrati maksimalnu duljinu kabla i poveati slot time ili ostaviti slot time isti, a smanjiti duljinu kabla. Budui da je Gigabit Ethernet 10 puta bri od Fast Etherneta, da bi se zadrao isti slot size trebalo bi skratiti duljinu kabla na svega 10-ak metara to ne bi imalo smisla. Umjesto toga, poveao se slot time na 512 bajta. Da bi se zadrala kompatibilnost s Ethernetom minimalna duljina paketa ostala je 64 bajta, ali se povealo "vrijeme nosioca" tzv. Carrier event. Ako je okvir krai od 512 bajtova, nadopunjuje se dodatnim simbolima (extension symbols). Taj postupak naziva se produljenje nosioca (Carrier Extension).

Slika 8. Carrier Extension (produljenje nosioca)

Kod Carrier extension-a pri slanju malih paketa moe doi do nepotrebnog slanja dodatnih 448 (od 512 bajta se oduzme duljina minimalnog paketa od 64 bajta) bajtova ukoliko je paket minimalne veliine. Na taj nain se uvelike smanjuje propusnost mree, pa je zbog toga kod slanja takvih paketa brzina Gigabitnog Etherneta neznatno vea u usporedbi s Fast Ethernetom. Kao rjeenje tog problema, ili barem velikog dijela tog problema, nastao je Packet bursting . Packet Bursting je postupak slanja malih paketa jedan za drugim unutar jednog otvora nosioca od 1500 bajta, tako da se propusnost viestruko poveava.

Slika 9. prikazuje Packet Bursting metodu

Carrier Extension i Packet Bursting samo su od znaaja kod half- duplex komunikacije. Niti jedna od ovih metoda nije potrebna za full- duplex nain rada jer se danas uglavnom koriste gigabitni switchevi koji razdvavaju domene kolizije.Full duplex nain rada standardiziran je od IEEE pod nazivom 802.3x. Omoguuje Ethernet mreni pristup i proirenje mree bez ogranienja koja bi nastala zbog CSMA/CD metode. Na taj nain se kapacitet mree moe u potpunosti iskoristiti.

3.4. GMII (GIGABIT MEDIA INDEPENDENT INTERFACE)

GMII je suelje izmeu MAC podsloja i fizikalnog sloja. To je proirenje MII (Media Independent Interface) suelja koj se koristi u Fast Ethernetu. Koristi isto suelje za upravljanje kao i MII. Pomou tog suelja bilo koji fizikalni sloj moe koristiti MAC podsloj, bez obzira na vrstu kabla i sl. Podrava 10, 100 i 1000 Mbit/s brzine prijenosa podataka.

Podrava half i full duplex komunikaciju. Podijeljen je na tri sloja: PCS (Physical Coding Sublayer), PMA (Physical Medium Attachment) i PMD (Physical Medium Dependent).

3.5. SLUAJEVI U KOJIMA SE GIGABITNI ETHERNET DANAS NAJEE UPOTREBLJAVA

Gigabitni Ethernet implementira se u mree gdje je potrebna velika propusnost. Da bi se moglo mreu nadograditi na Gigabitni Ethernet, potrebni su odreeni mreni ureaji (mrene kartica, switch) koji podravaju gigabitne brzine.

Nekoliko je najeih sluajeva za spajanje Gigabitnog Etherneta: sluaj gdje se Gigabitni Ethernet koristi izmeu servera i switcha izmeu switcha i switcha za nadogradnju okosnice, odnosno backbone mree za nadogradnju jakih osobnih raunalaSvaka od sljedeih slika prikazuje jedan od gore navedenih naina implementacije Gigabitnog Ethernet

Slika 10. prikazuje gigabitnu vezu izmeu servera i switcha

Slika 11. veza izmeu dva switcha

Slika 12. gigabitna veza izmeu jakih osobnih raunala

Slika 13. nadogradnja okosnice ili backbone mree3.6. PREDNOSTI GIGABITNOG ETHERNETA

Gigabitni Ethernet ima velike prednosti u odnosu na druge tehnologije, a osnovne prednosti su: omoguuje brzinu prijenosa od 1000 Mbit/s potpuno je kompatibilan s Ethernet (10 Mbit/s) i Brzim Ethernet (100 Mbit/s) mreama podrava vie vrsta prijenosnih medija omoguuje jednostavnu nadogradnju postojeih Ethernet i Brzih Ethernet mrea

3.7. NEDOSTACI GIGABITNOG ETHERNETA

Gigabitni Ethernet ima nedostatke:

nije izvorno dizajniran za podrku prometa u stvarnom vremenu (video, glas)

kod nadogradnje na Gigabitni Ethernet, potrebno je izmijeniti mrenu infrastrukturu (gigabitni switch, gigabitna mrena kartica..) , to za sobom povlai dodatne trokove

lako ga je prislukivati

lako je onesposobiti mreu

4. ZAKLJUAK

Ethernet je razvijen 1970., a danas predstavlja najraireniju mrenu tehnologiju u svijetu. Gigabit Ethernet je trea generacija Ethernet tehnologija koja nudi brzinu od 1000 Mbit/s. U potpunosti je kompatibilan sa postojeim Ethernet standardima i obeava besprijekornu migracija na viim brzinama. Postojea mrea moe nadograditi svoj rad na Gigabitni Ethernet bez potrebe za velikom promjenom postojeih instalacija, protokola ili aplikacija. Sa dananje perspektive, Gigabitni Ethernet najvie se koristi u veim tvrtkama za bri i bolji protok informacija i podataka kroz mreu.

5.LITERATURA

1. Leonardo Jelenkovi, Milan Kora, Dario Car; Sustavna programska potpora; Algebra; Zagreb, 2010.2. http://spvp.zesoi.fer.hr/seminari/2003/maric/gigabitni_ethernet.htm3. FER, eljko Ili: Gigabitni Ethernet4. Ethernet mrena arhitektura5. Wikipedija