Ethernet. Značení Verze Typy 10 Mb/s 100 Mb/s 1000 Mb/s. Josef J. Horálek, Soňa Neradová IPS1 - Přednáška č.4

Transkript

1 Přednáška č.4

2 Ethernet Značení Verze Typy 10 Mb/s 100 Mb/s 1000 Mb/s

3 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 )

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

5 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.

6 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 Base-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.

7

8 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

9 tenký koaxiální kabel - masové využívání Ethernetu přímé propojování pomocí BNC (Bayonet Neill- Concelman) kabel tvořící sběrnici zakončen odpory 50Ω zpětná kompatibilita BNC/AUI převodník

10 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.

11 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

12 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

13 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.

14 Strukturovaná kabeláž Každá zásuvka je propojena s rozvaděčem samostatným kabelem Možné využití i pro jiné účely (telefon, SAN, ) spoj maximálně 100 metrů ( na propojku) Kabely mohou být: nestíněné (UTP - Unshielded Twisted Pair) stíněné (STP - Shielded Twisted Pair) odolnější proti rušení.

15 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 akceptován systém 100BaseT, který oproti 100VG-AnyLAN podporuje nejen typy rámců Ethernetu, ale i vlastní přístupovou metodu CSMA/CD. Následně dne 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

16 100BASE-TX 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. 100BASE-T4 Používá 4 kroucené páry kategorie 3. Jeden na vysílání, jeden pro příjem a zbylé dva přepíná dle objednávky. 100BASE-T2 Používá dva metalické páry.

17 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

18 standard IEEE z roku 2005

19 1000BASE-SX 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 1000BASE-LX Používá nm RMS na vzdálenost 2 km (9 µm singlemode) Mnoho výrobců garantuje km Může pracovat i s multimódem s maximálním segmentem 550 m 1000BASE-ZX a 1000BASE-LH Akceptovaný non-standard používající 1550 nm single-mode pro vzdálenosti cca 70 km

20 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

21 1000BASE-T (IEEE 802.3ab) Standard pro metalickou kabeláž Category 5 cable (100BASE- TX), 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

22

23 Konec