Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội
3/29/2007 1 Công nghCông ngh ệệ Công nghCông ngh ệệ EthernetEthernet Fast EthernetFast Ethernet Giga EthernetGiga Ethernet Giga EthernetGiga Ethernet NhóNhóm sinh viên thm sinh viên thựực hic hiệệnn LLớớp đip điệện tn tử ử 7 7 KK 4848:: NguyNguyễễn Thn Thế ế Lâm Lâm TùTùngng NguyNguyễễn n HòHòa a BìBìnhnh Vũ Thị Vũ Thị LanLan 3/29/2007 2 11. . TTổổng quan vng quan về ề công nghcông nghệ ệ EthernetEthernet 22. Ethernet. Ethernet 33. Fast Ethernet. Fast Ethernet 44. Giga Ethernet. Giga Ethernet 11. . TTổổng quan vng quan về ề công nghcông nghệ ệ EthernetEthernet 22. Ethernet. Ethernet 33. Fast Ethernet. Fast Ethernet 44. Giga Ethernet. Giga Ethernet 3/29/2007 3 11. . TTổổng quan vng quan về ề công nghcông nghệ ệ EthernetEthernet 11 11 Quá trình phát triQuá trình phát triểểnn ểể 11 22 Các đCác đặặc đic đi ểể m cơ m cơ bảbản n củcủa côn g n g ha côn g n g hệ ệ EthernetEthernet 11 3 3 Ethernet MAC Sublayer ProtocolEthernet MAC Sublayer Protocol 11 4 4 CSMA/CDCSMA/CD Ư đƯ đ ểể ôhôh ệệ hh 11 55 Ư u đ i Ư u đ i ểể m c ô n g n gh m c ô n g n gh ệ ệ Et h ernetEt h ernet 11. . TTổổng quan vng quan về ề công nghcông nghệ ệ EthernetEthernet 11 11 Quá trình phát triQuá trình phát triểểnn ểể 11 22 Các đCác đặặc đic đi ểể m cơ m cơ bảbản n củcủa côn g n g ha côn g n g hệ ệ EthernetEthernet 11 3 3 Ethernet MAC Sublayer ProtocolEthernet MAC Sublayer Protocol 11 4 4 CSMA/CDCSMA/CD Ư đƯ đ ểể ôhôh ệệ hh 11 55 Ư u đ i Ư u đ i ểể m c ô n g n gh m c ô n g n gh ệ ệ Et h ernetEt h ernet 3/29/2007 4 11 11 Quá trình phát triQuá trình phát triểểnn ALOHANETALOHANET 19761976: : Abramson và David Bo gg đã thiAbramson và David Bo gg đã thi ếế t kt k ếế , , tritri ểể n khai n khai ầầ êê gggg ,, mạmạn g LAN đn g LAN đ ầầ u ti ê nu ti ê n DDựựa trên nguyên lý ba trên nguyên lý bứức c xạ xạ trtrườường đing điệện tn từừ, , hhệ ệ ththốống ng Ethernet ra đEthernet ra đờời sau hi sau hệ ệ ththốống truyng truyềền sóng Ete n sóng Ete (luminiferous ether)(luminiferous ether) Ethernet đEthernet đượược c cảcải thii thiệện trong n trong mạmạng ALOHANETng ALOHANET 19781978: : XeroxXerox, , DECDEC, , Intel đưa ra chuIntel đưa ra chuẩẩn cho n cho 1010 Mbps Mbps EthernetEthernet, , gọgọi là chui là chuẩẩn DIXn DIX 19831983: : chuchu ẩẩ n DIX cùn g vn DIX cùn g vớới i 22thay đthay đổổi i nhỏ nhỏ đã trđã trở ở thành thành chuchuẩẩn IEEE n IEEE 802802 33 Ethernet không ngEthernet không ngừừng đng đượược phát tric phát triểểnn, , vvớới các phiên i các phiên bảbản mn mớới i ở ở 100100Mbps, Mbps, 10001000Mbps và cao hơnMbps và cao hơn 11. . TTổổng quan vng quan về ề công nghcông nghệ ệ EthernetEthernet 11 11 Quá trình phát triQuá trình phát triểểnn ểể 11 22 Các đCác đặặc đic đi ểể m cơ m cơ bảbản n củcủa côn g n g ha côn g n g hệ ệ EthernetEthernet 11 3 3 Ethernet MAC Sublayer ProtocolEthernet MAC Sublayer Protocol 11 4 4 CSMA/CDCSMA/CD Ư đƯ đ ểể ôhôh ệệ hh 11 55 Ư u đ i Ư u đ i ểể m c ô n g n gh m c ô n g n gh ệ ệ Et h ernetEt h ernet 3/29/2007 5 11 22 Các đCác đặặc đic điểểm cơ m cơ bảbản n củcủa công a công nghnghệ ệ EthernetEthernet Ethernet đEthernet đượược thic thiếết kt kế ế ll ấấp vào p vào khoảkhoảng trng trốống ging giữữa các ca các cự ự l y dài tl y dài tốốc đc đ ộ ộ thth ấấ p và các p và các m ạ m ạ n g văn p hòn g tn g văn p hòn g tốốc đc đ ộ ộ cao ccao c ự ự yy ộộ pp ạạ g pgg pg ộộ ựự ly g ily g iớới i hạhạnn Ethernet là công nghEthernet là công nghệ mạệ mạng LAN sng LAN sử dụử dụng phương pháp ng phương pháp truy ctruy cậập dp dựựa vào sa vào sự ự tranh chtranh chấấp p để để cho phép máy tính cho phép máy tính chia chia sẻ sẻ các ngucác nguồồn tài nguyênn tài nguyên, , ggửửi các filei các file, , tài litài liệệu và u và chuychuyểển các thông đin các thông điệệp qua p qua mạmạng.ng. Ethernet phù hEthernet phù hợợp vp vớới môi tri môi trườường:ng: TruyTruy ềề ndnd ữữ lili ệệ utut ốố c đc đ ộộ caocao TruyTruy ềề n dn d ữ ữ lili ệệ u tu t ốố c đc đ ộ ộ caocao Tín hiTín hiệệu ru rờời i rạrạcc Hay không thHay không thườường xuyên có tng xuyên có tốốc đc độ ộ ddữ ữ liliệệu u ổổn đn địịnh caonh cao 11 22 Các đCác đặặc đic điểểm cơ m cơ bảbản n củcủa công a công nghnghệ ệ EthernetEthernet Tham chiTham chiếếu trên mô hình OSIu trên mô hình OSI: : Ethernet trEthernet trở ở thành giao thành giao thth ứứ cc củcủ aMACtronglaMACtrongl ớớ pp 22 (DataLink Layer)(DataLink Layer) thth ứứ c c củcủ a MAC trong la MAC trong l ớớ p p 2 2 (DataLink Layer)(DataLink Layer) 3/29/2007 6 11 22 Các đCác đặặc đic điểểm cơ m cơ bảbản n củcủa công a công nghnghệ ệ EthernetEthernet Tại lớp vật lý (lớp 1 của mô hình OSI), một thiết bị lớp v ậ tlýEthernet ( PHY ) k ế tn ố imôitr ườ ng truy ề nlàcáp v ậ t lý Ethernet ( PHY ) k ế t n ố i môi tr ườ ng truy ề n là cáp quang hay cáp đồng với lớp MAC thông qua Kiến trúc Ethernet chia lớp vật lý thành 3 lớp con: PMD: cung cấp kết nối vật lý và báo hiệu cho môi trường truyền, vd: các máy thu phát quang PMA ồ ãhó ( d d / ) à ộ PCS: g ồ m m ã hó a ( enco d in g , v d : 8B / 10B ) v à m ộ t serializer hay multiplexor (bộ dồn kênh) 11 22 Các đCác đặặc đic điểểm cơ m cơ bảbản n củcủa công a công nghnghệ ệ EthernetEthernet Ethernet sEthernet sử dụử dụng chung chuẩẩn IEEE n IEEE 802802 33 Ethernet sEthernet s ử dụử dụ ng cơ chng cơ ch ếế truy xutruy xu ấấ tt cảcả mnhmnh ậậ nsóngmangnsóngmang Ethernet sEthernet s ử dụử dụ ng cơ chng cơ ch ế ế truy xutruy xu ấấ t t cảcả m nhm nh ậậ n sóng mang n sóng mang có phát hicó phát hiệện đn đụụng đng độ ộ CSMA/CDCSMA/CD Công nghCông nghệ ệ Ethernet hiEthernet hiệện nay:n nay: 1010Mbps EthernetMbps Ethernet 100100Mbps: Fast EthernetMbps: Fast Ethernet 10001000Mbps: Giga EthernetMbps: Giga Ethernet 1010 Giga EthernetGiga Ethernet 1010 Giga EthernetGiga Ethernet 3/29/2007 7 11. . TTổổngng quanquan vvêề ̀ côngcông nghnghêệ ̣ EthernetEthernet 11 11 Quá trình phát triQuá trình phát triểểnn ểể 11 22 Các đCác đặặc đic đi ểể m cơ m cơ bảbản n củcủa côn g n g ha côn g n g hệ ệ EthernetEthernet 11 3 3 Ethernet MAC Sublayer ProtocolEthernet MAC Sublayer Protocol 11 4 4 CSMA/CDCSMA/CD Ư đƯ đ ểể ôhôh ệệ hh 11 55 Ư u đ i Ư u đ i ểể m c ô n g n gh m c ô n g n gh ệ ệ Et h ernetEt h ernet 11 3 3 Ethernet MAC Sublayer Ethernet MAC Sublayer ProtocolProtocol 22 bbướước mã hóa trong công nghc mã hóa trong công nghệ ệ Ethernet:Ethernet: óíóí ệệ Mã h ó a t í n hiMã h ó a t í n hi ệệ u (encodin g ), vd: u (encodin g ), vd: 88B/B/1010BB Mã hóa đMã hóa đườường dâyng dây 3/29/2007 8 11 3 3 Ethernet MAC Sublayer Ethernet MAC Sublayer ProtocolProtocol Cấu trúc khung dữ liệu: đồng nhất cho tất ả át ố đ ộ ủ Eth t c ả c á c t ố c đ ộ c ủ a Eth erne t : Preamble 7bytes SFD 1B DA 6B SA 2B L/T 2bytes Data+Pad Field 46-1500B FCS 1B 1.3 Ethernet MAC Sublayer 1.3 Ethernet MAC Sublayer ProtocolProtocol Preamble: Tín hiệu đồng bộ để bên thu đồng bộ tín hiệu với bên p hát. p SFD (Start of frame delimiter): Trường báo hiệu bắt đầu 1 MAC Frame. DA (Destination Address): Chứa địa chỉ MAC nguồn. SA (Sourse Address): Chứa địa chỉ MAC đích. L/T (Length of datafield): Chỉ ra độ dài của trường dữ liệu. Data+Pad Field: Có độ dài tùy ý, nội dung không được chỉ định. FCS (Frame Check Sequence): Mang các thông tin cho phép bên thu phát hiện và sửa lỗi. 3/29/2007 9 11. . TTổổng quan vng quan về ề công nghcông nghệ ệ EthernetEthernet 11 11 Quá trình phát triQuá trình phát triểểnn ểể 11 22 Các đCác đặặc đic đi ểể m cơ m cơ bảbản n củcủa côn g n g ha côn g n g hệ ệ EthernetEthernet 11 3 3 Ethernet MAC Sublayer ProtocolEthernet MAC Sublayer Protocol 11 4 4 CSMA/CDCSMA/CD Ư đƯ đ ểể ôhôh ệệ hh 11 55 Ư u đ i Ư u đ i ểể m c ô n g n gh m c ô n g n gh ệ ệ Et h ernetEt h ernet 1.4 CSMA/CD Ethernet sử dụng cơ chế truy cập ngẫu nhiên dựa trên s ự tranh ch ấ p : ự p Các trạm cạnh tranh với nhau để đạt được sự truy cập đến mạng Một tiến trình vốn được điều khiển bởi một sơ đồ kênh thống kê Một trạm lắng nghe mạng để xác định nó có rảnh hay không, sau khi cảm nhận rằng không có sự lưu thông trên dòng, trạm tự do truyền Nếu mạng đã đang được sử dụng, trạm sẽ thoát và được thử lại N ế hi ề ả h ậ ằ ả h à ề ả i ù N ế u n hi ề u trạm c ả m n h ậ n r ằ n g mạn g r ả n h v à truy ề n t ả i c ù n g một lúc, một sự xung đột xảy ra, mỗi trạm thoát để thử lại tại các khoảng thời gian xen kẽ 3/29/2007 10 1.4 CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access (CSMA): Má y tr ạ m ‘n g he’ tr ạ n g thái đườn g tru y ền trước khi tru y ền y ạ g ạ g gy y Nếu bận: đợi trong khoảng thời gian ngẫu nhiên hoặc t backoff đã được thiết lập Nếu rỗi: bắt đầu truyền t prop : thời gian truyền dẫn (do hiệu ứng capture channel) Nếu t prop >x (a>1), hiệu quả như ALOHA và slotted ALOHA 1.4 CSMA/CD 1-persistent CSMA throghput (most greedy) Bắt đầu tru y ền mỗi khi n g he th ấ y đườn g tru y ền rỗi y g y gy Thông lượng cao hơn ALOHA nếu a nhỏ và ngược lại Trễ nhỏ, hiệu quả thấp [...]... không nghe được tín hiệu Giải quyết: CSMA/CA 14 3/29/2007 1 Tổng quan về công nghệ Ethernet về nghệ 1.1 Quá trình phát triển triể 1.2 Các đặc điểm cơ bản của công nghệ đặ điể bản của nghệ Ethernet 1.3 Ethernet MAC Sublayer Protocol 1.4 CSMA/CD 1.5 Ư đ ểm công nghệ Ethernet Ưu đi điể ô nghệ h hệ h 1.5 Ưu điểm công nghệ Ethernet điể nghệ Đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của chuyển mạch gói cầ của chuyể mạch... 3/29/2007 4.1 Giga Ethernet Ứng dụng Giga Ethernet: Transparent LAN (TLAN) Service High-Speed Ethernet Internet Access Inter-POP Connectivity Storage Area Networks(SANs) Ethernet Virtual Private Lines Virtual Ethernet Rings Telemedicine 4 Giga Ethernet 4.1 Giga Ethernet 4.2 1 0Giga Ethernet 27 3/29/2007 4.2 1 0Giga Ethernet Tốc độ truyền dữ liệu cao: 10Gbps Mở rộng phạm vi ứng dụng của Ethernet như bao... song công, truyền lưu lượng 200Mbps dùng 2 cặp cáp xoắn, một cho truyền và một cho nhận nhận Có thể dùng STP hay UTP loại 5 5 100BASE-T4: Dùng 4 cặp cáp xoắn UTP loại 3,4 hay 5 20 3/29/2007 100Base-F Sử dụng cáp sợi quang Chiều dài lớn nhất của đoạn cáp: 2000m 1 2 3 4 Tổng quan về công nghệ Ethernet nghê Ethernet Fast Ethernet Giga Ethernet 21 3/29/2007 4 Giga Ethernet 4.1 Giga Ethernet 4.2 1 0Giga Ethernet. .. Tổng quan về công nghệ Ethernet nghê Ethernet Fast Ethernet Giga Ethernet 19 3/29/2007 3 Fast Ethernet Tốc độ truyền dữ liệu: 100Mbps Chuẩn IEEE 802.3u ẩ Có thể thực hiện ở chế độ song công, bán song công 2 loại cáp chuẩn cho Fast Ethernet: 100Base-T 100B T 100Base-F 100Base-T Sử dụng cáp đồng, UTP Chiều Chiề dài lớn nhất của đ lớ hất ủ đoạn cáp: 100 á 100m 100Base-TX: Chế độ bán song công truyền lưu... Ethernet 4.2 1 0Giga Ethernet 4 Giga Ethernet 4.1 Giga Ethernet 4.2 1 0Giga Ethernet 22 3/29/2007 4.1 Giga Ethernet Có tốc độ truyền dữ liệ̣u cao: 1 Gbps Ứng dụng trong mạng LAN WAN LAN, Độ dài cáp của toàn bộ mạng lên tới 5km Kích thước mỗi gói tin: 64 – 1,514 bytes 2 phương thức hoạt động: ̣ Song công (full-duplex) Bán song công (half duplex) (half-duplex) 4.1 Giga Ethernet Full-duplex: Cho phép... giản đặ bảo đố giản Đáp ứng yêu cầu ngày càng tăng của thị trường băng cầ của trường thông rộng rộ ⇒ Công nghệ Ethernet ngày càng được sử nghệ được sử dụng nhiề dụng nhiều trong các hệ thống mạng hệ thố mạng 15 3/29/2007 1 2 3 4 Tổng quan về công nghệ Ethernet nghê Ethernet Fast Ethernet Giga Ethernet 2 Ethernet Sử dụng chuẩn IEEE 802.3 dụng chuẩ 802 4 loại chuẩn cáp sử dụng có băng thông loại chuẩ sử... với chuyển mạch khác Giao thức CSMA/CD không được sử dụng 23 3/29/2007 4.1 Giga Ethernet Half-duplex: Việc truyền và nhận tín hiệu không đồng thời Sử dụng kết nối máy tính với 1 hub Sử dụng giao thức CSMA/CD 4.1 Giga Ethernet Các chuẩn cho cáp xoắn kết nối Giga Ethernet 1000Base-T 1000Base-X Các chuẩn cho cáp quang kết nối Giaga Ethernet 1000Base-LX 1000Base-SX 24 3/29/2007 1000Base-T Chuẩn IEEE 802.3ab... như bao gồm cả các liên kết tương thích mạng WAN Chỉ được thực hiện trên cáp sợi quang (SMF,MMF) Chỉ hoạt động trong chế độ song công toàn phần (fullduplex mode), nên không sử dụng đến giao thức CSMA/CD Có khả năng dễ dà chuyển sang chuẩn mới ó ă dàng h ể h ẩ ớ 4.2 1 0Giga Ethernet Sử dụng chuẩn IEEE 802.3ae* Chuẩn IEEE 802 3ae* định nghĩa 2 kiểu PHY: PHY LAN 802.3ae* và PHY WAN, cung cấp cùng chức năng... năng mở rộng trong PCS cho phép kết nối với một số mạng khác Mở rộng phạm vi kết nối của SMF Kích thước mỗi gói tin: 64 – 1,518 bytes Các bước sóng truyền: 850nm, 1310nm, 1550nm 28 3/29/2007 Ứng dụng 1 0Giga Ethernet High speed Internet access Corporate LAN interconnection Back-end server connections Inter-and-intra POP connections … 29 ... CSMA/CD model Xung đột có thể phát hiện và giải quyết sau 2tprop p p Tạo các khe thời gian với độ dài 2tprop trong khoảng thời gian tranh chấp của các trạm cùng có yêu cầu truyền Xác suất truyền thành công của 1 trong n trạm: Psuccess= np(1-p)n-1 Lấy đạo hàm 2 vế: Pmaxsuccess=(1-1/n)n-1 1/Pmaxsuccess=e=2.718: số khe thời gian trung bình để giải quyết tranh chấp Thời gian tranh chấp trung bình: 2tprope . 3/29/2007 1 Công nghCông ngh ệệ Công nghCông ngh ệệ EthernetEthernet Fast EthernetFast Ethernet Giga EthernetGiga Ethernet Giga EthernetGiga Ethernet NhóNhóm sinh viên. quan về ề công nghcông nghệ ệ EthernetEthernet 22. Ethernet. Ethernet 33. Fast Ethernet. Fast Ethernet 44. Giga Ethernet. Giga Ethernet 11. . TTổổng quan vng quan về ề công nghcông nghệ ệ EthernetEthernet 22 EthernetEthernet 22. Ethernet. Ethernet 33. Fast Ethernet. Fast Ethernet 44. Giga Ethernet. Giga Ethernet 3/29/2007 3 11. . TTổổng quan vng quan về ề công nghcông nghệ ệ EthernetEthernet 11 11 Quá trình