Công nghệ ethernet, fast ethernet, giga ethernet DT8 Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội
1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỐI Khoa ĐiệnTử Viễn Thông MÔN HỌC MẠNG MÁY TÍNH Đề Tài : Ethernet , Fast Ethernet , Gigabit Ethernet Đỗ Xuân Diễn- PhạmVăn Minh- Vũ HữuPhương Điệntử 8 khóa 48 Hà Nội 3/2007 Những nội dung chính 1. Nềntảng công nghệ 2. Tóm tắtlịch sử 3. Các thành phầncủamạng Ethernet 4. Mô hình topo và cấutrúccủamạng Ethernet 5. Quan hệ logic của IEEE 802.3 với mô hình tham chiếu OSI 6. Lớp con MAC của Ethernet 7. Các tầng vậtlýcủa Ethernet 8. Các vấn đề liên quan đếnhệ thống 9. Tổng kết 2 Mục đích Các định dạng khung MAC ( Media Access Control) tuỳ chọnvàyêucầu, mục đích và các yêu cầuvề tương thích. Liệtkêcáctầng vậtlýkhácnhaucủa Ethernet, các thủ tụcbáohiệu, và các yêu cầu/ hạn định củamôitrường kếtnối Mô tả sự thoả hiệp liên quan đếnviệcthực thi hoặc nâng cấp các mạng LAN Ethernet- lựachọndữ liệu, các chế độ hoạt động và thiếtbị mạng. 1. Nềntảng công nghệ Thuậtngữ Ethernet ám chỉ đếnhọ các sảnphẩmcủa mạng LAN đượcchuẩn hoá theo IEEE 802.3 thường đượcbiết đếnnhư là giao thứcCSMA/CD Ethernet hiện nay hoạt động với3 tốc độ dữ liệu đối với cáp quang và cáp xoắnkép. y 10 Mbps – 10 Base –T Ethernet y 100 Mbps –Fast Ethernet y 1000 Mbps – Gigabit Ethernet Ethernet 10-Gigabit đang đượcpháttriển, theo chuẩn IEEE 802.3ae là chuẩnphụ củachuẩn IEEE 802.3 3 1. Nềntảng công nghệ Các đặctínhcủamạng Ethernet y Nó cho phép dễ dàng hiểu, thực thi, quảnlývàbảo dưỡng y Cho phép triển khai mạng giá rẻ y Cho phép cài đặtmạng mộtcáchlinhhoạt theo cấu trúc topo mở rộng y Đảmbảochosự kếtnối bên trong thành công và hoạt động củacácsảnphẩm. 2. Tóm tắtlịch sử 4 3. Các thành phầncủamạng Ethernet LAN Ethernet bao gồm các nút mạng và môi trường kết nối bên trong. Các nút mạng được chia làm 2 lớp chính y Thiếtbị đầucuốidữ liệu: Các thiếtbị mà nó là nguồnhoặc đích củacáckhungdữ liệu. Các DTE thông thường là các máytínhcánhân, máytrạm, file servers, hay print servers, như là một nhóm, nó thường đượcxemnhư là các trạm cuối. y Thiếtbị giao tiếpdữ liệu (DCE): Các thiếtbị mạng trung gian mà nó nhậnvàtruyềndữ liệuqua mạng. Các DCE có thể là các thiếtbị độclậpnhư là bộ lặp, các chuyểnmạch mạng và các bộ định tuyến (rounter) hoặclàcácđơnvị giao tiếptruyền thông như là các (interface) card, hay modem. 3. Các thành phầncủamạng Ethernet 5 3. Các thành phầncủamạng Ethernet Các loại cáp thông thường dùng trong mạng Ethernet y Cáp xoắn kép không có vỏ bọc(UTP) y Cáp xoắnképcóvỏ bọc (STP) y Cáp quang 4.Mô hình topo và cấutrúccủamạng Ethernet Kếtnốitrongmạng Ethernet là kếtnối điểm- điểm Có 3 dạng kếtnối y DTE – DTE y DTE - DCE y DCE - DCE 6 4.Mô hình topo và cấutrúccủamạng Ethernet Các mạng Ethernet ban đầu đượctriểnkhaivớicấu trức bus đồng trục Chiềudàitối đamỗi đoạnlà500m Số máy trạmcóthể kếtnốimỗi đoạncóthể lên đến 100 Số lượng DTE không vượt quá 1024 Khoảng cách lớnnhấtgiữahaimáytrạm không vượt quá giá trị quy định 4.Mô hình topo và cấutrúccủamạng Ethernet 7 4.Mô hình topo và cấutrúccủamạng Ethernet Từ những năm 1990, cấuhìnhmạng được chọnlàmôhìnhtopohìnhsao. Trung tâm mạng là mộtbộ lặp nhiềucổng hoặclàcácchuyềnmạch mạng 5. Quan hệ logic của IEEE 802.3 với mô hình tham chiếuOSI 8 5. Quan hệ logic của IEEE 802.3 với mô hình tham chiếuOSI Lớp con MAC-client có thể là y Điềukhiểnkếtnối logic (LLC), nếukhối đó là DTE, cho phép giao tiếpgiữa MAC Ethernet và các tầng trên theo nhóm giao thứccủatrạmcuối. y Thựcthể bắccầu, nếukhối là DCE. Thựcthể bắccầu chophépgiaotiếpgiữahaimạng LAN với nhau mà sử dụng cùng mộtgiaothức, hoặckhácgiaothức. 5. Quan hệ logic của IEEE 802.3 với mô hình tham chiếuOSI 9 5.1 Định dạng khung Ethernet cơ bản Preamble (PRE): Là mộtmẫu xen kẽ các bit 0 và 1 để báo cho trạm thu có một khung đang đến, đồng bộ hoá các phần khung đượctầng vậtlýtiếpnhậnvớiluồng bit đến. Sart-of-frame delimiter (SOF): Là mộtmẫu xen kẽ các bit 0 và 1 kếtthúcbởi 2 bit 1 liên tiếpbiểuthị rằng bit tiếp theo là bit ngoài cùng bên trái của byte ngoài cùng bên trái của địachỉ đích. 5.1 Định dạng khung Ethernet cơ bản 10 5.1 Định dạng khung Ethernet cơ bản Destination address ( DA): Chỉ ra đích của khung. Bít trái ngoài cùng 0 địachỉ là đơnvà1 địachỉ là nhóm. Bit trái thứ 2 : 1 trong phạmvi nộibộ, 0 ngoài phạmvi nộibộ. 46 bit còn lại đượcgángiátrị duy nhấtchỉ ra mộttrạm đơn, một nhóm hoặctấtcả các trạmtrênmạng. Source address (SA): Chỉ ra trạmgửi. SA luôn là một địachỉ riêng biệt và bit trái ngoài cùng luôn bằng 0. Length/Type : Chỉ ra số byte dữ liệucủa MAC-client được chứa trong trường dữ liệucủa khung hoặcID củakiểu khung nếu khung đượctạo thành bằng cách sử dụng một định dạng tuỳ chọn. Giá trị củatrường Length/Type (m) y Nếum ≥1500, số byte LLC trong trường dữ liệu=m y Nếu m >1536, thì khung có kiểutuỳ chọn, và m chỉ ra dạng cụ thể của khung đang đượcgửihoặcnhận 5.1 Định dạng khung Ethernet cơ bản Data: Là mộtchuỗi n byte, vớin≤ 1500. Nếuchiềudài trường dữ liệu <46, trường dữ liệu thêm vào một trưòng Pad để chiềudàitrường dữ liệu là 46 byte. Frame check sequence (FCS): Chuỗichứamộtgiátrị kiểm độ dư vòng (CRC) 32 bit , nó đượctạorabởi MAC gửivàđượctínhtoánlạibởi MAC nhận để kiểm tra các khung hỏng. FCS đượcphátđi thông qua các trường DA, SA, Length/Type và Data. [...]... 10-Mbps Ethernet – 10 Base-T 10 Base T cho phép truyền chuỗi bit 10 Mbps trên 2 cáp UTP sử dụng mã hoá Manchester Mặc dù chuẩn được thiết kế để truyền trên cap điện thoại thông thường nhưng cấu hình kết nối 6.4 100 Mbps- Fast Ethernet Có 3 chuẩn tầng vật lý riêng biệt cho 100 Mbps thông qua cáp UTP: là 100 Base – TX năm 1995 100 Base – T4 năm 1995 100 Base – T2 năm 1997 18 6.4 100 Mbps- Fast Ethernet. .. các luồng dữ liệu di chuyển ngược hướng trên cùng cặp dây là không phối hợp được 24 6.4.3 100Base-T2 6.5 1000 Mbps –Gigabit Ethernet 25 6.5.1 1000Base-T 1000Base-T cho phép truyền song công trên 4 cặp cáp UTP Catogory 5 hoặc tốt hơn 1000Base- T lá sự phát triển từ sự tầng vật lý của Fast Ethernet 1000Base-T sử dụng kiểu mã hoá FEC 4D, 8-State trong đó 4 kí hiệu PAM5 được gửi tại cùng thời điểm trên 4... phát triển với 2 mục đích Cho phép truyền dữ liểu trên cặp cáp Catogory 3 hoặc tốt hơn Hỗ trợ cả truyền song công và bán song công 100 Base –T2 sử dụng một kiểu truyền tín hiệu khác so với bất kỳ mạng Ethernet dùng cắp xoắn kép nào trước đó 23 6.4.3 100Base-T2 6.4.3 100Base-T2 Truyền dẫn song công kép ở băng tần cơ sở yêu cầu các NIC hoạt động ở chế độ master/slave loop-timing Việc mã hoá trộn dữ liệu... 1000Base-T 6.5.2 1000Base-X Cả 3 phiên bản 1000 Base-X đều hỗ trợ truyền song công với tốc độ 1250 Mbps trên 2 sợi cáp quang hoặc 2 cặp cáp đồng STP Sử dụng phương pháp mã hoá 8B/10B Tầng vật lý hỗ trợ cả 2 phương pháp truyền song công và bán song công 27 6.5.2 1000Base-X 7 Các vấn đề liên quan đến hệ thống 28 7.1 Lựa chọn các chuẩn Ethernet sử dụng UTP và loại môi trường Các NIC sủ dụng UTP đều hỗ trợ 10... bắt đầu ngay khi các khung đã sẵn sàng Hạn chế duy nhất là phải có một khoảng giữa các khung khi truyền 5.2.1Truyền bán song công và phương thức truy nhập CSMA/CD Định dạng khung MAC với trường mở rộng cho truyền Gigabit 12 5.2.3 Điều khiển luồng Khi hoạt động truyền dẫn song công nếu node nhận trở nên tắc nghẽn thì node nhận sẽ tự động gửi một khung báo dừng tới node truyền Khi tắc nghẽn được khai... 802.3 và mô hình tham chiếu OSI Lớp con Reconciliation và MII( hoặc GMII cho Gigabit Ethernet) cho phép kết nối giữa MAC và các lớp con phụ thuộc môi trường MII và GMII được đặc trưng bởi đường đữ liệu truyền dẫn Lớp con Reconciliation và MII là chung cho các tốc độ truyền khác nhau và được định cấu hình cho hoạt động song công từ phiên bản 10 Base-T trở về trước PCS cho phép mã hoá, multiplexing và... thời điểm thì các dòng bit từ các trạm phát sẽ xung đột với các dòng bit khác, như vậy cả 2 đường truyền này sẽ không thành công Khi đó mỗi trạm phát phải có khả năng nhận biết rằng một xung đột đã xảy ra trước khi nó hoàn thành việc truyền 11 5.2.2 Truyền song công Truyền song công cho phép truyền đồng thời theo 2 hướng trên kết nối điểm điểm Nó không chứa tranh chấp môi trường, không xung đột, không... đang đến bị coi là không hợp lệ 6.4.2 100 Base-T4 100 Base T4 sử dụng 4 cặp trong UTP Category 5 hoặc tốt hơn Hai cặp hoạt động bán song công và có thể hỗ trợ truyền dẫn theo hướng này hay hướng khác nhưng chỉ có một hướng trong một thời điểm Hai cặp còn lại truyền đơn công và chỉ truyền theo một hưóng duy nhất 21 6.4.2 100 Base-T4 6.4.2 100 Base-T4 100 Base –T4 mã hoá 8B6T, mỗi byte xắp xếp thành một... VLAN Nếu MAC được cài đặt trong một trạm cuối thì nó xoá 4 byte VLAN header và xử lý khung như thông thường 6.1 Mã hoá tín hiêu truyền Các mạng Ethernet từ 10Base –T trở về trước sử dụng phương pháp mã hoá Manchester 15 6.1 Mã hoá tín hiêu truyền Các phiên bản Ethernet sau đó sử dụng các phương pháp mã hoá khác nhau: Trộn dữ liệu: Một thủ tục trộn các bit trong byte dữ liệu theo thứ tự và có thể khôi... trường dữ liệu Nếu số byte . Ethernet y 100 Mbps Fast Ethernet y 1000 Mbps – Gigabit Ethernet Ethernet 10-Gigabit đang đượcpháttriển, theo chuẩn IEEE 802.3ae là chuẩnphụ củachuẩn IEEE 802.3 3 1. Nềntảng công nghệ Các đặctínhcủamạng. TÍNH Đề Tài : Ethernet , Fast Ethernet , Gigabit Ethernet Đỗ Xuân Diễn- PhạmVăn Minh- Vũ HữuPhương Điệntử 8 khóa 48 Hà Nội 3/2007 Những nội dung chính 1. Nềntảng công nghệ 2. Tóm tắtlịch sử 3 truyềnnàysẽ không thành công. Khi đómỗitrạm phát phảicókhả năng nhậnbiếtrằng mộtxungđột đãxảyratrướckhi nó hoàn thành việctruyền. 12 5.2.2 Truyền song công Truyền song công cho phép truyền đồng