Local Area Network pps

8/2006 Chủ đề Local Area Network Chủ đề Tổng quan mạng LAN • Đặc điểm LAN  Tốc độ cao: Tốc độ truyền dẫn lên tới vài chục Mbps  Giới hạn khoảng cách: Không vài km  Mạng riêng cục  Xây dựng sở chia sẻ môi trường: Broadcasting packets • Ứng dụng LAN  Office LANs  Backbone LAN: Kết nối mạng LAN tốc độ thấp  Storage area networks: Chia sẻ thiết bị lưu trữ mạng tốc độ cao Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề • Cấu trúc LAN  Môi trường truyền dẫn  Network Interface Card (NIC)  Mỗi NIC có địa vật lý Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Cấu trúc transceiver magnetic Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề • Open System for Inter-connection (OSI)  Mơ hình tầng International Standard Organization (ISO)  Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE): chuẩn công nghệ cao IEEE 802.11 Network Layer LLC OSI Network Layer 802.2 Logical Link Control Data Link Layer MAC Physical Layer 802.3 802.5 CSMA-CD Token Ring 802.11 WLAN Various Physical Layer Hanoi University of Technology Other LAN Physical Layer Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề • MAC sublayer  IEEE 802.1: Data Link Layer (DLL) chia thành: o MAC sublayer  Điều khiển truy nhập môi trường  Cung cấp dịch vụ truyền khung không liên kết  Các trạm phân biệt qua địa vật lý MAC  Broadcast khung với địa MAC o Logical Link Control (LLC) sublayer  Cung cấp giao diện tầng Network MAC sublayer (OSI) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề • LLC sublayer  IEEE 802.2: LLC nâng cấp dịch vụ MAC cung cấp A B Reliable Datagram Service A Unreliable Datagram Service B LLC LLC LLC MAC MAC MAC MAC MAC MAC PHY PHY PHY PHY PHY PHY Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề • LLC Services  Type 1: Unacknowledged connectionless service o Unnumbered frame mode of HDLC (High-level Datalink Link Control)  Type 2: Reliable connection-oriented service o Asynchronous balanced mode of HDLC  Type 3: Acknowledged connectionless service  Additional addressing o Một trạm có địa vật lý MAC o Cung cấp liên kết logic, phân biệt SAP (Service Access Point) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề • Cấu trúc LLC Protocol Data Unit (PDU) byte byte byte Destination Source Control SAP Address SAP Address I/G bit C/R bit I/G: Individual or group address C/R: Command or response frame Hanoi University of Technology Information bit bit SAP address:  06: IP packet  E0: Novel IPX  FE: OSI packet  AA: Subnetwork Access Protocol (SNAP) Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề • Đóng gói MAC frame IP Packet LLC Header MAC Header Hanoi University of Technology IP Data FCS Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề Ethernet • Lịch sử phát triển  1970: radio network ALOHA in Hawaii  1973: Metcaff Boggs phát minh Ethernet, random access, wired net  1979: DIX (Digital, Intel Xerox ) Ethernet II standard 10 Mbps  1985: IEEE 802.3 LAN 10 Mbps  1995: Fast Ethernet 100 Mbps  1998: Gigabit Ethernet  2002: 10 Gigabit Ethernet Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Typical Ethernet Deployment Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề 802.11 Wireless LAN • Wireless data communications  Wireless communication có nhiều triển vọng o Dễ triển khai, giá thành thấp o Có khả truy nhập thông tin mạng nơi o Hỗ trợ thiết bị cá nhân o Cơng suất tín hiệu thay đổi theo khơng gian thời gian o Tín hiệu bị truy nhập trái phép o Phổ tín hiệu bị giới hạn thường điều chỉnh  Ad hoc networks o Kết hợp tạm thời nhóm máy trạm có yêu cầu  Các trạm cần trao đổi nằm phạm vi truy nhập  Ví dụ: distributed computer games Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Tại CSMA-CD áp dụng cho WLAN? o Khó phát xung đột mơi trường vơ tuyến o Transmitted power có khả lấn át received power nên huỷ bỏ phiên truyền dẫn có xung đột o Can nhiễu trạm mạng LAN khác sử dụng CSMA-CD o Hidden-station problem  trạm muốn trao đổi tin với trạm nằm chúng  trạm khoảng cách tương đối xa, khơng nghe tín hiệu  Giải quyết: CSMA-CA (Collision Avoidance) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  CSMA-CA Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  IEEE 802.11 Wireless LAN o US Industrial, Scientific, Medical (ISM) allocation of spectrum  902-928 MHz, 2,4 – 2,4835 GHz, 5,725 – 5,850 GHz  HIPER LAN châu Âu - mạng WLAN 20 Mbps GHz o Ad hoc & infrastructure networks, MAC cho WLAN tốc độ cao, tầng vật lý o Basic Service Set (BSS)  Group of stations that coordinate their access using a given instance of MAC  Located in Basic Service Area (BSA)  Stations in BSS can communicate with each other o Extended Service Set (ESS)  Multiple BSS interconnected by Distribution System (DS)  Each BSS is a cell and stations in BSS communicate with AP Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Infrastructure network o Permanent access points Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Dịch vụ phân tán (Distribution services) o Các trạm bên BSS trao đổi tin trực tiếp với o DS cung cấp dịch vụ  Truyền MAC SDU AP ESS  Truyền MSDU cổng BSS ES  Truyền MSDU trạm BSS  Dịch vụ (Infrastructure services) o Chọn tạo liên kết với AP, truyền/nhận khung qua AP DS o Tạo liên kết di chuyển AP o Hủy liên kết o Authentication service o Privacy services Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  IEEE 802.11 MAC o Nhiệm vụ lớp MAC  Truy nhập kênh  Địa hóa cho PDU, định dạng kiểm sốt lỗi  Fragmentation resemble MAC PDU o Các dịch vụ bảo mật MAC  Authentication privacy o Các dịch vụ quản lý MAC  Roaming bên ESS  Power management Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Distributed Coordination Function (DCF) o Cung cấp dịch vụ truy nhập  Asynchronous best-effort data transfer  Tất trạm tranh chấp truy nhập đường truyền o CSMA-CA  Các trạm sẵn sàng đợi kết thúc phiên truyền dẫn  Tất trạm phải đợi Interframe Space (IFS) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Các mức ưu tiên khoảng IFS o Các khung với mức ưu tiên cao đợi short IFS (SIFS)  ACK, CTS, khung liệu MSDU phân đoạn o PCF IFS (PIFS) để khởi tạo Contention-Free Periods o DCF IFS (DIFS) để truyền liệu MPDU Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Cơ chế tranh chấp backoff o Nếu kênh truyền idle sau DIFS, trạm truyền MPDU o Nếu kênh truyền busy trước DIFS, trạm phải thay đổi t backoff trước nghe đường truyền  tbackoff số khe thời gian tranh chấp  Một trạm tham gia tranh chấp đường truyền sau t backoff o Một trạm phải xác định tbackoff trước bắt đầu phiên truyền dẫn Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Physical layers LLC PDU LLC LLC Header PLCP Preamble PLCP Header Data CRC MAC layer Physical layer convergence procedure Physical medium dependent PLCP PDU  IEEE 802.11 physical layer options Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Một số mơ hình phát triển mạng WLAN Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề  Một số mơ hình phát triển mạng WLAN Wireless Ethernet Bridge PVC Thinnet Cable BNC T Connector Cat5 UTP Cable 10 Base-T Ethernet Hub Hanoi University of Technology Outdoor Antenna Thin Ethernet Network Card 50 Ohm Terminator Cat5 Patch Cables 10 10 Base-T Network Card Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề Tổng kết • Local area network o IEEE 802: LAN  802.1: DLL chia thành MAC LLC  802.2: LLC  802.3: Ethernet LAN with CSMA-CD  802.4: Token bus  802.5: Token ring  802.11: Wi-Fi  802.16: WiMAX o Ethernet, fast ethernet o Wireless LAN o Một số phương pháp thiết kế mạng LAN WLAN Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications ... Antenna Thin Ethernet Network Card 50 Ohm Terminator Cat5 Patch Cables 10 10 Base-T Network Card Faculty of Electronics and Telecommunications 8/2006 Chủ đề Tổng kết • Local area network o IEEE 802:... FDX mode only o Frame structure preserved o LAN PHY for local network applications o WAN PHY for wide area interconnection o High speed, local backbone interconnection between large scale switches... infrastructure networks, MAC cho WLAN tốc độ cao, tầng vật lý o Basic Service Set (BSS)  Group of stations that coordinate their access using a given instance of MAC  Located in Basic Service Area (BSA)