Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Sieci lokalne – architektury, topologie, model warstwowy Ryszard Wiatr Przedmiot: Sieci komputerowe Wykład 2.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Sieci lokalne – architektury, topologie, model warstwowy Ryszard Wiatr Przedmiot: Sieci komputerowe Wykład 2."— Zapis prezentacji:

1 Sieci lokalne – architektury, topologie, model warstwowy Ryszard Wiatr Przedmiot: Sieci komputerowe Wykład 2

2 Sieci lokalne – główne pojęcia Architektura sieci – struktura sieci zdefiniowana przez zastosowane przy jej tworzeniu standardy i protokoły Topologia sieci – fizyczna konstrukcja sieci, układ nośnika sygnału - okablowania Protokół – zbiór zasad, według którego wykonywane są pewne funkcje i usługi

3 Warstwa fizyczna Warstwa łącza danych Warstwa sieciowa Warstwa transportowa Warstwa sesji Warstwa prezentacji Warstwa aplikacji Góra Dół Budowanie sieci na podstawie standardów - to układanie protokołów w warstwy w celu utworzenia architektury sieci Różnorodność protokołów - potrzeba opracowania standardu niezależnego od producenta

4 Cele architektur sieci Łatwość zestawiania połączeń Modułowość Łatwość implementacji Łatwość używania Niezawodność Łatwość modyfikacji

5 Topologia MAGISTRALI LINIOWEJ np. gruby Ethernet (10Base5), cienki Ethernet (10Base2) terminal 50 Ω kabel koncentryczny serwer stacje robocze

6 Topologia GWIAZDY koncentrator np. ETHERNET 10Base-T (skrętka)

7 Topologia Pierścienia np. FDDI, Token Ring dane

8 TopologiaZaletyWady Magistrala liniowa Gwiazda Pierścień Drzewo Najmniejsza długość kabla Prosty układ okablowania Prostota, a więc niezawodność Łatwe rozszerzanie sieci Układ okablowania łatwy do modyfikowania Łatwość dodawania następnych stacji Łatwa lokalizacja i diagnostyka problemów Mniejsza całkowita długość kabla Nie wymaga wydzielonego miejsca do łączenia wszystkich kabli Łatwa rozbudowa sieci Łatwa lokalizacja awarii Utrudniona lokalizacja błędów i diagnostyka Wymagana duża ilość kabla, a więc wzrost kosztów Centralny hub jest punktem, którego awaria może wywołać awarię całej sieci Awaria pojedynczego miejsca wywołuje awarię całej sieci Trudniejsza lokalizacja i diagnostyka awarii Modyfikacja sieci wymaga jej wyłączenia Cała struktura uzależniona od głównego pnia drzewa Pierścieniowo- gwiaździsta Łatwa lokalizacja błędów Konstrukcja modułowa umożliwia rozbudowę Skomplikowane konfigurowanie sieci Złożony system okablowania

9 Topologia PIERŚCIENIOWO-GWIAŹDZISTA Jednostka MAU gwiazda RI RO RI - Ring Input RO – Ring Output RI RO

10 Organizacje definiujące standardy CCITT (Consultative Committee on International Telegraphy and Telephony) – standardy X.25. X.400, X.500, X.75 ISO – (International Standards Organization) - model warstwowy OSI rok 1946, siedziba w Genewie IEEE – (Institute of Electrical and Electronics Engineers) - zestaw standardów IEEE 802 ANSI – (American National Standards Institute) - uczestniczy w pracach organizacji ustan. standardy globalne IEC – (Iinternational Electrotechnical Commission) - rok 1909, siedziba w Genewie IAB – (Internet Architectura Board) - bada nowe technologie dot. Internetu

11 Metody dostępu CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Każda stacja dokonuje detekcji ruchu w sieci i transmituje dane, gdy sieć jest wolna Przekazywanie znacznika (token) Dane może transmitować ta stacja, która aktualnie posiada znacznik, przekazywany od stacji do stacji Odpytywanie (polling) Przydzielaniem prawa do transmisji zajmuje się urządzenie centralne, komunikujące się kolejno ze stacjami

12 Protokoły komunikacyjne - przykłady IBM - zestaw protokołów NETBIOS Novell - własna wersja protokołu XNS firmy Xerox Sun Microsystems - zestaw protokołów TOPS Microsoft - NetBEUI, własna implementacja protokołu NETBIOS zestaw protokołów TCP/IP - opracowany w departamencie obrony USA dla sieci Arpanet

13 Ethernet Opracowany w latach 60-tych na Uniwersytecie Hawajskim (gdzie opracowano metodę dostępu CSMA/CD), udoskonalona przez firmę Xerox w r. 1972, od 1982 standard IEEE Przepustowość 10/100/1000 Mb/s Zdolność używania różnych protokołów komunikacyjnych, w szczególności TCP/IP Topologia magistrali liniowej, gwiazdy lub drzewa, możliwość podziału sieci na segmenty przy pomocy mostów i przełączników

14 Ethernet - rodzaje okablowania 10BASE2 – cienki Ethernet maksymalna długość segmentu ok. 185 m maksymalna ilość węzłów – 30 maksymalna ilość segmentów BASE5 – gruby Ethernet maksymalna długość segmentu ok. 500 m maksymalna ilość węzłów BASE-T – skrętka nieekranowana UTP maksymalna długość odcinka kabla 100 m maksymalna ilość węzłów - 100

15 Wtyk RJ45 Przejściówka realizująca przeplot

16

17 repeater 1 segment magistrali 2 segment magistrali 3 segment magistrali 4 segment magistrali Ethernet - podział magistrali na segmenty Terminator 50 Ω Trójnik BNC maksimum 5 segmentów repeater (wzmacniak) generuje sygnał na nowo

18 Warstwa fizyczna Warstwa łącza danych Warstwa sieciowa Warstwa transportowa Warstwa sesji Warstwa prezentacji Warstwa aplikacji Warstwa dostępu do sieci Warstwa transportowa Warstwa sieciowa (Internetu) Telnet FTP HTTP SMTP POP DNS NFS SNMP RIP TCPUDP IPICMP ARP CSMA/CD Ethernet SLIP PPP Token Ring FDDI inne… Model warstwowy ISO/OSI Stos protokołów Niektóre protokoły stosowane w Internecie

19 Warstwa fizyczna Warstwa łącza danych Warstwa sieciowa Warstwa transportowa Warstwa sesji Warstwa prezentacji Warstwa aplikacji Warstwa Góra Dół LLC (Logical LinkControl) MAC (Media AccessControl) Warstwowy model OSI CCITT –Consultative Committee onInternational Telegraphy and Telephony Genewa 1978

20 DANE NAGŁÓWEK 1DANE NAGŁÓWEK 1 NAGŁÓWEK 2 NAGŁÓWEK 3 Enkapsulacja danych Każda kolejna warstwa dodaje lub usuwa kolejny nagłówek Każda warstwa zna format danych wymagany do komunikacji Przez warstwę niższą

21 Warstwa 1 Warstwa Warstwa 7 Warstwa 1 Warstwa Warstwa 7 Sieć NadawcaOdbiorca

22 Funkcje warstwy fizycznej: Nadawanie: zamiana danych znajdujących się w ramkach na strumienie binarne realizacja takiego sposobu dostępu do nośnika, jak tego żąda warstwa łącza danych przesyłanie danych szeregowo, jako strumień binarny, bit po bicie Odbieranie: oczekiwanie na dane przychodzące do stacji adresowane do niej odbieranie strumieni binarnych o właściwym adresie przekazywanie strumieni binarnych do warstwy łącza danych, która składa z niego z powrotem ramki Nie sprawdza integralności danych

23 Warstwa fizyczna (physical layer): Zapewnia transmisję danych pomiędzy węzłami sieci. Definiuje interfejsy sieciowe i medium transmisji. Określa m.in. sposób połączenia mechanicznego (wtyczki, złącza), elektrycznego (poziomy napięć, prądów), standard fizycznej transmisji danych. Warstwa łącza danych (data link layer): Zapewnia niezawodność łącza danych. Definiuje mechanizmy kontroli błędów w przesyłanych ramkach lub pakietach - CRC (Cyclic Redundancy Check). Jest ona ściśle powiązana z warstwą fizyczną, która narzuca topologię. Warstwa ta często zajmuje się również kompresją danych. W skład jej obiektów wchodzą sterowniki urządzeń sieciowych, np.: sterowniki (drivery) kart sieciowych oraz mosty (bridge) i przełączniki (switche).

24 Pakiet ethernetowy IEEE Preambuła Adres docelowy Adres źródłowy DaneFCS SFDDługość Długość pól w oktetach ramka Preambuła - naprzemienny ciąg bitów 0 i 1, służacy do synchornizaci tranmsmisji i informaujący o nadchodzącej ramce SFD - Ogranicznik początku ramki, , wskazuje jej pocztąek FCS - Sekwecja kontrolna ramki w procesie CRC - cyklicznej kontroli nadmiarowej podstawowa

25 T i = R i * S gdzie: S - szerokość szczeliny czasowej R i - liczba losowa z przedziału, n=min(i,10), samo losowanie wg pewnego algorytmu związanego z adresem karty sieciowej Długość odcinka czasu czekania po wykryciu kolizji, przed następną próbą nadania pakietu: CSMA/CD

26 Szczelina czasowa S czas transmisji 512 bitów dla sieci Ethernet 10 i 100Mb/s 4096 bitów dla sieci 1Gb/s. Czas ten wynika on z: czasu potrzebnego na dotarcie sygnału z jednego końca sieci o największej długości na drugi koniec i powrót tego sygnału maksymalnego czasu potrzebnego na uporanie się z kolizją w razie jej wystąpienia (wykrycie kolizji i wysłanie sygnału przez czas wymuszania kolizji) Aby każdy z nadawców wykrył kolizje, długość ramki musi być przynajmniej taka jak S. Czas potrzebny do rozprzestrzenienia się kolizji do wszystkich stacji w sieci musi być mniejszy niż S. Stacje nie mogą zakończyć transmisji ramki zanim kolizja nie zostanie zidentyfikowana przez wszystkie stacje w sieci. Długość 512 bitów szczeliny czasowej wyznacza najmniejszy rozmiar ramki Ethernetowej na 64 bajty. Wszystkie ramki mniejsze niż 64B są traktowane jako fragmenty kolizji i automatycznie odrzucane przez stacje odbiorcze.

27 Dane techniczne dla Ethernetu 10 MB/s wg standardu 802.3: Odstęp międzyramkowy - IFG Szerokość szczeliny czasowej Czas wymuszania kolizji Maksymalna długość ramki Minimalna długość ramki 9,6 μs 51,2 μs 3,2 μs 1518 B 64 B

28 Token Ring Dane wysyła stacja posiadająca znacznik Dane są doklejane do znacznika Dane przekazywane są stacji docelowej po dotarciu do niej Aby znacznik został zwolniony, musi dotrzeć do stacji początkowej Specyfikacja IEEE Szybkość transmisji 4/16 MB/s Topologia pierścieniowa lub pierścieniowo-gwiaździsta Karty sieciowe np. PC Adaptor do magistral ISA, lub TRN/A Adaptor, zastosowanie jednostek MAU

29 Format ramki Token Ring Długość pól w oktetach Ogranicznik początku ramki Sterowanie dostępem Adres odbiorcy Adres nadawcy Ogranicznik końca ramki Token: Ogranicznik początku ramki 1 oktet Ogranicznik końca ramki 1 oktet Pole sterowania dostępem 1 oktet Dane

30 FDDI Dane wysyła stacja posiadająca znacznik Po wysłaniu danych stacja wysyła znacznik dalej Nośnik - światłowody (Fiber Distributed Data Interface) Ramki synchroniczne i asynchroniczne Czas alokacji synchronicznej TTRT (Target Token Rotation Time) Szybkość transmisji 100/1000 MB/s Rozbudowana obsługa błędów Niezawodność (pętle w podwójnym pierścieniu) W pierścieniu może jednocześnie krążyć wiele ramek pochodzących od różnych stacji Ramka okrąża pełny pierścień i jest usuwana przez stację, która ją wysłała

31 Format ramki FDDI Długość pól w oktetach Token: Ogranicznik początku ramki 1 oktet Ogranicznik końca ramki 1 oktet Kontrola ramki 1 oktet Preambuła 8 oktetów Preambuła Kontrola ramki Ogranicznik początku ramki Adres odbiorcy Adres nadawcy Dane Sekwencja kontrolna ramki Ogranicznik końca ramki Stan ramki

32 FDDI - format ramki PoleDługość w jednostkach 4-bitowychZawartość PA SD FC DA SA RI DATA FCS ED FS 4 lub więcej 2 4 lub 12 0 do 60 0 lub więcej lub więcej Preambuła Znacznik początku Kontrola ramki Adres odbiorcy Adres nadawcy Informacja o trasowaniu Dane Sekwencja kontrolna Znacznik końca Status ramki Ramka FDDI może w sumie długość 4500 oktetów, w tym do ok oktetów danych

33 FDDI - samowykrywanie awarii Pierścień sieci FDDI Stacja wykonująca pętlę zwrotną Stacja uszkodzona

34 Topologie przełączane Przełącznik - urządzenie warstwy 2 modelu OSI W chwili włączenia przełącznik identyfikuje topologię sieci i zapamiętuje MAC-adresy kart sieciowych w tablicach trasowania Przełącznik: - odbiera dane od nadawcy - określa odbiorcę (port, do którego dołączona jest karta odbiorcy) - przesyła dane z portu wyjściowego do portu odbiorcy Istota topologii polega na tworzeniu komutowaniu między nadawcą a odbiorcą ścieżki przełączanej (komutowanej) Domeny kolizji ograniczają się do zaledwie 2 urządzeń


Pobierz ppt "Sieci lokalne – architektury, topologie, model warstwowy Ryszard Wiatr Przedmiot: Sieci komputerowe Wykład 2."

Podobne prezentacje


Reklamy Google