Tehnologije Ethernet

Aktivnost

### 1.1.1 Tehnologije Ethernet

Skupino tehnologij Ethernet lahko v grobem razdelimo na tri podskupine:

· Osnovna različica, ki omogoča prenosno hitrost 10 Mbit/s in se prenaša preko koaksialnega kabla, sukane parice in optičnih vlaken,

· 100 Mbit/s Ethernet - imenovan Fast Ethernet se prenaša preko sukane parice s hitrostjo 100 Mbit/s,

· 1000 Mbit/s-ali Gigabit Ethernet, ki se prenaša s hitrostjo 1000 Mbit/s preko optičnih vlakn ali sukane parice,

· 10 Gigabit Ethernet in

· WLAN-brezžično krajevno omrežje.

Osnovno izvedbo Etherneta je v letih 1970 zasnovalo podjetje Xerox. Krajevno omrežje je omogočalo prenosno hitrost 10 Mbit/s, za metodo dostopa so uporabili metodo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection), opisano v poglavju 1.2.2.1. Podjetje Xerox je kasneje, v sodelovanju s podjetjima DEC (Digital Equipment Coorporation) in Intel postavilo temelje standardu IEEE 802.3, ki je bil sprejet leta 1980. Ta standard določa celo družino standardov (Tabela 1), ki omogočajo prenos preko različnih prenosnih medijev in z različnimi dolžinami prenosa. Osnovno delovanje Etherneta je prikazano v datoteki Ethernet10BaseT_sp1.swf.

| Ethernet | IEEE 802.3
| Osnovni | 10Base5 | 10Base2 | 10BaseT | 10BaseFL | 100BaseT
Prenosna hitrost | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10
Maksimalna dolžina prenosa | 500 | 500 | 185 | 100 | 2000 | 100
Prenosni medij | Koaksialni kabel | Koaksialni kabel 10mm | Koaksialni kabel 5mm | Sukana parica | Optična vlakna | Sukana parica (štiri)
Topologija | vodilo | vodilo | vodilo | zvezda |  |

Tabela 1:Družina standardov IEEE 802.3

#### 1.1.1.1 CSMA/CD

Mehanizem CSMA/CD zaznava prisotnost nosilnega signala na prenosnem mediju (Carrier Sense) in omogoča več postajam skupni dostop (Multiple Access) do medija. Sestavni del mehanizma je detekcija trkov (Collision Detection). Delovna postaja, ki želi prenašati podatke, najprej preveri, ali je prenosni medij prost. Ko ugotovi, da je prenosni medij prost, skuša poslati podatke. Zaznava prostega medija še ne pomeni, da bo paket uspešno prenešen. Druga delovna postaja, priključena na isti medij, bi lahko ob istem trenutku zaznala prost kanal in bi oddala svoj paket. Prišlo bi do trka paketov. Metoda CSMA za uspešen prenos podatkov združuje tri faze:

· zaznavanja prenosnega kanala,

· boja za prenosni medij,

· prenos podatkov.

V fazi zaznavanja prostega kanala čaka delovna postaja, ki želi oddajati podatke, na prost kanal. V trenutku sprostitve kanala pošlje paket in prične se faza boja za prenosni medij, ki je časovno natanko določena.

#### 1.1.1.2 Okvir MAC

Postaje, povezane v krajevno omrežje, komunicirajo preko omrežnih kartic. Vsaka omrežna kartica ima svoj fizični naslov ali naslov MAC. V tem podpoglavju si bomo najprej pogledali, kakšna je zasnova okvirja MAC, ki se glede na tehnike dostopa nekoliko razlikuje.

Podatkovna enota ali okvir MAC je sestavljena iz zglavja (header) in repa (trailer). Ker ima ta podatkovna enota le na tej plasti tako glavo kot rep, se zdi, da je vstavljena v nek okvir in jo zato na tej plasti imenujemo okvir (frame). Na višjih plasteh ima samo glavo, zato kasneje uporabljamo izraz paketi ali datagrami. V glavi okvirja so kontrolne informacije in izvorni MAC-naslov pošiljatelja ter ponorni MAC-naslov prejemnika. V repu so samo dodatne informacije, ki omogočajo odkrivanje napak pri prenosu podatkov.

Naslov MAC, podan v zglavju okvirja, je edinstven in ga proizvajalec »zapeče« v mrežno kartico. Proizvajalec naslove MAC posreduje mednarodni organizaciji IEEE, ki vodi nadzor. Naslov je sestavljen iz 48-bitov, zapisanih z dvanajstimi šestnajstiškimi števili (npr. 00-40-96-3A-3B-23). Ta števila predstavljajo:

- prvih 6 števil (24 bitov) proizvajalca (npr Cisco: 00-40-96) in

- drugih 6 števil serijske številke omrežne kartice.

Okvir MAC je lahko velik od 64 do 1518 bajtov. Zgradbo Ethernet okvirja je prikazana v datoteki okvirNaDrugemNivoju_sp1.swf.

7 | 1 | 6 | 6 | 2 | 46-1500 | 4
Sinhronizacija (Preamble) | S O F | Izvorni naslov- pošiljatelja | Ponorni naslov- prejemnika | Dolžina podatkov | Podatki | FCS (CRC)

Slika 2: Zgradba podatkovnega okvirja IEEE 802.3

Sinhronizacija:56 bitov, zaporedoma izmenljive ničle in enke

SOF (Start-of-frame-Delimiter): 1zlog označuje začetek okvirja (zaporedje 10101011)

Naslova MAC: vsak po 6 zlogov

Dolžina podatkov: pove koliko bitni so podatki

FCS (Frame Check Sequence ) ali CRC (Cyclic Redundancy Check): biti namenjeni za kontrolo pravilnosti prenešenih podatkov

Osnovna različica Etherneta s prenosno hitrostjo 10 Mbit/s se je prvotno uporabljala za manj obremenjena omrežja. Za bolj obremenjena omrežja (omrežja večjih podjetij, kot so npr. banke, zavarovalnice, ...) pa sta se uporabljali tehnologiji Token Ring ali FDDI.

Ethernet okvir
Delovanje Etherneta