Politecnico di Milano Facoltà di Ingegneria dell Informazione IEEE 802.X

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1 Politecnico di Milano Facoltà di Ingegneria dell Informazione IEEE 802.X 1

2 LAN Il progetto IEEE 802 Comitati IEEE per standardizzare l'evoluzione delle LAN (e MAN) Overview, Architecture, Bridging and Management Logical Link Control CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 802.3u 100BaseT; 802.3z 1000BaseT Token Ring Wireless network Struttura del progetto IEEE 802 Strati superiori Rete LLC MAC PL CSMA/CD Logical link control Token ring Wireless LAN UTP, STP, radio, fibra, ecc. Altre LAN Collegamento dati Fisico IEEE 802 OSI

3 Strato fisico Cavo coassiale Cavo coassiale RG-213 Un conduttore centrale in rame di tipo solido Isolante in materiale espanso o compatto (teflon) Due schermi in foglio di alluminio Due schermi in calza Ethernet 10Base5 (Thick Ethernet) Cavo coassiale RG-58 Un conduttore centrale in rame di tipo trefolato isolante in materiale espanso o compatto Uno schermo in foglio di alluminio e uno schermo in calza Attenuazione 2.7 volte superiore al cavo Thick Ethernet 10Base2 (Thin Ethernet)

4 Strato fisico Doppino Doppino non schermato UTP (Unshielded Twisted Pair) A 1 coppia o due coppie per fonia A 4 coppie nel cablaggio strutturato Multicoppie (10, 20, 25, 50, 100, 300 coppie) sulle dorsali fonia A volte su dorsali dati a basse o medie capacità Doppino schermato FTP (Foiled Twisted Pair) Doppino con schermo globale costituito da 1 foglio di alluminio e da 1 calza in rame Ad es., 4 coppie singolarmente schermate in foglio + 1 schermo globale in calza Utilizzato nel cablaggio strutturato Ridottissima diafonia tra le coppie, costo elevato, difficile da intestare sui plug RJ45 schermati Doppino schermato STP (Shielded Twisted Pair) Doppino con singole coppie schermate più schermo globale

5 Strato fisico Doppino UTP Cat. 1: per telefonia analogica Cat. 2: per telefonia digitale e trasm. dati a bassa capacità Cat 3: B=16 MHz Ethernet 10BaseT e 100BaseT4, Token Ring 4 Mb/s Cat. 4: B=20 MHz Token Ring 16 Mb/s Cat. 5: B=100 MHz Ethernet 100Base-TX, FDDI MLT-3 Cat. 5E: B=100 MHz reti locali Gigabit Ethernet 1000Base-TX Introdotto per (Ri)Classificare i Cablaggi UTP Cat. 5 che soddisfano Test di verifica per il supporto di Gigabit Ethernet Cat. 6: B=250 MHz su 100 m Cat. 7: B=600 MHz Draft

6 Strato fisico Fibre ottiche

7 Strato fisico Fibre ottiche multimodo: la luce si propaga con diversi percorsi: Step-index (oggi non più utilizzate) Graded-index (utilizzate tipicamente nelle reti locali) La variazione continua degl indici di rifrazione rallenta i raggi centrali La banda passante molto superiore a quelle step-index Finestra I e II (850 e 1300 nm) Si trasmette con LED poco costosi Fibre ottiche monomodo: la luce si propaga in 1 modo La fibra si comporta come guida d onda: un solo modo di propagazione Non si ha dispersione modale La banda passante è elevatissima Lavorano in finestra II e III (1300 e 1500 nm) Si trasmette con Laser Più costosi dei LED Coprono distanze maggiori a capacità maggiori Difficoltà interconnessione Aumenta al diminuire delle dimensioni del core

8 Strato fisico Spettro Lunghezza d'onda [m] Radio AM Radio FM Microonde Luce visibile TV Cavo coassiale Satellite Fibra ottica Doppino LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF LF = Low Frequency MF = Medium Frequency HF = High Frequency Frequenza [Hz] VHF = Very High Frequency UHF = Ultra High Frequency SHF = Super High Frequency EHF = Extremely High Frequency THF = Tremendously High Frequency

9 Il livello 2, il filtraggio (routing) è effettuato a livello MAC anche la costruzione della trama e il rilevamento d errore sono effettuati a livello MAC Logical Link Control (LLC) Medium Access Control (MAC) PHY SAP MAC Filtraggio SAP broadcast

10 Il livello 2, le altre funzionalità classiche del livello di linea (multiplazione e recupero d errore) sono svolte nel sottostrato Logical Link Control Logical Link Control (LLC) Multiplazione Medium Access Control (MAC) PHY

11 LLC IEEE Servizio 1: senza connessione e senza riscontro. Il più usato perché il mezzo fisico causa pochissimi errori Servizio 2: trasferimento a connessione con recupero d errore derivato dall HDLC (ABME) Servizio 3: trasferimento senza connessione con riscontro Tutti i servizi offerti dal LLC utilizzano un incapsulamento di tipo HDLC

12 LLC IEEE Logical Link Control (LLC) Medium Access Control (MAC) Servizio di tipo 1 Bridge LLC- SAP Servizio senza connessione e senza recupero d errore. In pratica fornisce solo la Multiplazione SAP 02 LLC sublayer management 06 Internet protocol 42 MAC Bridge variabile DSAP SSAP Destinazione Sorgente Controllo (03) payload HDLC Unnumbered Information

13 MAC Il livello MAC Risolve il problema della condivisione del mezzo trasmissivo Necessario poiché a livello Data Link le LAN usano una sottorete trasmissiva broadcast Problemi connessi ad una sottorete condivisa trasmissiva di tipo broadcast Trasmissione: verifica di canale libero prima di trasmettere il messaggio Ricezione: determinazione dell'effettivo destinatario del messaggio Soluzioni Trasmissione: uso di algoritmo tipico del MAC Ricezione: uso di indirizzi a livello MAC (nella MAC-PDU) che trasformano trasmissioni broadcast in Comunicazioni punto-punto (ultimo bit =0) Comunicazioni punto-gruppo (ultimo bit =1) Comunicazioni broadcast

14 MAC MAC-PDU DA, SA: 48 bit FCS: codice CRC a 32 bit Tipi indirizzo di destinazione Single Multicast Broadcast (FF-FF-FF-FF-FF-FF) Scheda che riceve una trama Verifica integrità Analizza indirizzo Trasferisce al livello LLC se MAC-DA broadcast MAC-DA single con indirizzo uguale a quello della scheda MAC-DA multicast con indirizzo di scheda nel gruppo LLC Header Information LLC PDU Byte MAC DA MAC SA Information FCS 6 6 variabile 4 MAC PDU

15 MAC Indirizzi MAC 6 byte nella ROM della scheda Primi 3 byte: codice costruttore (OUI Organization Unique Identifier) Secondi 3 byte: numerazione progressiva OUI Numero di serie C F 0 1 A 5 5 D E 4 bit FCS Indirizzo MAC D(X)=X 32 +X 26 +X 23 +X 22 +X 16 +X 12 +X 11 +X 10 +X 8 +X 7 +X 6 +X 4 + X 2 +X+1

16 MAC Indirizzi MAC Ordine trasmissione bit dipendente dal protocollo e 802.4: primo bit è il meno significativo del primo byte e FDDI: primo bit è il più significativo del primo byte Formato canonico scelto da IEEE coincide con quello di Reti con altro formato devono effettuare conversione

17 Ethernet - Nascita Late 1960: ALOHA network Norman Abramson, University of Hawaii Applicazione: rete radio tra isole Primo protocollo ad accesso casuale (Pure Aloha/Slotted Aloha) May 22, 1973: Ethernet memo Bob Metcalfe (Xerox Palo Alto Research Center) Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection and expo backoff Frequenza di cifra: 3 Mbit/s Original Metcalfe drawing June 1976 presentation at National Computer Conference US Patent Multipoint Data Communication System with Collision Detection end : US Patent for Ethernet Repeater

18 Ethernet Standardizzazione 1979: Metcalfe start-up - 3COM 1980: DIX Ethernet Standard DIX = Digital-Intel-Xerox vendor consortium Prodotti interscambiabili tra le tre società fondatrici 1982: Xerox rilascia il trademark Ethernet 1985: IEEE Ethernet diventa standard IEEE Mbit/s: 10BASE5 Thick coaxial supplement a:10base2 Thin coaxial Piccole modifiche allo standard DIX Inizio della interoperabilità

19 Ethernet Standardizzazione 1990: 802.3i 10BASE-T twisted pair Supera i problemi di cablatura legati ai cavi coassiali Standard di cablatura che consente il riuso! Inventato da SynOptics Communications Inizia il successo di Ethernet!! 1987: FOIRL (802.3d) Fiber Optic Inter-Repeater Link Segmento punto-punto per connettere postazioni remote Ethernet (con repeaters) Nessuna connessione diretta PC-Ethernet fino allo standard 10BASE-F 1993: 10BASE-F (802.3j) 10BASE-FB: collegamento punto-punto attivo in fibra Scarso successo 10BASE-FL estende la specifica FOIRL Unica sviluppata 10BASE-FP: hub passivo in fibra Mai costruita!

20 Ethernet Standardizzazione 1995: 100BASE-T Fast Ethernet (802.3u) 100 Mbit/s Su doppino Anche su altri media Capacità di autonegoziazione Prodotti 10/ : standard full duplex (802.3x) Trasmissione e ricezione simultanea 1998: 1000BASE-X Gigabit Ethernet (802.3z) Su fibra e cavo in rame (corto) 1999: 1000BASE-T Gigabit Ethernet (802.3ab) Su doppino Autonegoziazione 10/100/ : 10 GigaEthernet (802.ae)

21 IEEE Ethernet Ethernet sviluppata da Digital, Intel, Xerox negli anni 70 Successivamente standardizzata come IEEE (1985) e come ISO (1989) Caratteristiche Topologia a bus Frequenza di cifra: 10 Mbit/s Metodo di accesso CSMA-CD Strati superiori Rete LLC MAC PL CSMA/CD Logical link control Token ring Wireless LAN UTP, STP, radio, fibra, ecc. Altre LAN Collegamento dati Fisico IEEE 802 OSI

22 Protocollo Ethernet - IEEE Il protocollo d accesso è la variante 1- persistent del CSMA-CD Se al momento del comando di trasmissione il canale è sentito libero, si trasmette effettivamente Se al momento della trasmissione il canale è sentito occupato, si attende la fine e poi si trasmette Se si scopre la collisione, la trasmissione viene abortita, non prima di aver trasmesso altri 32 bit (jamming sequence)

23 Protocollo Ethernet - IEEE I tempi vengono misurati in unità di 51.2 µs, dette slots (niente a che vedere con gli slots TDMA) uno slot è pari al tempo di trasmissione di 512 bit (minimo pacchetto in rete) A seguito di una collisione la trasmissione viene ritentata dopo X time slots X è scelto fra 0 e 2 K con K minimo fra il numero di collisioni consecutive e 10 (exponential binary backoff) Sono consentiti fino a 16 tentativi

24 La trama IEEE la minima lunghezza della trama MAC è di 512 bit (slot) pari a 51.2 µs la velocità di propagazione media è di 2 x 108 m/s (5 µs/km) dal vincolo τ<t/2 segue una distanza massima teorica di 5 Km per non abbassare troppo le prestazioni si fissa il diametro a 2.5 Km

25 IEEE Strato MAC MAC-PDU: trama IEEE Preambolo (7 byte): consente la sincronizzazione in ricezione SFD - Start Frame Delimiter (1 byte): contiene una violazione del codice Manchester Destination address, DA (6 byte) Source address, SA (6 byte) Length (2 byte): lunghezza del campo LLC PDU Data ( byte): lunghezza variabile Pad (0-46 byte): garantisce lunghezza minima trama (64 byte) FCS - Frame Check Sequence (4 byte) byte S Preamble F DA SA Len. LLC-PDU Pad FCS D Byte

26 IEEE Strato MAC Trasmissione/ricezione trame Il MAC riceve l unità informativa dal livello superiore e genera una stringa seriale da trasmettere sul mezzo fisico Il MAC garantisce una spaziatura minima tra trame trasmesse (interframe spacing) Il MAC riceve una stringa seriale di bit sul mezzo fisico e fornisce l unità informativa al livello superiore Il MAC scarta le trame più corte della lunghezza minima (64 byte) Gestione campo FCS Generazione campo FCS per le trame da trasmettere Controllo correttezza campo FCS nelle trame ricevute Gestione preambolo Generazione preambolo per le trame da trasmettere Rimozione preambolo nelle trame ricevute

27 IEEE Strato MAC Principali parametri Ethernet Slot time 512 bit time (51.2 µs) (tempo attesa prima di ritrasm.) Inter Frame Gap (IFG) 9.6 µs distanza minima tra due trame Attempt limit 16 max numero tentativi di ritrasmissioni Backoff limit 10 numero tentativi oltre il quale non aumenta più la casualità del backoff time Jam size 32 bit lunghezza sequenza di jam Min frame size 64 byte Max frame size 1518 byte

28 Multiplazione in IEEE il MAC non esegue multiplazione La multiplazione è effettuata dal LLC Logical Link Control (LLC) Medium Access Control (MAC) PHY SAP LLC SAP MAC SAP broadcast 02 LLC sublayer management 06 Internet protocol 42 MAC Bridge

29 Multiplazione in Ethernet Ethernet è una realizzazione prestandard ancora usata da IP L LLC non esiste il MAC esegue direttamente la multiplazione IP Medium Access Control (MAC) PHY ARP SAP MAC SAP broadcast

30 La trama Ethernet 7 Sync SD Destinaz. Sorgente Ether- type payload 4 FCS IFS la trama differisce nell uso del campo lunghezza qui chiamato Ether-type. Serve per multiplare direttamente senza far uso di LLC ed è passato dal protocollo sovrastante Ether-type Internet Protocol protocollo X protocollo ARP protocollo RARP non serve il campo length perché non esiste PAD (è il livello superiore che eventualmente aggiunge il PAD) il minimo payload è di 46 byte

31 Convivenza Ethernet IFS Sync SD Destinaz. Sorgente Ether-type length payload FCS Nelle LAN convivono i due protocolli (IP usa Ethernet) Si distinguono le due trame perché lenght è minore di 1536 Ether type porta valori maggiori di 1536 (hex 0600)

32 IEEE Strato MAC Codice utilizzato: Manchester SFD bit sequence Manchester Encoding (10 Mbps)

33 IEEE Protocolli Livello Rete Livello Data-Link IEEE 802.2/ISO Logical Link Control LLC CSMA/CD MAC Livello fisico Physical Layer Signaling (PLS) 10BASE-T 10BASE2 10BASE5 10BASE-F PMA: Physical Medium Attachment AUI: Attachment Unit Interface MDI: Medium Dependent Interface MDI AUI PMA

34 Ethernet Rete Topologie Logica (Bus) Fisica (Bus, Stella) Standard Mixing Segment, in grado di connettere più di 2 transceiver (connessione a bus) 10base5/2: coassiale thick/thin 10base-FP: utilizzo di stelle ottiche passive Link Segment, in grado di connettere solo 2 transceiver (connessione punto-punto) 10base-T: doppino 10base-FL: fbra ottica 10base-FB: standard con caratteristiche di fault tolerance In disuso 10Broad36: cavo CATV 1Base5: UTP A B C D E Hub A B C D E F G

35 Ethernet 10Base5 Come in Ethernet v2.0 Cavo coassiale thick (RG213) Impedenza: 50 Ω Velocità min prop: 0.77c Lunghezza max segmento: 500 m Parametri di configurazione Lunghezza max cavo coax: 500 m (1 o più spezzoni) Lunghezza max cavo AUI (Attachment Unit Interface) o Drop: 50 m Distanza min tra due MAU (Medium Access Unit) o transceiver: 2.5 m Numero max MAU per segmento: 100

36 Ethernet 10Base2 Mezzo trasmissivo: cavo coassiale Thin (RG58) Impedenza: 50 Ω Velocità min di propagazione: 0.65c Lunghezza max segmento: 185 m MAU collegato al cavo coax con connettore a T (BNC) Parametri di configurazione Lunghezza max cavo coassiale: 185 m Lunghezza max cavo AUI: 50 m Distanza min tra due MAU: 0.5 m Numero max MAU per segmento: 30

37 Ethernet 10Base-T Mezzo trasmissivo: Unshielded Twisted Pair - UTP (minimo 2 coppie) Impedenza: 100 Ω Velocità minima di propagazione: 0.59c Lunghezza max segmento: 100 m Funzioni MAU TX: trasf. dati da DO (Data Out) a TD (Transmit Data) (codice Manchester) RX: trasferimento dati da RD (Receive Data) a DI (Data In) Collisioni: rilevando dati su RD e su DO invia segnale di collisione CI (Collision In) ecc. DO 1 TD+ 1 TD + DO 2 TD - 2 TD - CI Coll. detect Coll. detect CI DI 3 RD + 3 RD + DI MAU 6 RD - 6 RD - MAU CABLE

38 Ethernet 10Base-T Due doppini di cat 3 Hub: consente di connettere a stella più di 2 stazioni LAN come in un bus Stazioni connesse a stella all hub, ognuna con due doppini Opera come ripetitore multiporta Due stazioni attive contemporaneamente à occorrenza di collisione con invio segnale di jam su tutte le porte Topologia a doppia stella Distribuzione primaria tra hub Distribuzione orizzontale hub-terminali Hub Hub Hub A B C D E F

39 Ethernet 10Base-T Connettore RJ 45 1 TD+ 2 TD 3 RD+ 4 Non Utilizzato 5 Non Utilizzato 6 RD 7 Non Utilizzato 8 Non utilizzato

40 Ethernet 10Base-F 10Base-F: segmento Ethernet in fibra - I finestra (850 nm) 10Base-FB (backbone) Collegamento punto-punto in fibra due apparati Ethernet (non utenti) Max lunghezza segmento 2000 m Opera ritrasmissione sincrona (ritrasmette con proprio clock interno) 10Base-FL (passive) Fibra ottica che interconnette stazioni con collegamenti punto-punto Max lunghezza segmento 2000 m 10Base-FP (passive) Nessuna realizzazione! Fibra ottica interconnette stazioni con stella ottica passiva e topologia stellare Max 33 stazioni Max lunghezza fibra 1000 m

41 Livello fisico BaseFP HUB Σ router Analogo al precedente ma i doppini sono sostituiti da due fibre una per TX e una per RX connessi a un HUB centrale che provvede la connessione a bus ottico

42 Livello fisico BaseFB utilizza fibre per il backbone fino a 1 Km router Hub Hub

43 Ethernet Repeater Repeater: estende la lunghezza del mezzo trasmissivo realizzando topologie ad albero Ripete le stringhe di bit ricevute su un segmento sugli altri segmenti con ampiezza appropriata Rigenera la sequenza di jam (collisione su tutte le porte) Dominio di collisione resta inalterato Hub sono ripetitori multiporta Rete Data Link Fisico Fisico Repeater Fisico Rete Data Link Fisico

44 Il repeater Repeater bit Store and forward dei bit Ha lo scopo di estendere il raggio fisico della trasmissione non è un semplice amplificatore rigenera il segnale (riceve e trasmette i bit) esegue il forwarding dei bit in modalità broadcast (su tutte le porte)

45 Fast Ethernet E l estensione del alla velocità di 100 Mb/ s. Ciò non consente l interoperabilità con versione a 10 Mb/s a livello fisico Per mantenere l interoperabilità a livello Bridge viene mantenuta la trama MAC della versione a 10 Mb/s, anche nelle lunghezze ammesse Viene poi usato lo stesso MAC ma si riduce il raggio d azione a 250 m Eth. a 10 Mb/s bridge Eth. a 100 Mb/s 2.5 Km 250 m

46 Fast Ethernet Introduce una suddivisione nel livello fisico MAC Carrier Sense, Collision Detect,.. Physical Medium Independent Physical Medium Dependent Interfaccia indipendente dal mezzo trasmissivo trasmettitori, modulatori, codifica di linea,.

47 IEEE 802.3u Fast Ethernet LIVELLO DATA LINK CSMA/CD MAC LIVELLO FISICO Reconciliation Sublayer MII } PCS 100BASE-T4 PCS 100BASE-T2 PCS 100BASE-X PMA { 100BASE-T4 100BASE-T2 100BASE-TX 100BASE-FX PMD MDI MDI: Medium Dependent Interface PHY: Physical Layer Device MII: Medium Independent Interface PMA: Physical Medium Attachment PCS: Physical Coding Sublayer PMD: Physical Medium Dependent

48 Fast Ethernet 100BaseTX e FX La 100BaseTX utilizza UTP o STP di categoria 5 100BaseTX repeater TX RX 100 Mb/s 100 Mb/s La 100BaseFX utilizza fibre multimodali 62.5/ BaseFX repeater TX RX 100 Mb/s 100 Mb/s

49 Fast Ethernet 100Base4T Utilizza il vecchio cablaggio di categoria 3 della rete 10BaseT a 4 coppie 10BaseT repeater TX RX 10 Mb/s 10 Mb/s 100Base4T repeater TX RX TX-RX TX-RX 33.3 Mb/s 33.3 Mb/s 33.3 Mb/s

50 Fast Ethernet: configurazioni miste shared 10 Mb/s repeater Bridge shared 100 Mb/s repeater Bridge switched 100 Mb/s

51 IEEE 802.3u Fast Ethernet Ethernet 10 Mbit/s: half-duplex con CSMA-CD Fast Ethernet: 100Base-T 100 Mbit/s Half-duplex: come nella rete a 10 Mbit/s Full-duplex: ammessa per mezzo di LAN switch LAN Switch Collegamenti punto-punto senza collisioni Spezza il dominio di collisione in tanti domini quante sono le sue porte Mantiene un unico dominio di broadcast Switch A B C D E

52 IEEE 802.3u Fast Ethernet Fast Ethernet: Ethernet 10 volte più veloce Mantiene il MAC di Ethernet CSMA/CD Mantiene il formato della trama Parametri fisici Rate = 100 Mbit/s BitTime = 10 ns IFG = 0.96 µs SlotTime = 512 bit (5.12 µs) Half duplex Distanze coperte circa dieci volte inferiori (200m + 20m) Piccole su grandi strutture senza Switch che spezzino i Collision Domain Sufficienti a cablare a stella una rete di 100 m di raggio Principalmente utilizzata Per collegare gli Switch (Dorsali interne Fast Ethernet) Per collegare server di un sistema informatico In modalità Full Duplex su collegamenti Punto-Punto

53 Fast Ethernet Physical layer

54 Fast Ethernet MII - External/internal transceiver

55 Fast Ethernet MII connector and MII cable

56 Fast Ethernet Tipologia 4 sotto-standard per tre tipi di mezzi fisici: 100BASE-TX 100 m solo HD 2 doppini UTP Cat. 5 o 2 doppini STP, con connettori RJ45 TX: codifica a blocco 4B5B: 125 Mbaud Codifica di linea: MLT-3 100BASE-FX 100 m HD, & 2000 m FD 2 fibre ottiche multimodo 62.5 FX: codifica a blocco 4B5B: 125 Mbaud Codifica di linea: NRZI 100BASE-T4 100 m, solo HD 4 doppini UTP Cat. 3, con connettori RJ45 T4: codifica 8B6T: 25 Mbaud 100BASE-T2 100 m solo HD 2 doppini UTP Cat. 3, con connettori RJ45 T2: codifica PAM5x5: 25 Mbaud Fast Ethernet 100Base-X 100Base-T4 100Base-TX 100Base-FX 100Base-T2

57 Fast Ethernet 100Base-TX

58 Fast Ethernet 100Base-TX

59 Fast Ethernet 100Base-FX

60 Fast Ethernet 100Base-FX

61 Fast Ethernet 100Base-T4

62 Fast Ethernet 100Base-T4

63 Fast Ethernet Dominio di collisione Bridge Switch LAN Dorsale o WAN 100 m 5 m 100 m Route r Dominio di collisione (massimo 205 m)

64 Fast Ethernet Configurazione di rete

65 Giga Ethernet A fine 98 è stato introdotto lo standard 802.3z in cui le funzionalità CSMA-CD sono state estese a 1 Gb/s Per mantenere lo stesso MAC ma evitare di ridurre il diametro della rete a 25 m si aumenta la dimensione dello slot (e della minima trasmissione sul canale) da 512 bit a 512 byte per non aumentare la minima dimensione della trama dati (512 bit) si ricorre a una tecnica nota come carrier extension, trasmettendo simboli diversi fino a che si è raggiunto 512 byte trama carrier extension 512 byte t

66 Giga Ethernet trama carrier extension 512 byte t Ai fini del protocollo, della scoperta della collisione etc, il diametro di rete resta 200 m L efficienza scende con le trame corte (la carrier extension è uno spreco) Con le trame lunghe almeno 512 byte non c è carrier extension e non c è spreco

67 Frame bursting Per alzare l efficienza si consente a un terminale la trasmissione di trame multiple alzando il limite del burst fino a bit (8192 byte, precedente 1500 byte) La prima trama, se corta, deve sottostare comunque alla regola del carrier extension Max trama byte trama carrier extension trama trama 512 byte t 8192 byte

68 IEEE 802.3z-ab Gigabit Ethernet Offre i vantaggi tipici di Ethernet Semplicità del metodo di accesso CSMA/CD (stesso MAC) Alta scalabilità con diverse frequenze di cifra: 10, 100, 1000 Mbit/s Permette di velocizzare le LAN Ethernet già esistenti con costi bassi Tramite sostituzione degli apparati di rete (NIC, HUB, Switch) Gigabit Ethernet: IEEE 802.3ae standard nel 1998 Fornisce una banda di 1 Gbit/s Half-Duplex quando si usano Repeater/Hub Metodo di accesso CSMA/CD con formato di trama esteso Full-Duplex per connessioni Switch Switch & Switch EndSys Formato e dimensione di trama uguali a Ethernet/802.3 Utilizzi principali del Gigabit Ethernet Realizzazione di un backbone veloce, che collega gli Switch In sostituzione ad un backbone Fast Ethernet

69 Gigabit Ethernet Trama Carrier extension: nuova lunghezza minima (512 byte) per avere massima estensione di rete simile a Fast Ethernet Formato di trama compatibile con Ethernet e Fast Ethernet byte byte Byte S Preamble F DA SA Len. LLC-PDU Pad FCS D Extension Frame bursting: ammessa la trasmissione di più trame consecutive separate da IFG di durata minima (96 ns) La prima trama nel burst è trattata con carrier extension (se necessario) A partire dalla seconda trama l estensione delle trame più corte di 512 byte non è più richiesta Massima lunghezza del burst: 8192 byte

70 Gigabit Ethernet Protocolli LIVELLO DATA LINK CSMA/CD MAC LIVELLO FISICO 1000BASE-T Reconciliation Sublayer 1000BASE-X 1000BASE-SX 1000BASE-LX 1000BASE-CX GMII } PHY GMII: Gigabit Medium Independent Interface MDI: Medium Dependent Interface PHY: Physical Layer Device MDI

71 Gigabit Ethernet Tipologie Standard in fibra ottica (full-duplex con LAN switch) 1000Base-LX Long wavelength: nm Fino a 550 m con fibra multimodo Fino a 5 km con fibra monomodo Codifica a blocco 8B10B: 1.25 Gbaud Codifica di linea: NRZ 1000Base-SX Short wavelength: nm Fino a 550 m con fibra multimodo Codifica a blocco 8B10B: 1.25 Gbaud Codifica di linea: NRZ 1000Base-SX Bit rate Bit time Slot time Inter Frame Gap 1000Base-X 1000Base-LX Giagabit Ethernet 1000Base-T 1000Base-CX Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet 10 Mbit/s 100 ns 51.2 µs 9.6 µs 100 Mbit/s 10 ns 5.12 µs 0.96 µs 1000 Mbit/s 1 ns µs 96 ns

72 Gigabit Ethernet Tipologie Standard in rame (half-duplex con hub) 1000Base-CX 2 STP (uno per direzione) Massima estensione 25 m Codifica a blocco 8B10B: 1.25 Gbaud Codifica di linea: NRZ 1000Base-T 4 UTP Cat. 5 Massima estensione 100 m Codifica di linea 4D- PAM5 1000Base-SX 1000Base-X 1000Base-LX Giagabit Ethernet 1000Base-T 1000Base-CX

73 Gigabit Ethernet 1000Base-X

74 Gigabit Ethernet 1000Base-T

75 Gigabit Ethernet Configurazione

76 Tecnologia Ethernet Uso combinato in uno scenario complessivo PBX Business router IP PoP switch Ethernet Gigabit Ethernet ring Eth 10/100 Mbit/s over UTP5 alternative Eth 10 Mbit/s over (VDSL) building switch Eth with optical long reach GbE Dual optical fibre Gigabit Ethernet Reach up to 10 km cabinet Copper pair Eth 10 Mbit/s (VDSL) Low density area