Le reti Ethernet e IEEE 802.3

Transcript

1 Le reti Ethernet e IEEE Mario Baldi Politecnico di Torino mario.baldi@polito.it staff.polito.it/mario.baldi Pietro Nicoletti Studio Reti nicoletti@studioreti.it Basato sul capitolo 2 di: M. Baldi, P. Nicoletti, Switched, McGraw-Hill, 2002, ISBN Nota di Copyright Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slide (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà degli autori indicati a pag. 1. Le slide possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione. Ogni altra utilizzazione o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampate) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori. L informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. Gli autori non assumono alcuna responsabilità per il contenuto di queste slide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell informazione). In ogni caso non può essere dichiarata conformità all informazione contenuta in queste slide. In ogni caso questa nota di copyright non deve mai essere rimossa e deve essere riportata anche in utilizzi parziali. 02_Ethernet Copyright M. Baldi - P. Nicoletti: page 2 02_Ethernet - 2 Architettura protocollare IEEE 802 ISO/OSI rete data link fisico ISO ISO (CSMA/ (CSMA/ CD) CD) Ethernet IEEE/ANSI ed ISO Logical Link Link Control ISO ISO ISO ISO Token Ring ISO ISO FDDI Wireless PHY Relazione tra i livelli LIVELLO 3 DECNET TCP/IP OSI IEEE ISO IEE ISO IEEE ISO LIVELLO 2 - FDDI ISO 9314 LIVELLO 2 - LIVELLO 1 : Medium Access Control PHY: Physical Layer Device 10base5 THICK CABLE 10base2 THIN CABLE 10baseT UTP FOIRL, 10baseFP, 10baseFB, 10baseFL FIBER OPTIC 02_Ethernet _Ethernet - 7

2 IEEE 802.3! È l'evoluzione della rete Ethernet creata da Digital, Intel e Xerox all inizio degli anni 80! fisico:! topologia e cablaggio:! originariamente a bus cavi coassiali! ora tipicamente a stella doppini e fibre ottiche! 7 sotto-standard diversi usati! velocità trasmissiva è sempre di di 10 Mb/s! Sottolivello del livello Data-Link! CSMA/CD! Esiste interoperabilità tra Ethernet v2.0 e IEEE Il di Ethernet/802.3! CSMA/CD:! Carrier Sense! Multiple Access! with Collision Detection! Protocollo :! concepito per topologie a bus! non deterministico con tempo di attesa non limitato superiormente A B C D E F 02_Ethernet _Ethernet - 9 Indirizzi! 6 byte - 48 bit! Primi 2 bit trasmessi definiscono il tipo di indirizzo! Unicast! Identifica univocamente e universalmente la scheda! Normalmente cablato sulla scheda (ROM) 8 bit Carrier sense B 3 C A OUI assegnato dall IEEE Assegnato dal costruttore! Broadcast (FF FF FF FF FF FF)! Multicast! Seconda cifra esadecimale dispari (xx xx xx xx xx xx) 02_Ethernet _Ethernet - 11

3 Collisione Nonostante l operazione di carrier sense può comunque avvenire per via della velocità di propagazione dei segnali non infinita Perchè è importante rilevare le collisioni? Rimanda il pacchetto Collisione 02_Ethernet _Ethernet - 13 Collision detection Formato del pacchetto ottetti Collisione ottetti ottetti 1 ottetto 6 ottetti 6 ottetti 2 ottetti ottetti ottetti 4 ottetti Preambolo SFD Payload Length (campo dati) PAD Coda Intestazione PAD: Padding SFD: Starting Frame Delimiter 02_Ethernet _Ethernet - 15

4 Delimitazione delle trame: Inter Packet Gap Ethernet v2 o IEEE 802.3? Possono convivere sulla stessa rete senza problemi Ethernet v2.0 >1500 Pacchetto o trama Pacchetto o trama Preambolo SFD Type Payload (campo dati) (TX) 9.6 µs min. (RX) 4.7 µs min. IPG (Inter Packet Gap - termine Ethernet v 2.0) IFS (Inter Frame Spacing - termine 802.3) 7 ottetti 1 ottetto 6 ottetti 6 ottetti 2 ottetti ottetti 4 ottetti Preambolo SFD IEEE Length Payload (campo dati) PAD PAD: Padding SFD: Starting Frame Delimiter 02_Ethernet _Ethernet - 17 Vari standard a livello fisico ISO/OSI IEEE / ISO Rete Data-Link fisico IEEE 802.2/ISO Logical Link Link Control 10BASE-T CSMA/CD Physical Layer Signaling (PLS) 10BASE2 100BASE5 PMA: Physical Medium Attachment AUI: Attachment Unit Interface MDI: Medium Dependent Interface 10BASE-F AUI PMA MDI Standard a livello fisico! IEEE stabilisce stabilisce 7 standard a livello fisico:! 10base5: usa il coassiale di tipo thick! 10base2: usa il coassiale di tipo thin! 10baseT: usa il doppino! FOIRL: usa la fibra ottica per connettere i repeater! 10baseFL: è un evoluzione del FOIRL per connettere repeater o stazioni! 10baseFB: è uno standard in fibra ottica con caratteristiche di fault tolerance! 10baseFP: è uno standard che fa uso di stelle ottiche passive! La velocità trasmissiva è sempre 10 Mb/s 02_Ethernet _Ethernet - 20

5 10baseT! Standard per IEEE su doppino UTP (Unshielded Twisted Pair)! Caratteristiche:! concepito per applicazioni d'ufficio! utilizzo di UTP a basso costo! facilità di connettorizzazione (RJ45)! Standard di tipo link (punto a punto):! richiede l'adozione di repeater per collegare le stazioni! la connessione tra repeater e stazione è fatta usando due doppini (due coppie):! TX stazione - RX repeater! RX stazione - TX repeater 10baseT! Concepito per adattare IEEE a cablaggi strutturati:! EIA/TIA 568! ISO/IEC 11801! TIA/EIA 568A! Cavo UTP 100 Ω! costo del cavo minore di 500 lire/metro! Lunghezza massima consigliata 100 m! 90 m di cablaggio strutturato! 10 m di cavetti di patch 02_Ethernet _Ethernet - 22 Connettori per 10baseT Il livello : logical link control ISO/OSI IEEE / ISO Rete Data-Link IEEE 802.2/ISO Logical Link Link Control CSMA/CD Presa Femmina da parete Spinotto (plug) maschio volante Connettori RJ45 a otto fili fisico Physical Layer Signaling (PLS) 10BASE-T 10BASE2 100BASE5 10BASE-F PMA: Physical Medium Attachment AUI: Attachment Unit Interface MDI: Medium Dependent Interface AUI PMA MDI 02_Ethernet _Ethernet - 25

6 La busta Estensione SNAP - Subnetwork Access Protocol! Non usata con trame Ethernet v2! Obbligatoria con trame IEEE ottetto 1 1 ottetto ottetto 3 ottetti 2 ottetti ottetti 4 ottetti 0hFE 0hFE 0h03 0h h0008 Information Length 1 ottetto 1 1 ottetto ottetto ottetti 0hFE 0hFE 0h03 Information 4 ottetti Intestazione DSAP SSAPControl Intestazione OUI Procol Type Estensione SNAP Coda Intestazione DSAP SSAP Control DSAP: Service Access Point SSAP: Service Access Coda DSAP: Service Access Point : Logical Link Control OUI: Organization Unique Identifier SNAP: Subnetwork Access Protocol SSAP: Service Access 02_Ethernet _Ethernet - 27 Dimensionamento della rete! In linea di principio basato sul massimo ritardo di propagazione! In pratica... Tipica topologia Ripetitore (hub) WAN Router F.O. 870 m UTP 100 m UTP 100 m F.O m F.O. 800 m Bridge Switch Dominio di collisione (3,67 Km) 02_Ethernet _Ethernet - 29

7 Ripetitori Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Rete Data Data Link Link Ripetitore Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Rete Data Data Link Link 02_Ethernet - 30