TEMAT 6 - 11.01.15
Protokoły w warstwie dostępu do sieci

1) Standard sieci Ethernet jako sieci lokalniej LAN - rodzaje, odległości pomiędzy komputerami w sieci
Standard Ethernet zosta opublikowany w latach 80. ubiegłego wieku. Transmisja osiągała szybkość do 10 Mb/s i była realizowana przez gruby kabel koncentryczny na odległościach do 500 m. Pierwotny standard technologii Ethernet był wielokrotnie poprawiany w celu dostosowania go do potrzeb nowych mediów transmisyjnych i większych prędkości transmisji. Obecnie rodzina technologii Ethernet obejmuje następujące standardy:
  • Ethernet (prędkość 10 Mb/s), 
  • Fast Ethernet (100 Mb/s), 
  • Gigabit Ethernet (1000 Mb/s), 
  • 10 Gigabit Ethernet (10 Gb/s), 
  • 40 Gigabit Ethernet (40 Gb/s)
  • 100 Gigabit Ethernet (100 Gb/s).
Standardy Ethernet
IEEE 802.3 standard protokołu CSMA/CD
IEEE 802.3u Fast Ethernet 100BASE-T
IEEE 802.3z Gigabit Ethernet
IEEE 802.3ab Gigabit Ethernet, 1000BASE-T
IEEE 802.11 bezprzewodowy Ethernet
IEEE 802.3ae 10 Gigabit Ethernet
IEEE 802.3bg 40 Gigabit Ethernet
IEEE 802.3bj 100 Gigabit Ethernet

 

2) Co to jest autonegocjacja
Technologie Ethernet określają sposoby ustalania przepustowości łącza sieciowego nazywane autonegocjacją. Interfejsy sieciowe mogą pracować w wielu trybach, w zależności od rodzaju wykorzystywanego w sieci medium. Celem autonegocjacji jest umożliwienie współpracy różnych urządzeń w trybie o najwyższej prędkości akceptowalnej przez wszystkie urządzenia w sieci.

Technologia pozwalająca określić tryb działania z jakim pracuje urządzenie po drugiej stronie łącza. Jest inicjowana na początku zestawiania łącza – uzgadnia wspólny tryb i szybkość połączenia, zazwyczaj największą wspólną z jaką mogą pracować obydwa urządzenia. W autonegocjacji wykorzystywana jest specjalna sekwencja szybkich impulsów łącza (ang. FLP – Fast Link Pulse) wysyłana przez karty NIC i koncentratory, pozwalająca zidentyfikować możliwości urządzenia wysyłającego. Ten mechanizm jest oparty na sygnalizacji integralności łącza (ang. LI – Link Integrity) wykorzystywanej w 10Base-T.

 

3) Schemat ramki sieci Ethernet, opis elementów ramki
Ramka Ethernet

Poszczególne elementy oznaczają:
• Preambuła — składa się z 7 bajtów złożonych z naprzemiennych jedynek i zer.
• SFD (ang. start frame delimiter), czyli znacznik początkowy ramki w postaci sekwencji 8 bitów (1 bajt).
• Adres MAC odbiorcy (6 bajtów).
• Adres MAC nadawcy (6 bajtów).
• Typ ramki (2 bajty).
• Dane (46 - 1500 bajtów) — jeżeli dane są mniejsze niż 46 bajtów, to są uzupełniane zerami.
• Suma kontrolna (4 bajty).
 
4) Protokół Frame Relay - opis
Frame Relay (FR) to sieć z komutacją pakietów, używana do łączenia odległych sieci lokalnych (LAN), przesyłania danych, obrazu i głosu oraz dostępu do Internetu. W tej technice informacja jest dzielona na ramki o zmiennej długości, które przenoszą dane między sieciami LAN, co pozwala na przekazywanie informacji między urządzeniami końcowymi sieci rozległych (WAN).
Frame Relay zapewnia komunikację połączeniową o przepływności do 45 Mb/s. Funkcjonuje na telekomunikacyjnych łączach cyfrowych odznaczających się niskim wskaźnikiem błędów. Frame Relay pozwala na łączenie sieci LAN, transmisję danych i gtosu, wideo-1 telekonferencje.
Sieć Frame Relay składa się z wielu urządzeń sieciowych połączonych kanałami fizycznymi, na których są tworzone połączenia wirtualne (logiczne). Mogą być one zestawiane na stałe (ang. Permanent Virtual Circuits — PVC) i tymczasowo (ang. Switched Virtual Circuits — SVC). Frame Relay zapewnia gwarantowaną szybkość transmisji (ang. Committed Information Rate — CIR).
 


 
5) Technologia ATM - opis
Asynchronous Transfer Mode (ATM) – szerokopasmowy standard komunikacji, realizujący przesył pakietów poprzez łącza wirtualne. Wybór drogi (routing) jest dokonywany tylko raz, przy zestawianiu łącza. Wszystkie pakiety należące do jednego połączenia wirtualnego są wysyłane tą samą trasą. Jest stosowany w sieciach MAN i WAN. Podstawową porcją danych w sieciach ATM jest komórka, która ma stalą dtugość 53 bajtów. Tworzy ją 5-bajtowy nagłówek ATM i 48 bajtów treści zasadniczej. Małe komórki o stałej długości doskonale nadają się do przesyłania gtosu i obrazów wideo, ponieważ ruch ten nie toleruje opóźnień. Ruch zawierający obrazy wideo i gtos nie musi czekać na przesianie większego pakietu danych.


 
6) Format pakietu IP
Zadaniem warstwy internetowej jest wybranie najlepszej ścieżki dla pakietów przesyłanych w sieci. Podstawowym protokołem działającym w tej warstwie jest protokół IP (ang. Internet Protocol). Protokół IP spełnia następujące zadania:
• definiuje format pakietu i schemat adresowania,
• kiemje pakiety do zdalnych hostów.

Aby możliwa była komunikacja w protokole IP konieczne jest nadanie każdemu hostowi adresu IP czyli unikalnego identyfikatora, który pozwoli na wzajemne rozpoznawanie się poszczególnych uczestników komunikacji. Użytkownicy Internetu nie muszą znać adresów IP. Nazwa www...com jest tłumaczona na adres IP dzięki wykorzystaniu protokołu DNS. Adres IP jest dostarczany każdemu użytkownikowi przez dostawcę internetu (ISP).

W warstwie internetowej modelu TCP/IP dziafają następujące protokoły:
  • Protokół IP, który zapewnia usługę bezpotączeniowego dostarczania pakietów przy użyciu dostępnych możliwości. Protokół IP nie uwzględnia zawartości pakietu, ale wyszukuje ścieżkę do miejsca docelowego. 
  • Protokół ICMP (ang. Internet Control Message Protocol), który pełni funkcje kontrolne i informacyjne. Jest on używany przez polecenia sprawdzające poprawność połączenia (np. polecenie ping). 
  • Protokół ARP (ang. Address Resolution Protocol), który znajduje adres warstwy łącza danych MAC dla znanego adresu IR
  • Protokół RARP (ang. Reverse Address Resolution Protocol), który znajduje adres IP dla znanego adresu MAC.
  • Protokoły routingu (RIR IGRR EIGRR OSPF, BGP).

Format pakietu IP

Poszczególne elementy oznaczają:
• Wersja — wersja protokołu IP.
• Długość nagłówka — wartość tego pola pomnożona przez 32 bity określa długość nagłówka w bitach.
• Typ usługi (ang. Type of Service — ToS) — określa klasę usług, wykorzystywany przy zarządzaniu ruchem.
• Rozmiar pakietu — rozmiar całego pakietu IP podany w bajtach.
• Identyfikator — używany podczas łączenia fragmentów danych.
• Flagi — jest to 3-bitowe pole, gdzie pierwszy bit określa, czy dany pakiet może zostać podzielony na fragmenty; drugi — czy pakiet jest ostatnim fragmentem. Trzeci bit nie jest używany.
• Przesunięcie fragmentu — określa kolejną pozycję przesyłanych danych w oryginalnym datagramie w celu jego późniejszego odtworzenia.
• Czas życia (TTL) — zawiera znacznik życia pakietu. Pole to jest liczbą zmniejszaną przez każdy router, przez który przechodzi. Kiedy wartość TTL osiągnie zero, pakiet jest zatrzymywany, a nadawca zostaje poinformowany, że pakietu nie udało się
dostarczyć.
• Protokół — oznacza kod protokołu warstwy wyższej — transportowej.
• Suma kontrolna nagłówka — służy do wykrywania uszkodzeń wewnątrz nagłówka.
• Adresy źródłowy i docelowy pakietu — adres IP nadawcy i odbiorcy pakietu.
• Opcje — dodatkowe informacje, nie zawsze używane, mogą dotyczyć na przykład funkcji zabezpieczeń.
• Wypełnienie — opcjonalne pole, które uzupełnia nagłówek pakietu zerami, aby jego wielkość była wielokrotnością 32 bitów.
• Dane — pole, w którym są transportowane właściwe dane.