Công nghệ ethernet, fast ethernet, giga ethernet

Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội

Trang 1

Nhóm sinh viên th m sinh viên thự ực hi c hiệệnn

LLớớp đi p điệện t n tử ử 7 7 KK48 48::

Nguy Nguyễễn Th n Thế ế Lâm Lâm Tù Tùng ng

Nguy Nguyễễn n Hò Hòa a Bì Bình nh

Vũ Thị Vũ Thị Lan Lan

Trang 2

11 TTổổng quan v ng quan về ề công ngh công nghệ ệ Ethernet Ethernet

22 Ethernet Ethernet

33 Fast Ethernet Fast Ethernet

44 Giga Ethernet Giga Ethernet

Trang 3

11 11 Quá trình phát tri Quá trình phát triểểnn

11 55 Ưu đi Ưu điểểm công ngh m công nghệ ệ Ethernet Ethernet

Trang 4

ALOHANET

19761976: : Abramson và David Bogg đã thiAbramson và David Bogg đã thiếết kt kếế, , tritriểển khai n khai

mạ

mạng LAN đng LAN đầầu tiênu tiên

DDựựa trên nguyên lý ba trên nguyên lý bứức c xạ xạ trtrườường đing điệện tn từừ, , hhệ ệ ththốống ng

Ethernet ra đ

Ethernet ra đờời sau hi sau hệ ệ ththốống truyng truyềền sóng Ete n sóng Ete

(luminiferous ether)

Ethernet đEthernet đượược c cảcải thii thiệện trong n trong mạmạng ALOHANETng ALOHANET

19781978: : XeroxXerox, , DECDEC, , Intel đưa ra chuIntel đưa ra chuẩẩn cho n cho 1010 Mbps Mbps

Ethernet

Ethernet, , gọgọi là chui là chuẩẩn DIXn DIX

19831983: : chuchuẩẩn DIX cùng vn DIX cùng vớới i 22 thay đthay đổổi i nhỏ nhỏ đã trđã trở ở thành thành

chu

chuẩẩn IEEE n IEEE 802802 33

Ethernet không ngEthernet không ngừừng đng đượược phát tric phát triểểnn, , vvớới các phiên i các phiên

bả

bản mn mớới i ở ở 100100Mbps, Mbps, 10001000Mbps và cao hơnMbps và cao hơn

Trang 5

ngh nghệ ệ Ethernet Ethernet

Ethernet đEthernet đượược thic thiếết kt kế ế llấấp vào p vào khoảkhoảng trng trốống ging giữữa các ca các cự ự

chuyểển các thông đin các thông điệệp qua p qua mạmạng.ng

Ethernet phù hEthernet phù hợợp vp vớới môi tri môi trườường:ng:

Truy

Truyềền d n dữ ữ liliệệu t u tốốc đ c độộ cao cao

Truy Truyềền d n dữ ữ liliệệu t u tốốc đ c độ ộ cao cao

Tín hi Tín hiệệu r u rờời i rạ rạcc

Hay không th Hay không thườ ường xuyên có t ng xuyên có tốốc đ c độ ộ ddữ ữ liliệệu u ổổn đ n địịnh cao nh cao

11 22 Các đ Các đặặc đi c điểểm cơ m cơ bả bản n củ của công a công

Tham chiTham chiếếu trên mô hình OSIu trên mô hình OSI: : Ethernet trEthernet trở ở thành giao thành giao

Trang 6

Tại lớp vật lý (lớp 1 của mô hình OSI), một thiết bị lớp

vật lý Ethernet (PHY) kết nối môi trường truyền là cáp

quang hay cáp đồng với lớp MAC thông qua

Kiến trúc Ethernet chia lớp vật lý thành 3 lớp con:

PMD: cung cấp kết nối vật lý và báo hiệu cho môi

trường truyền, vd: các máy thu phát quang

PMA

PCS: gồm mã hóa (encoding, vd: 8B/10B) và một

serializer hay multiplexor (bộ dồn kênh)

Ethernet sEthernet sử dụử dụng chung chuẩẩn IEEE n IEEE 802802 33

Ethernet sEthernet sử dụử dụng cơ chng cơ chếế truy xutruy xuấấtt cảcảm nhm nhậận sóng mangn sóng mang

Ethernet sEthernet sử dụử dụng cơ chng cơ chế ế truy xutruy xuấất t cảcảm nhm nhậận sóng mang n sóng mang

có phát hi

có phát hiệện đn đụụng đng độ ộ CSMA/CDCSMA/CD

Công nghCông nghệ ệ Ethernet hiEthernet hiệện nay:n nay:

10 10Mbps Ethernet Mbps Ethernet

100 100Mbps: Fast Ethernet Mbps: Fast Ethernet

1000 1000Mbps: Giga Ethernet Mbps: Giga Ethernet

10 10Giga Ethernet Giga Ethernet

Trang 7

11 T Tổổng ng quan quan vvêề ̀ công công ngh nghêệ ̣ Ethernet

11 3 3 Ethernet MAC Sublayer Ethernet MAC Sublayer

Protocol

22 bbướ ước mã hóa trong công ngh c mã hóa trong công nghệ ệ Ethernet: Ethernet:

Mã hóa tín hi Mã hóa tín hiệệu (encoding), vd: u (encoding), vd: 88B/ B/10 10BB

Mã hóa đ Mã hóa đườ ường dây ng dây

Trang 8

11 3 3 Ethernet MAC Sublayer Ethernet MAC Sublayer

DA 6B

SA 2B

L/T 2bytes

Data+Pad Field 46-1500B

FCS 1B

1.3 Ethernet MAC Sublayer

DA (Destination Address): Chứa địa chỉ MAC nguồn

SA (Sourse Address): Chứa địa chỉ MAC đích

L/T (Length of datafield): Chỉ ra độ dài của trường dữ

liệu

Data+Pad Field: Có độ dài tùy ý, nội dung không được

chỉ định

FCS (Frame Check Sequence): Mang các thông tin cho

phép bên thu phát hiện và sửa lỗi

Trang 9

11 TTổổng quan v ng quan về ề công ngh công nghệ ệ Ethernet

Một tiến trình vốn được điều khiển bởi một sơ đồ kênh thống kê

Một trạm lắng nghe mạng để xác định nó có rảnh hay không,

sau khi cảm nhận rằng không có sự lưu thông trên dòng, trạm

tự do truyền

Nếu mạng đã đang được sử dụng, trạm sẽ thoát và được thử lại

Nếu nhiều trạm cảm nhận rằng mạng rảnh và truyền tải cùng

một lúc, một sự xung đột xảy ra, mỗi trạm thoát để thử lại tại

các khoảng thời gian xen kẽ

Trang 10

1.4 CSMA/CD

Carrier Sense Multiple Access (CSMA):

Máy trạm ‘nghe’ trạng thái đường truyền trước khi truyền y ạ g ạ g g y y

Nếu bận: đợi trong khoảng thời gian ngẫu nhiên hoặc tbackoff

đã được thiết lập

Nếu rỗi: bắt đầu truyền

tprop: thời gian truyền dẫn (do hiệu ứng capture channel)

Nếu tprop>x (a>1), hiệu quả như ALOHA và slotted ALOHA

1.4 CSMA/CD

1-persistent CSMA throghput (most greedy)

Bắt đầu truyền mỗi khi nghe thấy đường truyền rỗi y g y g y

Thông lượng cao hơn ALOHA nếu a nhỏ và ngược lại

Trễ nhỏ, hiệu quả thấp

Trang 11

1.4 CSMA/CD

Non-persistent CSMA throghput (least greedy)

Nghe đường truyền sau từng khoảng t g g y g g backoffbackoff

Thông lượng cao hơn 1-persistent CSMA khi a nhỏ

Trễ lớn, hiệu quả cao

1.4 CSMA/CD

P-persistent CSMA throghput (adjustable greedy)

Đợi đến khi đường truyền rỗi, truyền với xác suất p, hoặc chờ 1 ợ g y , y p, ặ

khoảng bằng mini-slot và truyền lại với xác suất 1-p

Trang 12

1.4 CSMA/CD

CSMA with Carrier Detect (CSMA/CD)

Kiểm soát xung đột và hủy bỏ quá trình truyền dẫn

Máy trạm khi cần truyền sẽ nghe đường truyền

Trước khi bắt đầu truyền, máy trạm tiếp tục nghe để phát

hiện xung đột

Nếu có xung đột, máy trạm dừng quá trình truyền dẫn và

thay đổi tbackoff

CSMA gây lãng phí x giây – thời gian truyền một khung

CSMA/CD giảm lãng phí xuống bằng đúng thời gian phát hiện

xung đột và hủy bỏ quá trình truyền dẫn

1.4 CSMA/CD

CSMA/CD model

Xung đột có thể phát hiện và giải quyết sau 2tprop

Tạo các khe thời gian với độ dài 2tprop trong khoảng thời gian

tranh chấp của các trạm cùng có yêu cầu truyền

Xác suất truyền thành công của 1 trong n trạm:

Trang 13

1.4 CSMA/CD

CSMA/CD throughput

Thông lượng cực đại: hệ thống chỉ luân phiên giữa thời gian g ợ g ự ạ ệ g p g g

tranh chấp và truyền khung

Thông lượng cực đại:

ρmax= x/(x+tprop+2etprop)

B1 Nếu môi trường là nhàn rỗi thì truyền ngược lại

B1 Nếu môi trường là nhàn rỗi thì truyền, ngược lại

sang B2

B2 Nếu môi trường là bận, tiếp tục lắng nghe cho

đến khi kênh rảnh truyền ngay tức thì

B3 Nếu phát hiện đụng độ trong quá trình truyền,

truyền một tín hiệu nhồi để cho các trạm khác biết và

ngừng việc truyền của chúng

B4 Sau khi truyền tín hiệu nhồi, đợi trong một thời

Trang 14

1.4 CSMA/CD

Ưu điểm khi sử dụng giao thức CSMA/CD:

Các trạm có quyền truyền dữ liệu trên mạng với số

lượng nhiều hay ít và một cách ngẫu nhiên hoặc bất

kì lúc nào có nhu cầu truyền dữ liệu ở mỗi trạm

Đơn giản

Mềm dẻo

Hiệu quả truyền thông tin cao khi lưu lượng thông tin

của mạng thấp

Việc thêm vào hay dịch chuyển các trạm trên tuyến

không ảnh hưởng các thủ tục của giao thức

1.4 CSMA/CD

Nhược điểm của CSMA/CD:

Hiệu suất của tuyến giảm xuống nhanh chóng khi phải tải quá

nhiều thông tin

Trễ thay đổi và không dự đoán được

Không thể áp dụng cho WLAN

Khó phát hiện xung đột trong môi trường vô tuyến

Transmitted power có khả năng lấn át received power nên

không thể hủy bỏ phiên truyền dẫn khi có xung đột

Can nhiễu giữa các trạm trong các mạng LAN khác nhau

Trang 15

11 TTổổng quan v ng quan về ề công ngh công nghệ ệ Ethernet

Đáp Đáp ứứng nhu cng nhu cầầu ngày càng tăng u ngày càng tăng củcủa chuya chuyểển n mạmạch góich gói

Chi phí cài đChi phí cài đặặt tht thấấpp

Độ Độ tin ctin cậậy caoy cao

ViViệệc cài đc cài đặặtt, , bảbảo trì tương đo trì tương đốối đơn i đơn giảgiảnn

Đáp Đáp ứứng yêu cng yêu cầầu ngày càng tăng u ngày càng tăng củcủa a thị thị trtrườường băng ng băng

thông r

thông rộộngng

⇒ Công ngh Công nghệệ Ethernet ngày càng đ Ethernet ngày càng đượ ược s c sử ử

⇒ Công ngh Công nghệ ệ Ethernet ngày càng đ Ethernet ngày càng đượ ược s c sử ử

dụ

dụng nhi ng nhiềều trong các h u trong các hệ ệ th thốống ng mạ mạng ng

Trang 16

11 TTổổng ng quan quan vvêề ̀ công công ngh nghêệ ̣ Ethernet Ethernet

Trang 17

10 10Base Base55

Chỉ Chỉ đđịịnh dùng cable đnh dùng cable đồồng ng trụtrục trc trở ở kháng kháng 50 50 ΩΩ

Dùng báo hiDùng báo hiệệu su sốố ManchesterManchester

Dùng báo hiDùng báo hiệệu su số ố ManchesterManchester

ChiChiềều dài tu dài tốối đa i đa củcủa ma mỗỗi segment là i segment là 500500mm

Độ Độ dài cable dài cable củcủa toàn ba toàn bộ mạộ mạng không vng không vượượt quá t quá 25002500mm

GiGiữữa a 22 trạtrạm m chỉ chỉ có mcó mộột đt đườường dng dẫẫn n củcủa segment và a segment và

repeater

GiGiữữa a 22 trạtrạm có tm có tốối đa i đa 4 4 repeaterrepeater

KhoảKhoảng cách tng cách tốối thii thiểểu giu giữữa các Tranceiver là a các Tranceiver là 22 55mm

SSố ố nút nút mạmạng tng tốối đa trên mi đa trên mộột segment t segment mạmạng là ng là 100100

10 10Base Base22

Chỉ Chỉ đđịịnh dùng cable đnh dùng cable đồồng ng trụtrục trc trở ở kháng kháng 50 50 ΩΩ

Dùng báo hiDùng báo hiệệu su sốố ManchesterManchester

Dùng báo hiDùng báo hiệệu su số ố ManchesterManchester

KhoảKhoảng cách ging cách giữữa các máy khách là a các máy khách là 00 55mm

PhảPhải si sử dụử dụng các Tng các T Connector Connector để để kkếết nt nốối vi vớới i

ConnectorBNC trên Adapter

ConnectorBNC trên Adapter mạmạngng

TT Connector Connector phảphải đi đượược kc kếết nt nốối tri trựực tic tiếếp vp vớới Adapter i Adapter

mạ

mạngng

ChiChiềều dài tu dài tốối đa i đa củcủa ma mộột segment là t segment là 185185mm

Độ Độ dài cable dài cable củcủa toàn ba toàn bộ mạộ mạng không vng không vượượt quá t quá 925925mm

Trang 18

10 10BaseT BaseT

SSử dụử dụng Cable UTP truyng Cable UTP truyềền tn tốốc đc độ ộ 1010 Mbps sMbps sử dụử dụng ng giảgiải i

ttầần cơ sn cơ sởở

Các nút Các nút mạmạng nng nốối dây vào mi dây vào mộột Hub trung tâmt Hub trung tâm

SSố ố llượượng máy tính tng máy tính tốối đa trong mi đa trong mộột t trạtrạm LAN m LAN 10241024

Cable Cable mạmạng ng phảphải là i là loạloại UTP Category i UTP Category 33,,44 hohoặặc c 55

Độ Độ dài tdài tốối đa i đa củcủa ma mỗỗi đi đoạoạn Cable không n Cable không bọbọc kimc kim((ttừ ừ Hub Hub

đế

đến Transceiver) là n Transceiver) là 100100mm

Độ Độ dài Cable ndài Cable nốối gii giữữa các máy tính là a các máy tính là 22,,5 5 mm

10 10BaseT BaseT

Phát triPhát triểển mn mộột LAN t LAN 1010Mbps dùng Mbps dùng cácáp xop xoắắn không đn không đượược c

bả

bảo vo vệệ UTPUTP

bả

bảo vo vệ ệ UTP UTP

ChiChiềều dài u dài củcủa ma mộột liên kt liên kếết khi dùng ct khi dùng cặặp xop xoắắn UTP n UTP bị bị gigiớới i

hạ

hạn n đếđến n 100100m m

Dùng cho Dùng cho dạdạng king kiểểu hình saou hình sao

Trang 19

10 10BaseF BaseF

SSử dụử dụng cáp sng cáp sợợi quang cùng các xung ánh sáng i quang cùng các xung ánh sáng để để

hiệệu điu điệệnn

Cho phép các user đCho phép các user đạạt đt đượược các ưu thc các ưu thế ế vvề ề ccự ự ly và các ly và các

đđặặc tính truyc tính truyềền dn dẫẫn khi dùng cáp quangn khi dùng cáp quang ChuChuẩẩn này gn này gồồm m

33 đđặặc c tả tả chính:chính:

10 10 Base FP Base FP ((Passive Passive): ): M Mộột c t cấấu hình passive u hình passive star star ((dạ dạng sao ng sao thụ thụ

đđộộng ộộ gg)) ng) ) để để liên k liên kếết các máy t các máy trạ yy ạạ trạm và các repeater v m và các repeater vớới i 11 km trên pp km trên

m

mộột segment t segment

10 10 Base FP Base FP ((Link Link): ): Đ Địịnh nh nghĩ nghĩa m a mộột liên kêt đi t liên kêt điểểm n m nốối đi i điểểm có th m có thể ể

nnốối các i các trạ trạm và cách các repeater cách xa nhau m và cách các repeater cách xa nhau đế đến n 2 2 km km

10 10 Base FB Base FB ((Backbone Backbone): ): Đ Địịnh nh nghĩ nghĩa m a mộột liên k t liên kếết đi t điểểm n m nốối đi i điểểm m

có th

có thể ể kkếết n t nốối các repeater cách nhau i các repeater cách nhau đế đến n 2 2 km km

Trang 20

3 Fast Ethernet

Tốc độ truyền dữ liệu: 100Mbps

ẩ

Chuẩn IEEE 802.3u

Có thể thực hiện ở chế độ song công, bán

Chế độ bán song công truyền lưu lượng 100Mbps,

chế độ song công, truyền lưu lượng 200Mbps

dùng 2 cặp cáp xoắn, một cho truyền và một cho

nhận Có thể dùng STP hay UTP loại 5

100BASE-T4: Dùng 4 cặp cáp xoắn UTP loại 3,4

hay 5.

Trang 21

Sử dụng cáp sợi quang

Chiều dài lớn nhất của đoạn cáp: 2000m

Trang 23

4.1 Giga Ethernet

Có tốc độ truyền dữ liệ̣u cao: 1 Gbps

Ứng dụng trong mạng LAN WAN

Ứng dụng trong mạng LAN, WAN

Độ dài cáp của toàn bộ mạng lên tới 5km

Kích thước mỗi gói tin: 64 – 1,514 bytes

2 phương thức hoạt độ̣ng:

Song công (full-duplex)

Bán song công (half-duplex)

4.1 Giga Ethernet

Full-duplex:

Cho phép việc truyền và nhận tín hiệu cả 2 hướng

cùng một lúc

Sử dụng khi kết nối giữa chuyển mạch trung tâm với

máy tính hoặc với chuyển mạch khác

Giao thức CSMA/CD không được sử dụng

Trang 24

4.1 Giga Ethernet

Half-duplex:

Việc truyền và nhận tín hiệu không đồng thời

Sử dụng kết nối máy tính với 1 hub

Trang 25

Chuẩn IEEE 802.3ab

Hỗ trợ full-duplex

Sử dụng cáp xoắn CAT5 4 cặp dây trở kháng vào 100ΩΩ

Encoding: PAMEncoding: PAM55xx55

ChiChiềều u dàdài li lớớn nhn nhấất dây t dây cácáp: p: 100100mm

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	542 KB