www.SAMURAJ-cz.com 

17.12.2017 Daniel Translate to English by Google     VÍTEJTE V MÉM SVĚTĚ

Články

Ethernet - CSMA/CD, kolizní doména, duplex

Pátek, 03.08.2007 12:40 | Samuraj - Petr Bouška |
Čtvrtá část popisu základních termínů počítačových sítí se věnuje nejpoužívanější síťové technologii (hlavně v LAN) Ethernetu. Zároveň je zde popis souvisejících termínů kolizní doména a duplex (half a full). Pokud byste hledali třetí část, tak to je popis ISO/OSI modelu, který jsem zveřejnil již dříve.

Ethernet

Ethernet je rozsáhlá rodina síťových technologií. Ethernet dříve využíval pro přenos dat sdílené komunikační médium, kterým může být metalický či optický kabel. Ethernet je specifikován normou IEEE 802.3.

Ethernet je majoritní technologií při budování lokálních sítí (LAN), ale má velké zastoupení i u větších sítí. Síťová technologie spadá v ISO OSI modelu do druhé (linkové) vrstvy, ale také do první (fyzické) vrstvy. Definuje řadu parametrů, co se týče kabeláže (přenosového média) a signálů, to je 1. vrstva. Ale také popisuje způsob přístupu k síti a obecný adresovací formát, to je 2. vrstva.

Příkladem dalších síťových technologií, které byly většinově nahrazeny Ethernetem, je FDDI, Token Ring či ARCNET. Druhou technologií, která má význačnější podíl v LAN a jejíž použití roste, je WiFi - bezdrátová síť, standardizovaná v IEEE 802.11.

Původně se jako přenosové médium využíval tlustý koaxiální kabel (10Base-5 či slabý koaxiální kabel 10Base-2) v zapojení sdílené sběrnice. Přenosová rychlost byla 10Mb/s. Postupně byl nahrazen kroucenou dvojlinkou (twisted pair) zapojenou do hvězdy (využíval se hub). Při rychlosti 10Mb/s se označoval pouze ethernet (10Base-T). Poslední médium pro Ethernet je optické vlákno (10Base-F). Postupem času rostly rychlosti na 100Mb/s označované jako Fast Ethernet (třeba 100Base-TX), 1Gb/s označované jako Gigabit Ethernet (třeba 1000Base-T) a dnes máme standard i pro Desetigigabitový Ethernet (10GBase-T). Stejně tak byly huby nahrazeny switchi, tedy spoji bod-bod, a technologie se označuje přepínaný Ethernet (switched Ethernet), kde se již nevyužívá sdílené médium.

Pro určité typy Ethernetu je vždy definován patřičný kabel. Pro optiku můžeme mít jednovidová či mnohovidová vlákna daných parametrů. Pro metaliku se používá stíněná (STP - Shielded Twisted Pair) či nestíněná (UTP - Unshielded Twisted Pair) kroucená dvojlinka. Navíc je řazena do několika kategorií podle vlastností a možnosti použití pro určitý ethernet, máme například UTP kabel kategorie 3, 4, 5, 5e, 6, 6a či 7.

Přístup k médiu - CSMA/CD

Když je více zařízení, připojeno ke sdílené sběrnici, tak v jednu chvíli může komunikovat pouze jedno a ostatní mohou pouze naslouchat. Problém nastane, když více zařízení začne komunikovat najednou. V té chvíli dojde ke kolizi. Pro vysílání (přístup k médiu) se používá Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection (CSMA/CD) jako síťový kontrolní protokol.

Ethernet - sdílené médium

Algoritmus CSMA/CD

  1. zařízení, které chce vysílat, poslouchá, zda je linka volná
  2. pokud je volná, začne vysílat rámec
  3. odesílatel poslouchá, zda nedošlo ke kolizi
  4. pokud zjistí, že došlo ke kolizi, pošle jam signál
  5. po ukončení jamu si stanice, které vysílaly nastaví náhodný čas po který čekají
  6. po uplynutí času se začne bodem 1

Kolizní doména

Kolizní doména (collision domain) je část sítě, kde může dojít ke kolizi vysílání několika stanic. Tedy skupina zařízení, která jsou připojena na sdílené médium. To je v praxi příklad starých síťových rozvodů pomocí koaxiálního kabelu. Nebo používání hubů (rozbočovač), které přijatý paket přeposílají na všechna rozhranní mimo toho odkud přišel.

Kolizní doména

Dříve se pro rozdělení sítě na více kolizních domén (a jejich zmenšení) provedlo to, že se síť rozdělila na více segmentů a ty se propojily pomocí routeru. Pak se ale objevily switche (přepínač), které z principu své funkce, vytvářejí samostatné kolizní domény na každém rozhranní. Switch totiž posílá přijatý paket pouze na jedno rozhranní (v naučeném stavu) a provádí přepínání paketů.

Rozdělení kolizních domén

Pokud je do switche připojeno koncové zařízení nebo jiný switch a linka je plně duplexní, tak na této lince nemůže dojít ke kolizi. Prakticky to totiž znamená, že máme dvě komunikující zařízení na lince, a každé zařízení posílá data po vlastním páru vodičů.

Duplex

Half duplex - poloviční duplex znamená, že aktivní může být komunikace pouze v jednom směru.

Full duplex - plný duplex je ve chvíli, kdy můžeme zároveň vysílat i přijímat. V ethernetu se využívají dva páry vodičů (většinou, ale někdy čtyři), kdy polovina je použita pouze pro vysílání a polovina pro příjem. Odpadají zde problémy a zpoždění způsobená algoritmem CSMA/CD a teoretická rychlost je dvojnásobná (u fast ethernetu je 100Mb/s použito pro vysílání a 100Mb/s pro příjem).

Pozn.: Huby nepodporují plně duplexní komunikaci, protože, zde může dojít ke kolizi. Pokud dvě stanice vysílají najednou, hub to přijme a odešle na ostatní porty, takže vlastně odesílá kolizi.

zobrazeno: 29803krát | Komentáře [7]

Autor:

Související články:

Počítačové sítě - Computer networks

Tento seriál se věnuje základům počítačových sítí. Jsou zde stručně popsány důležité praktické aspekty, které by měl znát každý, kdo se o sítě zajímá.

Pokud se Vám článek líbil, tak mne potěšíte, když uložíte odkaz na některý server:

Pokud se chcete vyjádřit k tomuto článku, využijte komentáře níže. Pokud chcete poradit s nějakým problémem či diskutovat na nějaké téma, tak použijte fórum.

Komentáře

  1. [1] Gawain

    Dan je fakt hroznej mroží z**d...:-O

    Pondělí, 31.03.2008 09:40 | odpovědět
  2. [2] :-)

    :-O

    Čtvrtek, 17.04.2008 15:37 | odpovědět
  3. [3] Fajfka McKvak

    Nevim, proč jsem navštěvoval čtyři roky školu, když tady jsem to pochopil a naučil se za tři měsíce. (Nezahrnuji do toho "Cisco" ty podělaný certifikáty dělám ještě teď.)

    Čtvrtek, 04.02.2010 12:20 | odpovědět
  4. [4] Markéta

    odpověď na [3]Fajfka McKvak: nechodils náhodou na olomouckou ? :D

    Úterý, 29.05.2012 12:16 | odpovědět
  5. [5] Esc

    2 roky síťařiny na SPŠE Brno a stejně se zase učím odsud stejně jako na maturu :-D

    Pátek, 22.03.2013 12:17 | odpovědět
  6. [6] piča

    jsem zasranej pičus

    [em][/em]:-(:-O

    Pátek, 19.04.2013 16:13 | odpovědět
  7. [7] Arnošt

    :-)

    Pátek, 27.01.2017 12:09 | odpovědět
Přidat komentář

Vložit tag: strong em link

Vložit smajlík: :-) ;-) :-( :-O


Ochrana proti SPAMu, zdejte následující čtyři znaky image code

Nápověda:
  • maximální délka komentáře je 2000 znaků
  • HTML tagy nejsou povoleny (budou odstraněny), použít se mohou pouze speciální tagy (jsou uvedeny nad vstupním polem)
  • nový řádek (ENTER) ukončí odstavec a začne nový
  • pokud odpovídáte na jiný komentář, vložte na začátek odstavce (řádku) číslo komentáře v hranatých závorkách