بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
شبکه هاي کامپيوتري
مبحث ششم: پروتکل TCP/IP
بخش چهارم: پروتکل اترنت
اسلاید 2 :
IEEE 802 LAN standards
MAC
LLC
در استاندارد IEEE 802 یک لایه LLC وجود دارد و برای هر تکنولوژی ارتباطی MAC مرتبط با آن تکنولوژی درنظر گرفته شده است
زیر لایه MAC خدمات ارسال بدون اتصال را فراهم میکند. بطور عمومی در زیر لایه MAC هیچ گونه کنترل خطا انجام نمیشود
پروتکل اترنت شامل 802.2+802.3 به همراه لایه فیزیکی میباشد
اسلاید 3 :
LAN Standards (IEEE)
اسلاید 4 :
اترنت
در تکنولوژی های LAN از دیگران پیشروتر است
بسیار ساده است حتی برای نرخ های ارسال 100Mbps
پر استفاده ترین تکنولوژی مورد استفاده در شبکه های LAN است
نسبت به token LANs و ATM ساده تر است
برای تبادل اطلاعات با نرخهای بالاتر: 10, 100, 1000, 10000, 40000 Mbps نیز توسعه یافته است
اسلاید 5 :
اترنت از CSMA/CD استفاده میکند
واسط ارسال تا زمانی که دیگران در حال ارسال هستند، شروع به ارسال نمیکند (carrier sense)
به محض مشاهده اینکه ایستگاه دیگری در حال ارسال است، واسط ارسالش را متوقف میکند (collision detection)
پیش از تلاش برای ارسال مجدد، واسط یک زمان تصادفی را منتظر میماند (random access)
واسط های مختلف بطور میتوانند به کانال دسترسی داشته و اطلاعات خود را روی کانال قرار دهند (multiple access)
exponential backoff: after the mth collision, adapter chooses a K at random from {0,1,2,…,2m-1}. Adapter waits K×512 bit times and starts to transmit (if channel is empty)
اسلاید 6 :
Frame Ready for Transmission
Sense Channel
Channel Busy
Frame Transmission & Channel Sense
Busy
Collision
Abort Transmission;
Send Jam Signal(3Bytes)
Frame successfully transmitted
Yes
Wait Inter-frame Gap
96 bit-time
Increment Attempts
N++
Too Many Attempts?
Unsuccessful transmission, Excessive Collisions
فلوچارت ارسال بسته در پروتکل اترنت
Inter-frame Gap allows receivers time to settle
N=15
N<15
N<10
yes
K=N
K=10
Select A Random Integer R=(0 to 2k-1)
wait R×512 bit times
Set Attempt N=0
Exponential backoff
اسلاید 7 :
فرمت فریم اترنت
0-46
Preamble: 10101010 …, trains clock-recovery circuits.
Start of Frame Delimiter: 10101011, indicates start of frame.
Destination Address: 48-bit globally unique address assigned by manufacturer.
Type: Indicates the higher layer protocol, mostly IP (e.g. IP = 0x0800) but others may be supported such as Novell IPX and AppleTalk.
Pad: Zeroes used to ensure minimum frame length
Cyclic Redundancy Check: checked at receiver, if error is detected, the frame is simply dropped.
Bytes:
46 to 1500 Bytes
Mini :6+6+2+46+4= 64 Bytes (512 bits)
Max :6+6+2+1500+4= 1518 Bytes
اسلاید 8 :
سرویس بدون اتصال، غیر قابل اعتماد
Connectionless: هیچ گونه همگام سازی و هماهنگی بین فرستنده و گیرنده صورت نمی پذیرد.
Unreliable: ماشین دریافت کننده پیامهای ACK و یا NACK را برای فرستنده ارسال نمیکند
برخی از دیتاگرامها از دنباله دیتاگرامهای ارسال شده به شبکه ممکن است به مقصد نرسند
چنانچه پروتکل لایه بالا TCP باشد، دیاگرامها مجدد ارسال شده و برنامه کاربردی حذف بسته ها را متوجه نمیشود
در غیر اینصورت برنامه کاربردی متوجه حذف بسته ها میشود
اسلاید 9 :
آدرس های شبکه و آدرس های فیزیکی
آدرس IP 32 بیتی:
آدرس منطقی لایه شبکه میباشد
برای تحویل دیتاگرامها به مقصد در شبکه IP استفاده میشود
آدرس فیزیکی (آدرس MAC یا آدرس اترنت):
برای انتقال دیتاگرام از یک میزبان به میزبان دیگر در همان شبکه استفاده می شود
یک آدرس 48 بیتی (6 بایتی) میباشد که در حافظه خواندنی NIC ثبت شده است.
اسلاید 10 :
فرایند تبدیل آدرس منطقی به آدرس فیزیکی
همانطور که قبلاً اشاره شد در پروتکل IP از آدرسهای منطقی برای شناسایی میزبانها استفاده می شود.
هنگامی که بسته IP به لایه پیوند داده تحویل و از طریق SAP به پروتکل اترنت وارد میشود باید فریم مربوطه تولید شود.
تولید فریم مستلزم دانستن آدرس فیزیکی گیرنده است.
فرایند یافتن آدرس فیزیک از روی آدرس منطقی توسط پروتکل ARP انجام میشود.
Address Resolution Protocol
اسلاید 11 :
آدرس فیزیکی
اختصاص آدرس MAC توسط IEEE مدیریت میشود.
به هر شرکت صنعتی که قصد تولید NIC داشته باشد، یک فضای آدرس اختصاص می یابد.
آدرس فیزیکی مربوط به هر NIC منحصر بفرد است
در مقایسه با آدرسهای منطقی IP، که بصورت سلسله مراتبی بودند، آدرسهای فیزیکی یک طراحی مسطح دارند
شما میتوانید هر کارت شبکه ای را در هر کجای شبکه استفاده کنید
برای استفاده از یک آدس IP باید قوانین به شناسه شبکه و اطلاعات میزبانها رعایت شود
اسلاید 12 :
فرمت آدرس فیزیکی
هر شرکت تولیدی (برای مثال 3com) یک شناسه منحصر بفرد با عنوان vendor block code دارد
به هر دستگاه تولید شده توسط شرکت یک شناسه منحضر بفرد داده میشود.
اسلاید 13 :
آدرسهای منطقی و فیزیکی
1A-23-F9-CD-06-9B
8B-B2-2F-54-1A-0F
49-BD-D2-C7-56-2A
5C-66-AB-90-75-B1
61-BC-85-50-C1-7B
B1-C6-A1-0B-B9-80
LAN
240.108.12.01
240.108.12.02
240.108.12.03
240.108.12.04
240.108.12.05
240.108.12.06
Each Adapter on LAN has unique LAN address
Network Interface Card (Adaptor)
اسلاید 14 :
مساله مسیریابی را در نظر بگیرید
میزبان A، بسته ای برای ارسال به B مهیا میکند:
از آنجا که B در شبکه محلی است، میزبان A، آدرس فیزیکی B را جستجو میکند
یک فریم در لایه پیوند داده تولید و برای B ارسال میشود.
اسلاید 15 :
پروتکل ARP Address Resolution Protocol
هر گره در شبکه IP (میزبان و یا روتر) دارای یک جدول ARP میباشد.
جدول ARP: نگاشت آدرس IP به MAC را انجام میدهد
وارده ها بصورت زیر هستند:
< IP address; MAC address; TTL>
TTL (Time To Live): هر وارده در جدول ARP دارای یک مدت زمان عمر میباشد و بعد از سپری شدن این زمان، این وارده حذف میشود (بطور معمول، حداکثر این مقدارد 20 دقیقه میباشد)
سوال: چگونه با دانستن آدرس منطقیB، آدرس فیزیکی B را پیدا کنیم؟
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4
223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2
223.1.3.1
223.1.3.27
اسلاید 16 :
فرایند عملیاتی ARP
FTP
TCP
Ethernet driver
ARP
TCP
resolver
ARP
Ethernet driver
Ethernet driver
ARP
hostname
hostname
IP addr
Establish connection
with IP address
Send IP datagram
to IP address
ARP request (Ethernet broadcast)
LAN
اسلاید 17 :
نحوه روتینگ در شبکه LAN
A میخواهد دیتاگرامی را برای B ارسال کند.
اگر آدرس فیزیکی B در جدول ARP، A باشد از آن استفاده میکند
فرض کنید A آدرس فیزیکی B را نمیداند.
در اینصورت A پیام ARP Request را بصورت همه پخشی ارسال میکند.
B پیام ARP Request را دریافت میکند و پاسخ آنرا برای A در یک پیام تک پخشی ارسال میدارد
اطلاعات مربوط به جدول ARP اصطلاحاً soft state هستند یعنی با گذشت زمان و طی شدن طول عمر، از بین میروند و برای باقی ماندن در جدول باید بروزرسانی شوند.
همچنین جدول ARP، یک جدول از نوع “plug-and-play” میباشد. یعنی پس از ورود گره به شبکه بصورت خودکار ایجاد و اطلاعات آن بروز میشود.
اسلاید 18 :
هدایت بسته ها به شبکه دیگر
LAN1
1A-23-F9-CD-06-9B
240.108.12.01
49-BD-D2-C7-56-2A
240.108.12.03
61-BC-85-50-C1-7B
240.108.12.02
LAN2
B1-C6-A1-0B-B9-80
40.211.7.200
40.211.7.200
33-5A-18-0E-CC-12
Walkthrough: ارسال دیتاگرام از A به B با استفاده از روتر R (فرض بر این است که A آدرس B را میداند)
در روتر ها به ازای هر یک از شبکه های متصل به روتر یک جدول ARP ایجاد میشود.
اسلاید 19 :
802.3 Ethernet Standards: Link & Physical Layers
استانداردهای مختلفی برای اترنت وجود دارد
باتوجه به نوع رسانا و سرت ارسال، این استانداردها تدوین شده اند.
2 Mbps, 10 Mbps, 100 Mbps, 1Gbps, 10G bps
MAC protocol
and frame format
100BASE-TX
100BASE-T4
100BASE-FX
100BASE-T2
100BASE-SX
100BASE-BX
