21. LAN – fyzická a spojová vrstva

21. LAN – fyzická a spojová vrstva

• Objasnite, čo je kolízna a broadcastová doména a ktoré zariadenia ovplyvňujú ich počet a veľkosť
• Vymenujte a porovnajte fyzické a logické topológie sietí
• Charakterizujte LAN vo fyzickej vrstve z hľadiska topológie, médií a kódovania –

Viď prezentácia fyzická vrstva , vyhľadajte na Internete prehľadnú tabuľku

• Charakterizujte úlohu linkovej vrstvy, vysvetlite MAC adresu
• Analyzujte  prístupové metódy CSMA/CD, CSMA/CA a token-passing

Vypracovanie:

1. Objasnite, čo je kolízna a broadcastová doména a ktoré zariadenia ovplyvňujú ich počet a veľkosť

Niekedy je potrebné pripojiť ďalšie sieťové zariadenie, napr. HUB na port sviču. Je

to vykonávané za účelom pripojenia väčšieho počtu PCs na sieť. Keď je HUB pripojený na port sviču, svič priradí MAC adresy všetkých PCs tohto HUBu s jedným portom sviču. Ak náhodou jeden PC pripojený na HUB vysiela správu na PC rovnakého HUBu, svič prijme správu, skontroluje ju s MAC tabuľkou, a keď zistí že obidva PCs sú pripojené na rovnakom porte správu zahodí. Keď na HUBe pripojeného na port sviču vznikne kolízia, Hub pošle na všetky PCs poškodené správy ako výsledok kolízie. Svič túto kolíziu nešíri ďalej. Každý svič port tvorí vlastnú kolíznu doménu.

Kolíznu doménu rozdeľuje svič, pretože vytvára samostatné obojsmerné virtuálne spojenia. Každý port sviču tvorí vlastnú kolíznu doménu. Zapájaním väčšieho počtu Hubov sa zväčšuje riziko kolíznych situácií. Je jasné, že čím viac je PC zapojených pomocou sviču, tým je väčšia broadcatová doména a sieť sa spomaľuje.

Broadcastovú doménu rozdeľuje smerovač, nakoľko broadcastové správu sa šíria len v danej LAN.

Som tu nový, chcem, aby všetci vedeli moje meno. Pošlem broadcast, aby som sa predstavil

2. Vymenujte a porovnajte fyzické a logické topológie sietí

Topológie PC sietí

Charakterizuje, akým spôsobom sú medzi sebou prepojené počítače. Topológia môže byť:

a)       fyzická - ako sú fyzicky zariadenia navzájom zapojené

1.       zbernicová (bus) 

·         Všetky uzly sú pripojené k jednému priamemu vedeniu  a žiadne iné spojenie medzi nimi neexistuje.

·         Umožňuje pre všetky zariadenia vidieť všetky správy, zariadenie, pre ktoré je správa určená, ju prijme. – na základe cieľovej MAC adresy v rámci a MAC adresy v NIC

2.       kruhová (ring)

·         Je to jednoduchý uzavretý kruh, v ktorom každé zariadenie je spojené s dvomi susednými.

·         Všetky zariadenie sú vzájomne priamo prepojené.

·         Správa sa šíri jedným smerom od jedného zariadenia k druhému a každé ho posiela ďalej k svojmu susedovi, až kým nedôjde k cieľovému počítaču.

·         Výpadok ktorého zariadenia spôsobí haváriu celej siete.

3.       hviezdicová (star)

·         Hviezda má centrálny uzol, ku ktorému sa pripájajú všetky ostatné uzly,  zvyčajne je to rozbočovač (hub) alebo prepínač (switch).

·         Všetky informácie prechádzajú cez centrálne zariadenie – výhodné kvôli bezpečnosti.

·         Správa sa šíri po celom vedení, cieľová stanica ju prijíma.

·         Výhoda:  všetky prepojenia prechádzajú cez stred, čo umožňuje pohodlnú komunikáciu medzi zariadeniami.

·         Nevýhoda:  ak sa centrálny uzol pokazí, zruší sa celá sieť.

4.       stromová niekedy označovaná ako hierarchická (tree)

·         Môžeme si ju predstaviť ako časť rozšírenej hviezdice, s kmeňom stromu, miesta centra.

·         Jej stredom je riadiaci PC označený ako koreň. Komunikácia je vedená vždy cez koreň.

·         Tok  informácií je hierarchický.

·         Nevýhoda: pokiaľ dôjde k havárií koreňa, vypadne celá sieť. Keď vypadne uzol, spôsobí výpadok celého podstromu siete.

5.       zmiešaná (mesh)

·         Všetky uzly sú vzájomne prepojené.

·         Vyžaduje veľký počet káblov a vykazuje vysokú spoľahlivosť, ťažko sa rozširuje, a preto je málo používaná.

·         Výhody: z prepojenia vyplýva, že pri poruche niektorého z vedení sa  sieť nenaruší.

·         Nevýhody: je použiteľná len pre malé siete.

b)       logická - definuje tok informácií v sieti (ktoré zariadenie zapojené do siete môže vysielať a prijímať informácie). Logická topológia siete hovorí o tom, akým spôsobom sa dáta v sieti pohybujú medzi stanicami. Logická topológia je nezávislá od fyzickej.

   V praxi sa používajú dve logické topológie:

1)       zbernica - v tejto logickej topológii sa dáta šíria od vysielajúcej stanice k všetkým ostatným staniciam naraz. Typickým predstaviteľom tejto topológie je sieť Ethernet.

2)       kruh - v tejto logickej topológii sa doručované dáta posúvajú v istom pevnom poradí od jednej stanice k druhej. Stanica, ktorej dáta patria, si ich preberie, všetky ostatné stanice tieto dáta ignorujú.

3. Charakterizujte LAN vo fyzickej vrstve z hľadiska topológie, médií a kódovania –  

viď http://www.srajdy.yw.sk/odborne.pdf- maturita odborna časť Handlová

fyzické topologie

fyzické parametre- presluch, utlm

typy prenosových médií, káble – STP, UTP koaxiál, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-T,,,,,-F atď.

typy kódovania- kód RZ, NRZ, diferenciálny RZ- viď  kodovania binárneho signálu

4. Charakterizujte úlohu linkovej vrstvy, vysvetlite MAC adresu

Tri základné funkcie zabezpečované linkovou vrstvou:

rámcová synchronizácia – dáta sú vysielané v blokoch (rámcoch), pričom začiatok a koniec bloku musí byť ľahko identifikovateľný

jednoduché riadenie toku – vysielacia stanica nesmie dáta vysielať rýchlejšie ako je prijímacia stanica schopná dáta prijímať- flow control

kontrola chýb – musia byť detekované a pokiaľ možno opravené/odstránené chyby vzniknuté v prenosovom rámci, pomocou CRC kódu

Sieť ethernet používa MAC adresu v dĺžke 48 bitov,vyjadrenú 12-timi hexa číslami. Prvých hexa čísel sú spravované organizáciou IEEE – identifikujú výrobcu. Táto časť MAC adresy je známa ako OUI.

Zostávajúcich 6 čísel predstavuje sériové číslo NIC spravované výrobcom NIC

Je napálená v ROM a keď sa inicializuje NIC je prekopírovaná do RAM

5. Analyzujte  prístupové metódy CSMA/CD, CSMA/CA a token-passing