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5-1 Ethernet Crediti Parte delle slide seguenti sono adattate dalla versione originale di J.F Kurose and K.W. Ross (© 1996-2003 All Rights Reserved)

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1 5-1 Ethernet Crediti Parte delle slide seguenti sono adattate dalla versione originale di J.F Kurose and K.W. Ross (© All Rights Reserved)

2 5-2 Ethernet Tecnologia LAN dominante: r Economica (poche decine di per scheda) r Prima tecnologia LAN usata diffusamente r Più semplce ed economica di Token Ring, FDDI e ATM r Ha adeguato la velocità negli anni: 10, 100, 1000 Mbps Progetto Ethernet originale di Metcalfe

3 5-3 Ethernet: Struttura frame Adapter mittente incapsula IP datagram (o altro pacchetto del livello rete) in una frame Ethernet Preamble (8 byte): r 7 byte di valore seguiti da un byte di valore r usati per sincronizzare il ricevente con il clock del sender

4 5-4 Ethernet: Struttura frame (cont.) r Addresses (6 byte): m se ladapter riceve frame con indirizzo coincidente (o boadcast) passa i dati nella frame al protocollo di livello rete m altrimenti ladapter cancella frame r Type (2 byte): indica il protocollo di livello più alto, principalmente IP ma altri possono essere supportati (Novell IPX, AppleTalk,…) r CRC (4 byte): controllato al receiver, se viene scoperto errore, la frame è semplicemente cancellata

5 5-5 Ethernet: Funzionamento r Connectionless: Nessun handshaking tra adapter del sender e del receiver r Inaffidabile: receiver non invia ack o nack al sender m flusso di datagram passati al livello rete può avere buchi m buchi verranno riempiti se lapplicazione usa TCP m altrimenti lapplicazione vedrà i buchi r Trasmissione in banda base m Segnale digitale inviato nel canale broadcast

6 5-6 Ethernet usa CSMA/CD A: sense channel, if idle then { wait 96 bits, transmit and monitor the channel; If detect another transmission then { abort and send jam signal; update # collisions; random delay as required by exponential backoff algorithm; goto A } else {done with the frame; set collisions to zero} } else {wait until ongoing transmission is over and goto A}

7 5-7 Ethernet usa CSMA/CD (cont.) Jam Signal: per essere sicuri che tutti i trasmettitori sono informati sulla collisione: 48 bit Exponential Backoff: r Obiettivo: adatta i tentativi di ritrasmissione alla stima del carico m heavy load: attesa random sarà più lunga r Algoritmo: dopo la m-esima collisione, ladapter sceglie un K a caso dal set {0,1,2,…,2 m -1}. Adapter aspetta un tempo pari a K*512 bit r Esempio m prima collisione: scegli K tra {0,1}; ritardo è 0 o 512 bit m dopo seconda collisione: scegli K tra {0,1,2,3}… m dopo dieci o più collisioni, scegli K tra {0,1,2,3,4,…,1023} (m=10 al max)

8 5-8 Ethernet: Efficienza r t prop = tempo max di propagazione tra 2 nodi della LAN r t trans = tempo di trasmissione frame di dimensione max r Efficienza tende a 1 quando t prop tende a 0 r Efficienza tende a 1 quando t trans tende a r Molto meglio di ALOHA pur essendo decentralizzato, semplice ed economico

9 5-9 Tecnologie Ethernet: 10Base2 r 10: 10Mbps; 2: 200 m. distanza max tra due host r cavo thin coaxial con una topologia a bus r max 30 nodi in 185 m r repeater usati per connettere segmenti multipli r repeater ripete bit che ascolta su uninterfaccia sulle altre interfacce: dispositivo solo di livello fisico! r 4 repeater max per creare 5 segmenti (925 m)

10 BaseT and 100BaseT r Velocità 10/100 Mbps; 100 chiamata anche fast ethernet r T indica Twisted Pair (doppino) r Nodi connessi ad un hub: topologia a stella; 100 m distanza max tra nodi e hub r Hub sono essenzialmente repeater a livello fisico: m bit entranti in un link escono da tutti gli altri link m nessun buffering dei frame m nessun CSMA/CD allhub: solo adapter scoprono le collisioni m fornisce funzionalità di net management hub nodes

11 5-11 Manchester Encoding r Usato in 10BaseT, 10Base2 r Ogni bit ha una transizione r Permette ai clock dei nodi sender e receiver di sincronizzarsi m non necessita di un singolo clock globale di sincronizzazione tra i nodi! r 100BaseT usa 4B5B

12 5-12 Gbit Ethernet r Usa formato frame della Ethernet standard (IEEE 802.3z) m compatibile allindietro con 10BaseT e 100BaseT r Permette uso di link punto-punto e canali condivisi broadcast m Switch per punto-punto m Hub (Buffered Distributors) per canali condivisi broadcast r Usa CSMA/CD per i canali condivisi; brevi distanze tra nodi per essere efficiente r Usa fibre ottiche (inizialmente) e cavi UTP cat. 5 r Full-Duplex a 1 Gbps per link punto-punto r 10 Gbps nuova estensione (IEEE 802.3ae) m Usata per le WAN


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