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

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

Ethernet: Struttura frame Adapter mittente incapsula IP datagram (o altro pacchetto del livello rete) in una frame Ethernet Preamble (8 byte): 7 byte di valore 10101010 seguiti da un byte di valore 10101011 usati per sincronizzare il ricevente con il clock del sender

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

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

Ethernet usa CSMA/CD A: sense channel, if idle then { wait 96 bits, transmit and monitor the channel; If detect another transmission 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}

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

Ethernet: Efficienza tprop = tempo max di propagazione tra 2 nodi della LAN ttrans = tempo di trasmissione frame di dimensione max Efficienza tende a 1 quando tprop tende a 0 Efficienza tende a 1 quando ttrans tende a ∞ Molto meglio di ALOHA pur essendo decentralizzato, semplice ed economico

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

10BaseT and 100BaseT Velocità 10/100 Mbps; 100 chiamata anche fast ethernet T indica Twisted Pair (doppino) Nodi connessi ad un hub: “topologia a stella”; 100 m distanza max tra nodi e hub Hub sono essenzialmente repeater a livello fisico: bit entranti in un link escono da tutti gli altri link nessun buffering dei frame nessun CSMA/CD all’hub: solo adapter scoprono le collisioni fornisce funzionalità di net management hub nodes

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

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