10. Ethernet MreYna Arhitektura

7/23/2019 10. Ethernet MreYna Arhitektura

http://slidepdf.com/reader/full/10-ethernet-mreyna-arhitektura 1/33

Računarske mreže

PREDAVANJE 10

Ethernet mrežna arhitektura

Originalni Ethernet je razvijen 1970. godine u Xerox Corporation kao eksperimentalna mreža sa

koaksijalnim kablom koja je raila sa protokom o 3 Mb/s. Korišten je protokol CSMA/CD ( Carrier Sence

Multiple Access Collision Detect) za sporaični i povremeno vrlo intenzivan saobradaj. Sam Ethernet ne

čini mrežu, potreban mu je protokol kao što je TCP/IP ili SPX/IPX koji de omoguditi komunikaciju između

čvorova. Prenos poataka u Ethernet mreži se može ovijati kao jenosmjerna (half-duplex) ili potpuno

dvosmjerna komunikacija ( full-duplex ). Ethernet ima veliki broj prednosti kao što su:

-

mreže su jenostavne za planiranje i ekonomične za instalaciju,

-

mrežne komponente su jeftine,

-

tehnologija se pokazala kao pouzdana,

- jenostavno je oati i ostraniti računare sa mreže,

- poržavaju ga mnogi softverski i harverski sistemi.

Glavni problem Etherneta je što se korisnici „takmiče“ za pristup mreži i nema garancije a de korisnik

modi a pristupi mreži uvijek kaa ima poataka za slanje. Naime, o problema olazi kaa va ili više

korisnika želi a koristi mrežu u isto vrijeme. U tome slučaju olazi o suara (kolizije) poataka različitih

korisnika. Korisnici mora a prestanu sa slanjem i a čekaju oređeno vrijeme ok mreža ne postane

slobona. Današnje mreže bazirane na Ethernet tehnologiji ozvoljavaju protoke i o rea Gb/s.

Ethernet je trenutno najpopularnija mrežna arhitektura za LAN. Na slici ole je prikazana jenostavna

Ethernet mreža sa topologijom magistrale. Kabal na oba kraja ima terminatore. Za regulisanje mrežnog

saobradaja u glavnom kablu se koristi metoa CSMA/CD.

Slika. Ethernet u topologiji magistrale

Ethernet meiji su pasivni, što znači a im nije potrebno napajanje, a mreža može a „pane" jeino ako

je meij fizički presječen, u kratkom spoju ili nepravilno terminiran.

Ethernet je najviše korištena mrežna tehnologija u LAN mrežama. Digital Equipment Corporation (DEC) i

Intel su 1979. godine ujedinili snage sa Xeroxom da bi standardizovali sistem. IEEE je uveo 1983. godine



službeni stanar za Ethernet i nazvao ga IEEE 802.3 po imenu radne grupe odgovorne za njegov razvoj,

a 1985. goine uveena je verzija 2 (IEEE 802.3a). Ethernet je preživeo niz goina, u osta velikoj meri

zahvaljujudi svojoj velikoj fleksibilnosti i relativnoj jenostavnosti za implementaciju i razumevanje.

Razlog uspjeha je u tome što Ethernet ima obru ravnotežu izmeju brzine, cene i lakode instalacije.

Obor IEEE 802.3 efinirao je različite inačice stanara Ethernet ovisno o vrsti korištenog prijenosnog

medija i o prijenosnoj brzini. Postoji 9 osnovnih tipova mrežnih meija koji se koriste u Ethernet

mrežama: 10BASE-5, 10BASE-2, 10BASE-T, 10BASE-F, 100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX, 1000BASE-

TX, 1000BASE-FX. Prilikom označavanja stanara fizičkog sloja, obor IEEE 802.3 je primijenio

jednostavno pravilo (ientifikatori uključuju 3 informacije):

Prvi dio (na početku naziva inačice stanara) je prijenosna brzina: npr. 10BASE5, pri čemu 10

označava prijenosnu brzinu 10Mbit/s).

Drugi dio označava način prenosa: u osnovnom pojasu npr. 10BASE5, BASE dolazi od engleske

riječi baseband (osnovni opseg) ili npr. 10BROAD36 je širokopojasni opseg pri čemu riječ BROAD

olazi o engleske riječi broadband .

Tredi dio identifikatora predstavlja tip ili maksimalnu dozvoljenu užinu segmenta izraženu ustotinama metara. Npr. 10BASE5 za koaksijalni kabal broj 5 inicira užinu segmenta o 500 m,

dok kod 10BASE-T, 10BASE-F oznake T i F označavaju twisted-pair odnosno fiber-optic kabal .

Slika. Hijerarhija Ethernet tipova

Nekoliko glavnih standardnih tipova Etherneta su:

standardni, ili sa debelim kablom (thickwire) Ethernet (10BASE-5),

sa tankim kablom, thinnet (ili thinwire) Ethernet ili Cheapernet (10BASE-5),

Ethernet sa upredenim paricama (10BASE-T),

Ethernet sa optičkim kablovima (10BASE-F),

Brzi Ethernet (100BASE-TX ili 100VGAnyLAN),

Gigabitni Ethernet (1000BASET ili 1000BASE).

Ukoliko se radi o prijenosu podataka optičkim kabalom ili kabalom sa uvijenim paricama, najčešde su

(danas) mogude brzine prijenosa:



Ethernet okvir može a ima između 64 i 1518 bajtova, ali se za sam okvir koristi najmanje 18 bajtova, pa

za poatke ostaje između 46 i 1500 bajtova. Svi okviri sarže kontrolnu informaciju i imaju ientičnu

osnovnu organizaciju.

Slika. Ethernet okvir Slika. Struktura Ethernet paketa u bitima

Na slici ispod je prikazana struktura IEEE 802.3 i Ethernet DIX okvira. U strukturu Ethernet okvira

najčešde se ubrajaju i va početna polja, nazvana preambula (eng. preamble) i oznaka početka okvira

(Start Frame Delimiter – SFD). Međutim, preambula ima značenje samo na fizičkom sloju (pri slanjuokvira kreira se na fizičkom sloju, a prilikom prijema okvira fizički sloj uklanja preambulu i ne prosljeđuje

je na posloj MAC). Polje SFD koristi se samo za oređivanje početka okvira (sinkronizacija na razini

okvira). Sva ostala polja čine tzv. Ethernet paket (taj pojam ne treba brkati s paketima kao protokolnim

poatkovnim jeinicama mrežnog sloja, kao što je npr. IP paket).

Slika. Struktura IEEE 802.3 i Ethernet DIX okvira (uljine polja okvira su izražene brojem okteta)

Protokol Ethernet kapsulira u okvir poatke primljene o protokola mrežnog sloja. Sam okvir je niz

bitova s kojim počinje i završava se svaki Ethernet paket koji se prenosi kablom. Okvir se sastoji o

zaglavlja i ponožja. Oba bloka čine polja sa specifičnim informacijama, koje su neophodne da bi svaki

paket stigao tamo gdje treba. Obični, brzi i gigabitni Ethernet koriste isti format okvira.

Preambula (7 bajtova) Polje preambule sastoji se od 7 bajtova naizmjeničnih nula i jedinica. Omogudava

da komunikacioni sistemi sinhronizuju signale takta, a poslije toga se odbacuje. U okviru DIX Etherneta,preambula ima 8 bajtova. Preambulu čini seam okteta o kojih svaki sarži isti slije bita: 10101010.

Preambula je namijenjena sinkronizaciji na razini bita. Prijemnik koristi ovaj slijed od 56 bita kako bi

obnovio takt s kojim je otični okvir poslan. Na taj se način postiže usklađenost takta između preajnika

i prijemnika. Polje SFD sarži fiksni slije o osam bita: 10101011. Polje oreišne ares e (Destination

Address – DA) oređuje MAC aresu krajnjeg uređaja kojem se otični okvir šalje, a polje izvorišne

adrese (Source Address – SA) oređuje MAC aresu krajnjeg uređaja koji šalje taj okvir.



Početak graničnika okvira (1 bajt) Ovo polje (engl. Start of Frame Delimiter, SFD) sarži 6 bitova

naizmjeničnih nula i jedinica, iza kojih dolaze dvije uzastopne jedinice. To je signal prijemniku da slijedi

sam okvir i da su dolazedi poaci io poataka paketa koje treba smjestiti u memorijski bafer mrežne

kartice radi dalje obrade. Za razliku od standarda IEEE 802.3, okviri po standardu DIX Ethernet nemaju

zasebno polje SFD. Ipak, posljednja dva bita preambule su dvije uzastopne jedinice, slično SFD polju. Na

taj način se prijemnik obavještava a počinje okvir.

Odredišna adresa (6 bajtova) Polje oreišne arese sarži heksaecimalnu aresu mrežne kartice,

dugačku 6 bajtova. To je aresa mrežne kartice u lokalnoj mreži, kojoj je ati paket namijenjen.

Izvorišna adresa (6 bajtova) Polje izvorišne arese sarži heksaecimalnu aresu mrežne kartice,

dugačku 6 bajtova. To je aresa mrežne kartice u lokalnoj mreži koja je poslala ati paket.

Ethertype/dužina (2 bajta) U mrežama usaglašenim sa stanarom DIX Ethernet, polje Ethertype sarži

kô koji označava protokol mrežnog sloja kojem su namijenjeni poaci u paketu. U okviru koji poliježe

stanaru IEEE 802.3, polje užina orenuje užinu polja za podatke (izuzimajudi opunske znakove, što

de biti objašnjeno u slijeedoj stavci). Nakon adresa slijedi polje po kojem se standardi IEEE 802.3 i

Ethernet DIX bitno razlikuju. Polje L (Length) oređuje uljinu korisničkog polja (na slici označeno kao

LLC PDU). Maksimalna ozvoljena uljina korisničkog polja iznosi 1500 okteta. Za razliku o IEEE 802.3

okvira, na mjestu polja L u Ethernet DIX okvirima nalazi se polje ET ( EtherType). To polje oređuje

protokol mrežnog sloja čiji se poaci pakiraju u korisničko polje Ethernet okvira (npr. prilikom slanja IP

atagrama Ethernetom, saržaj polja ET je x'08- 00). S obzirom da je osnovna ideja bila da se istim

fizičkim LAN-om zajeno mogu prenositi Ethernet DIX i IEEE 802.3 okviri, saržaj polja ET poprima iznose

koji su vedi o najvede ozvoljene uljine korisničkog polja. Istovremeno, zbog toga što je trajanje

fiksnog vremenskog osječka jenako trajanju 512 bita, najmanja ozvoljena uljina Ethernet paketa

iznosi 64 okteta.

Podaci i znaci za dopunu (o 46 o 1500 bajtova) Ovo polje sarži poatke primljene o protokola izmrežnog sloja prenosnog sistema, koji se šalju ogovarajudem protokolu oreišnog sistema. Ako su

poaci primljeni o protokola mrežnog sloja suviše kratki (manje o 46 bajtova), Ethernet aapter

dodaje niz bitova bez ikakvog značenja, samo da bi se zadovoljila forma, odnosno da bi se ovo polje

popunilo do svoje minimalne užine o 46 bajtova. Ako nema ovoljno korisničkih okteta za

popunjavanje korisničkog polja, koristi se polje za popunjavanje (Paing – PAD). Duljina polja PAD krede

se u rasponu o 0 o 46 okteta. Na posloju MAC realizirana je funkcija pradenja pogrešaka koje nastaju

unutar okvira, tj. na simbolima koji čine okvir, za vrijeme njihova prijenosa LAN -om. Te su pogreške

posljeica jelovanja smetnji kojima je prijenosni meij izložen.

Kontrolni niz tekudeg okvira (4 bajta) Ovo polje (engl. Frame Check Sequence, FCS) prestavlja ponožje

okvira. Sarži kontrolni zbir užine 4 bajta. Pravi ga računar pošiljalac i stavlja u ovo polje. Prijemni

računar upotrebljava ovo polje a bi utvrio je li paket prenesen bez greške. Saržaj ovog polja kreira se

u preajniku pomodu metoe cikličkog koiranja (Cyclic Redundancy Check – CRC ). U prijemu se istom

metoom na posloju MAC na temelju primljenog okvira proračunava slije o četiri okteta koji se zatim

uspoređuje s primljenim FCS-om. Ako je podudarnost potpuna, to je znak da je primljeni okvir ispravan

(iako to ne mora biti potpuno točno jer postoji mogudnost a CRC ne otkrije neke višestruke pogreške).

Ako otkrije da je neki okvir neispravan, podsloj MAC ga odbacuje. U LAN-ovima se ponovno slanje



(retransmisija) okvira primljenih s pogreškom implementira najčešde na višim protokolnim slojevima

(npr. na transportnom sloju), a rjeđe na posloju LLC (to je opcija koju po potrebi oabire korisnik).

Dakle, ako transportni sloj ili podsloj LLC u prijemnom entitetu krajnjeg uređaja otkrije a neki okvir

nedostaje, tada ravnopravnom protokolnom sloju, odnosno podsloju u predajniku na drugom kraju linka

šalje zahtjev za retransmisijom okvira.

Prenost korištenja Ethernet DIX okvira pre IEEE 802.3 okvirima je u tome što je svih 1500 okteta u

korisničkom polju okvira raspoloživo za transfer informacija viših protokolnih slojeva. Osustvo polja

koje oređuje uljinu korisničkog polja ne prestavlja ozbiljniji neostatak, jer se računa s time a svaki

protokol višeg sloja generira PDU-ove standardne duljine. Potreba za slanjem okvira varijabilne duljine,

kojoj je posebna pažnja posvedena pri kreiranju stanara IEEE 802.3, rezultirala je izbacivanjem polja ET

iz strukture IEEE 802.3 okvira. Problem koji se javlja uslijed neostatka polja ET riješen je ranije

spomenutom SNAP enkapsulacijom (ponekad se naziva i LLC/SNAP enkapsulacija). Implementacija SNAP

enkapsulacije u IEEE 802.3 LAN-ovima proveena je na sljeedi način. Organizacija IEEE je tvrtki Xerox

dodijelila OI koji je jednak x'00-00-00, a polje PI jednako je polju ET u DIX okvirima (Sl. 4.4). U polje

upravljačke informacije LLC PDU-a upisuje se fiksni saržaj x'00-03, što znači a se koriste neoznačeniLLC PDUovi. Zbog korištenja SNAP enkapsulacije u IEEE 802.3 okviru, preostaje «samo» 1492 okteta za

transfer korisničkih informacija.

Mrežne topologije Ethernet LAN-ova

Topologija početnih inačica Ethernet LAN-ova bila je sabirnička (bus). Cjelina koju sačinjavaju koaksijalni

kabal kao sabirnica i priključene stanice naziva se segment LAN-a. Uslije prigušenja i isperzije signala u

kablu maksimalna je uljina takvog segmenta bila ograničena na 500 metara. Međutim, trajanje fiksnog

vremenskog osječka omoguduje povedanje uljine LAN-a. U tu svrhu izajniran je uređaj nazvan

obnavljač (repeater ). Obnavljač međusobno povezuje va ili više segmenata LAN-a i omoguduje

povedanje uljine LAN-a. Vedina obnavljača ima više o va priključka i takvi se obnavljači još nazivaju i

obnavljači s većim brojem priključaka (multiport repeaters).

Slika. Topologije Ethernet LAN-ova: a) sabirnička topologija, b) povezivanje segmenata obnavljačem, c) zvjestasta

topologija, d) komutirana topologija



Bitna promjena u topologiji Ethernet LAN-ova nastupila je 1990. godine kad je odbor IEEE 802.3

specificirao uporabu upredenih parica (Twisted Pair – TP) u lokalnoj mreži. Topologija paričnog

Etherneta je zvjezdasta ( star ), a segment postaje dio LAN-a koji povezuje stanicu i priključak na

obnavljaču. Njegova je uljina ograničena na 100 metara. Za obnavljače u paričnom Ethernet LAN-u

koristi se naziv parični obnavljač (hub). Sljeeda bitna promjena nastala je uvođenjem komutatora u

lokalnu mrežu. Topologija takve mreže je također zvjezasta, ali u onosu na topologije koje koristeobnavljače ov je segmenti LAN-a pripaaju međusobno ovojenim omenama suara okvira.

Domena sudara okvira (collision domain) efinirana je kao poručje u Ethernet LAN-u unutar kojeg

vrijei pravilo a ka bilo koje vije stanice istovremeno šalju svoje okvire, nastaje sudar okvira.

Obnavljač je jenostavan mrežni uređaj za povezivanje LAN-ova, ali mu je osnovni nedostatak u tome

što ne razvaja omene suara okvira. Signal je tijekom prostiranja o krajnjeg uređaja o obnavljača

prigušen i izobličen. Obnavljač pojačava primljeni signal, obnavlja njegov izvorni oblik, i šalje ga na ostale

priključke. Osnovni način raa obnavljača temelji se na tome a sve poatke koje primi po jenom o

svojih priključaka ( port ) pošalje na sve ostale priključke na koje su spojene aktivne stanice.

Slika. Osnovni način raa repeatera

Osnovni zaaci obnavljača su sljeedi:

otkrivanje sudara okvira,

otkrivanje neispravnih stanja u mreži i particioniranje priključka ( port partitioning),

obnavljanje preambule primljenog signala.

Negativni učinci koji se javljaju u obnavljaču su povedano kašnjenje okvira prilikom prijenosa s kraja na

kraj mreže i skradivanje IFG-a. Razmotrivši obje negativne pojave, IEEE 802.3 je specificirao a okvir

između bilo koja va DTE-a u jednom LAN-u smije prodi kroz najviše četiri obnavljača (po

pretpostavkom a na tom putu okvir prolazi samo kroz fizički sloj mreže). Uglavnom, prilikom kreiranja

LAN-ova pomodu obnavljača posebnu pažnju treba obratiti na ukupno kašnjenje prijenosa s kraja na kraj

LAN-a koje ne smije biti vede o trajanja fiksnog vremenskog osječka.



Princip rada Ethernet mreže

Sve stanice priključene na Ethernet spojene su pomodu zajedničkog signalnog sistema i ne postoji

centralni nadzor, odnosno imaju jednako pravo pristupa (Multiple Access). Signali se šalju serijski, putem

medija do svake priključene stanice. Prije slanja poataka vrši se provjera meija i tek nakon toga se

paketi mogu slati. Za kontrolu pristupa mediju (Medium Access Control − MAC ) koristi se CSMA/CD

protokol zahvaljujudi kojem svaka stanica ima omoguden pristup prijenosnom mediju. Signal nositelj

(carrier ) ukazuje na prijenos podataka, a provjera signala je carrier sense. Prilikom istovremenog

emitiranja iz dvije različite stanice dolazi do sudara okvira, kolizije, nakon čega se obustavlja emitiranje

(Collision Detection). Što je više računara u mreži veda je mogudnost kolizije, ali izveba mreže

omoguduje a se to riješi u što kradem vremenu. Ako je mreža preopteredena stanica, stanica de 16 puta

ponoviti slanje, a nakon toga paket se odbacuje. Kolizija ili sukob sprječava protok informacija zato što bi

istovremeno slanje uništilo oba poatka. U osnovi se otkrivanje kolizija svoi na oređivanje da li je

napon na prijenosnom meiju povišen ili ne. Unatoč bitovima za provjeru ipak može odi o pogreške,

npr. zbog pojave šuma ili preopteredenja mreže.

Logička topologija Ethernet sistema se sastoji od jednog kanala za prijenos informacija između izvora i

oreišta ili o segmenata povezanih mrežnim urenajima, ali obavezno se mora raditi o otvorenom

sistemu bez ikakvih petlji. Sve stanice unutar sistema primaju podatke poslane sa bilo koje druge stanice

unutar sistema. Dva segmenta spajaju se sabirnicama (bus), tri (i više) sabirnica spaja se u obliku zvi jezde

(star ). Proširenje Ethernet sustava se vrši pomodu koncentartora (hub) koji se dijele na prespojne

(repeater) i preklopne (switch) koncentratore. Prespojni koncentrator povezuje segmente u jedinstvenu

mrežu stvarajudi zajednički kanal sistema, a preklopni koncentrator premošduje priključke i zaržava

podjelu sistema.

Prednosti i nedostaci Ethernet sistema

Prednosti: najraširenija LAN tehnologija, jeftina oprema, veliko iskustvo s instalacijom, jenostavan

protokol, koristi se kabal, a modemi nisu potrebni, mogudnost dodavanja novih stanica za vrijeme rada

mreže, otpornost na smetnje, raznovrsnost topologija, mala opteredenja (primjena u sistemima u

realnom vremenu), koristi postojede telefonske kablove, mogudnost prijenosa podataka svjetlom(

optičko vlakno), stare tehnologije se lako zamjenjuju novim.

Nedostaci: veliko preopteredenje smanjuje propusnost zbog mehanizma za koliziju, analogna detekcija

kolizije, minimalna duljina okvira (64 bita za 10 Mbps i 100 Mbps sisteme, 512 bita za 1000 Mbps

sisteme), ukoliko imamo spojen sistem vede brzine sa sustavom manje brzine unatoč mnogim rješenjimaopada efikasnost, kod vedeg broja priključaka prosljenivanje signala s jednog priključka na ostale ima

odreneno kašnjenje što povedava ukupno vrijeme potrebno da signal stigne s jenog kraja mreže na

rugi što takoner može utjecati na ispravan ra CSMA/CD protokola, poatci se prenose serijski.

Performanse Etherneta se mogu poboljšati iobom jenog segmenta kabla koji je optereden velikim

brojem korisnika, na dva manje opteredena segmenta i njihovim povezivanjem mostom ili ruterom. Na

slici ole prikazano je proširivanje mreže korištenjem mosta. Ovim postupkom se smanjuje intenzitet



saobradaja u segmentima. Taa manji broj računara pokušava a prenosi poatke kroz svaki segment,

pa je vreme potrebno za pristup meijumu krade.

Slika. Segmentiranje mreže

Segmentacija je vrlo zahvalan postupak u situacijama kaa se mreži oaje veliki broj novih korisnika, ili

kaa se oaju nove aplikacije velike propusne modi, kao što su baze poataka ili vieo aplikacije.

IEEE 802.3 standardi za brzine od 10 Mbps

Postoje četiri Ethernet topologije za prenos o 10 Mbps. To su: 10BaseT, 10Base2, 10Base5 , 10BaseFL,

Standard 10BaseT. Za izgradnju ovih sistema se koriste sljedede komponente: fizički medija (prijenos

Ethernet signala izmenu računara), sučelje ovisno o mediju − MDI (za priključak na fizički medij; sklop za

izravni fizički i električni spoj na mrežni kabal), jedinica za priključak medija − MAU (primopredajnik -transceiver, odnosno uređaj za slanje i primanje signala), sučelje jedinice za priključak − AUI (prijenos

signala i napajanje energijom izmenu Ethernet sučelja u računaru i jedinice za priključak medija), izvor

podataka ili računar − DTE.

10Base2 najčešde koristi RG-58 (tanki koaksijalni) kabal, 10Base5 debeli koaksijalni; pri mopredajni kabal

deb ljine 1 cm, a 10BaseT UTP kabal kategorije 3, 4 ili 5. Maksimalni broj segmenata kod 10Base2 i

10Base5 je 5 (sa 4 repetitora i 3 segmenta sa računarima). Također, neke o karakteristika naveenih

standarda su otpori u terminatorima i impedansa koji se mjere u omima.



1

Tabela. Specifikacija kablova za Ethernet brzine 10 Mb/s

Oznaka

Maksimalna

dužina

segmenta

Maksimalan

broj čvorova /

segment

Vrste kabla Vrste

konektora

Topologija

Debeli

Ethernet 10 Base5 500 metara 100

Koaksijalni

kabal RG 8 DIX ili AUIkonektor

Magistrala

Tanki

Ethernet 10 Base2 185 metara 30

Koaksijalni

kabal RG 8 BNC

Magistrala

Upredene

parice 10 BaseT 100 metara 2

Neoklopljene

upredene

parice

kategorije 3

RJ-45

Kombinacija

magistrala i

zvijezda

Optičko

vlakno 10 BaseFL

1000/2000

metara 2

Višemonooptičko

vlakno62.5/125

ST

kombinacija

10BaseT

(Twisted-Pair Ethernet) specifikacije za prvi 10Base-T sistem je izdata je 1990 godine i vrlo brzo je

postala široko prihvaden stanar za umrežavanje. 10Base-T ssstem radi preko dvije upredene parice;

jena parica služi za slanje poataka, a ruga za primanje. Segmenti u 10Base-T sistemu se spajaju preko

multiportnog hub-a. Može se implementirati preko CAT3 ili CAT5 kategorije UTP kabla.

Standard 10BaseT (brzina 10 Mbps, osnovni opseg, kablovi sa upredenim paricama) odnosi se na

Ethernet mrežu koja za povezivanje računara koristi neoklopljeni kabal sa upreenim paricam a (UTP).

Uobičajena je upotreba UTP kablova, ali de mreža normalno funkcionisati bez promjene parametara i sa

oklopljenim kablom sa upredenim paricama (STP).

Najvedi broj mreža ovog tipa imaju fizički izgle zvijeze, ali interno, koriste magistralni nači n prenosa

poataka. Za proširivanje Ethernet LAN-ova koriste se habovi sa vedim brojem priključaka. Obično hab u

10BaseT mreži ima ulogu repetitora sa vedim brojem priključaka, a postavlja se u posebne i samo za to

namijenjene razvodne ormare u zgradi. Svaki računar se nalazi na rugom kraju kabla koji je povezan sa

habom i ima dva para provodnika: jedan par se koristi za prijem, a drugi za slanje podataka.

Maksimalna užina 10BaseT segmenta je 100 metara. Za proužavanje ove maksimalne razaljine mogu

da se upotrebe repetitori. Minimalna užina kabla između računara je 2.5 metara. Ova vrsta mreže može

a opsluži 1024 računara.



1

Slika. Primjer Etherneta prema 10BaseT

Na sljeedoj slici je prikazano koje prenosti 10BaseT rješenje može a pruži topologij i zvijezde. U ovoj

mreži se premještanje računara i promjene rasporea vrše jenostavnim pomijeranjem moularnih

kablova za nastavljanje u panelu za prespajanje ( patch panel). Z a razliku o klasičnih Ethernet

magistralnih mreža promjena u panelu za prespajanje nede uticati na ostale uređaje u mreži.

Slika. Prenosti 10BaseT rješenje u topologiji zvijeze

Za brzine vede o 10 Mbps (npr. 100 MBps ili Fast Ethernet) neophono je oatno testiranje panela za

prespajanje, ili nabavka novih panela za prespajanje koji su ved fabrički projektovani i testirani za vede

brzine.

10Base2

Standard 10Base2 je svoje ime u IEEE specifikaciji 802.3 obilo po tome što je mogud prenos o 10Mbps, u osnovnom opsegu, ali je razaljina prenosa signala skoro va puta veda o prethonog

stanara. Ova vrsta mreže koristi tanke koaksijalne kablove koji imaju maksimalnu užinu segmenta od

185 metara, ok je minimalna razaljina između vije rane stanice 0,5 metara. Prema IEEE specifikaciji

802.3, jean segment tankog koaksijalnog kabla može a ima najviše 30 čvorova (računara i repetitora).

Za tanke koaksijalne kablove neophodne su sljeede komponente: BNC proužni konektori, BNC T

konektori, BNC terminatori. Ovakve mreže najčešde imaju topologiju lokalne magistrale. Prema IEEE



1

stanarima nije previđeno korištenje primopreajnog kabla o T konektora o računara, ved se T

konektori priključuju irektno na mrežni aapter.

10Base-2 Thin ethernet koristi Thin ethernet koaksijalni kabal je fleksibilniji i omogudava irektno

spajanje na interface računara. Ovo omogudava izgranju jeftinijih sistema. Ograničenje užine

segmenta je 180 m a brzina prenosa signala je 10 Mbps.

Za proužavanje kablova povezivanjem kradih segmenata, može a se koristi BNC proužni konektor. Na

primjer, ako je potreban kabal užine 9 metara, a posjeuju se segmenti o 7,5 metara i 1,5 metara, ove

segmente je mogude povezati BNC proužnim konektororm. Ipak, ovaj vi proužavanja kablova,

onosno prečesta upotreba konektora, može a ovee o slabljenja kvaliteta signala, a prisutan je i

rizik o ovajanja kablova (na mjestima gje su spojeni). Mreža sa tankim koaksijalnim kablovima je

ekonomična za mala oeljenja ili rane grupe.

Ko mreža sa tankim koaksijalnim kablovima, mogude je kombinovanje pet segmenata kablova, koji su

povezani pomodu četiri repetitora, ali u takvoj situaciji samo tri segmenta mogu a ima priključene

računare. Segmenti koji ostaju sloboni često se nazivaju i “međurepetitorske veze”. Ovaj način

povezivanja je poznat kao pravilo 5-4-3.

Tabela. Osnovne karakteristike 10Base2 specifikacije.

Kategorija Napomena

Maksimalna užina segmenta 185 metara

Veza sa mrežnim aapterom BNC T konektor

Segmenti i repetitori 5 segmenata koji su povezani preko 4 repetitora

Računara po segmentu 30 (prema specifikaciji)

Segmenti koji mogu a imaju računare tri segmenta od ukupno pet

Najveda ukupna užina mreže 925 metara

Repetitori pružaju mogudnost prouženja mreže na ukupnu užinu o 925 metara.

10Base5

IEEE specifikacija za ovaj standard podrazumijeva brzinu prenosa od 10 Mbps, u osnovnom opsegu na

udaljenost od 500 metara po segmentu (pet puta po 100 metara - otuda broj 5 u nazivu). Dakle, jedan

segment može a ima užinu o 500 metara, a ukupna užina mreže može biti 2500 metara. Ova

topologlja se naziva i standardni Ethernet. 10Base-5 Thick ethernet je prvi ethernet sistem sakoaksijalnim kablom, specificiran je 1980 godine. Standard 10Base5 koristi debele koaksijalne kablove.

Ovi kablovi koriste topologiju magistrale i mogu a porže 100 čvorova (računara, repetitora, it.) po

segmentu kičme. Kičma je osnovni kabal o koga se primopreajni kablovi granaju ka računarima i

repetitorima. Rastojanja i tolerancije su ko ove vrste kablova vedi nego ko tankih koaksijalnih kablova.



1

Tabela. Karakteristike 10Base5 specifikacije

Kategorija Napomena

Maksimalna užina segmenta 500 metara

Primopredajnici povezani sa segmentom (integrisani sa „vampir"konektorom)

Najvede rastojanje između računara iprimopredajnika50 metara

Minimalno rastojanje izmedu

primopredajnika

2.5 metara

Segmenti kičme i repetitori Mogude je povezivanje 5 segmenata korišdenjem 4repetitora

Segmenti koji mogu a imaju priključeneračunare

3 od ukupno 5 segmenata

Maksimalna ukupna užina spojenihsegmenata

2500 metara

Maksimalan broj računara po segmentu 100 (prema specifikaciji)

Konektori serije N (uključujudi N proužne konektore i N terminatore) su komponente za mreže sa

ebelim koaksijalnim kablovima i funkcionišu na ientičan način kao komponente za mrežu sa tankim

kablovima. Na slici je prikazan debeli koaksijalni kabal sa primopredajnikom i primopredajnim kablom.

Prikazan je i DIX ili AUI konektor na primopredajnim kablu.

Minimalna užina segmenta ebelog koaksijalnog kabla je 2.5 metara, računajudi i primopreajne

kablove. Ova vrsta koaksijalnih kablova najčešde ima ulogu kičme ko velikih oeljenja ili zgraa.

Slika. Debeli koaksijalni kabal sa primopredajnikom i primopredajnim kablom

Jena Ethernet mreža sa ebelim koaksijalnim kablovima može a ima pet kičmenih segmenata koji su

povezani repetitorima (prema IEEE specifikaciji 802.3), a tri segmenta mogu a opslužuju računare

(pravilo 5-4-3). Dužina primopreajnog kabla ne ulazi u ukupnu užinu kablova jene ovakve mreže, tj.

računa se samo užina o kraja o kraja ebelog koaksijalnog kabla.



1

Slika. Pravilo 5-4-3

Standard 10Base-FL

Standard 10Base-FL se onosi na Ethernet mrežu koja, za povezivanje računara i repetitora, koristi

kablove o optičkih vlakana - standard 10BaseFL (brzina prenosa od 10 Mbps, u osnovnom opsegu,

korištenjem kablova o optičkih vlakana).

Osnovni razlog za uvođenje stanara 10BaseFL bio je povezivanje međusobno udaljenih repetitora, koji

se mogu nalaziti npr. u dvije udaljene zgrade. Maksimalna razdaljina za jedan segment 10BaseFL kabla je

2000 metara.

IEEE 802.3 standard za brzine prenosa od 100 Mbps

Novi Ethernet standardi pomijeraju granice brzina prenosa Ethernet mreža izvan početnih 10 Mbps. Ove

nove mogudnosti bile su neophone za ra sa aplikacijama velike propusne modi, kao što je npr. prenos

video signala u realnom vremenu. Dva Ethernet stanara koji mogu a izađu u susret ovim povedanim

zahtevima su:

100BaseVG-AnyLAN Ethernet,

100BaseX Ethernet (Fast Ethernet, onosno „brzi Ethernet").

Oba stanara su pet o eset puta brža o stanarnog Etherneta. Pore toga, oni su kompatibilni sapostojedim 10BaseT kablovskim instalacijama, što znači a je moguda „Plug an Play“ nadgradnja

postojedih 10BaseT instalacija.



1

Tabela. Glavni mrežni parametri brzog Ethernet -a

Pošto su 100BASE-T standardi kompatibilni sa 10BASE-T mrežama, ona mreža ozvoljava oba protoka,

10 Mb/s i 100 Mb/s, na mreži. U slučaju a mreža treba a se poboljša potrebno je samo oati

aaptere sa vije brzine. Čvorovi sa mogudnostima raa na 100 Mb/s normalno komuniciraju na 100

Mb/s, ali mogu i a komuniciraju sa čvorovima na nižem protoku. Dakle, u onosu na ranije inačice

podsloj MAC-a ostaje isti. Međutim, stanar Fast Ethernet efinira poseban fizički sloj tzv. Physical-

PHY. Prilikom predaje okvira podsloj RS (Reconsiliation Sublayer ) preslikava oktete primljene s podsloja

MAC u električne signale na sučelju MII, a u prijemnom smjeru električne signale sa sučelja MII pretvara

u oktete na podsloju MAC. Na taj način novi fizički sloj postaje transparentan za izvornu inačicu poslojaMAC. Sučelje MII (Medium Independent Interface) je ekvivalent sučelju AUI definiranom izvornim

standarom IEEE 802.3. Osnovna mu je namjena prilagoiti posloj MAC različitim stanarima fizičkog

sloja.

Podsloj PCS (Physical Coing Sublayer) zaužen je za linijsko koiranje slijea binarnih simbola prilikom

predaje okvira, te za dekodiranje primljenog slijeda simbola u prijemu. Odabir linijskog koda ovisi o vrsti

prijenosnog medija. Podsloj PMA odgovoran je za paralelno-serijsku pretvorbu u predajnom smjeru, te

za serijsko-paralelnu pretvorbu i sinhronizaciju u prijemu. Podsloj PMD upravlja samom predajom

signala. Njegove tipične funkcije su pojačanje, moulacija (u optičkom prijenosu) i oblikovanje signala.

Primjena podsloja Auto-Negotiation omoguduje a se va međusobno povezana uređaja ogovore okoprijenosne brzine (10/100 Mbit/s) i načina prijenosa (HD/FD) koje de koristiti pri komunikaciji.

Sučelje MDI realizirano je kao konektor za priključivanje fizičkog meija prijenosa.

Fast Ethernet efinira vije vrste obnavljača: obnavljač prvog razrea ( class I repeater ) i obnavljač

drugog razreda (class II repeater ).

Segment Fast Ethernet LAN-a efiniran je na isti način kao i segment paričnog Etherneta brzine 10

Mbit/s.

Standard 100VG-AnyLAN

100VG (Voice Grae) AnyLAN je mrežna tehnologija u razvoju koja kombinuje elemente Ethernet i Token

Ring arhitektura. Ovu mrežnu tehnologiju je prvobitno razvio Hewlett-Packard , a zatim je dodatno

uobličena i ratifikovana o strane IEEE komiteta 802.12. Specifikacija 802.12 je stanar za prenošenje

802.3 Ethernet okvira i 802.5 Token Ring paketa.



1

Za ovu vrstu tehnologije se koriste i sljeedi termini: 100VG-AnyLAN, 100BaseVG, VG, AnyLAN. Saašnja

specifikacija 100VG-AnyLAN tehnologije obuhvata sljeede karakteristike:

minimalna brzina prenosa od 100 Mbps,

mogudnost porške kaskane topologije zvijeze korištenjem kablova sa upreenim paricama

kategorije 3, 4 i 5 i optičkih kablova,

metoa pristupa prioritetom zahtjeva omogudava va nivoa prioriteta (visoki i niski),

mogudnost porške opcije za filtriranje iniviualno aresiranih paketa u habu, u cilju

poboljšanja privatnosti,

porška Ethernet okvirima i Token Ring paketima.

Mreža 100VG-AnyLAN se zasniva na topologiji zvijeze u kojoj su svi računari priključeni za hab. Mreža se

proširuje oavanjem pomodnih habova centralnom habu. Pomodni habovi se prema centralnom habu

ponašaju kao računari. Centralni hab kontroliše prenos poataka sa računara koji su povezani za

pomodne habove.

Slika. Topologija zvijezde za 100VG (Voice Grade) AnyLAN

Ova topologija zahtijeva posebne kablove i kartice. Također, razaljine su nešto manje nego ko

stanara 10BaseVG i ostalih Ethernet implementacija. Ko 100BaseVG mreža najuži kabal o računara

o haba ne može a bue uži o 250 metara. Za vede užine je neophona posebna oprema. Ova

ograničenja u pogleu užine znače a je za mrežu 100BaseVG potrebno mnogo više razvonih ormara

nego za 10BaseVG.

Standard 100BaseX Ethernet

Ovaj stanar, koji se često naziva i „brzi Ethernet" prestavlja, proširenje postojedeg Ethernet

standarda. Kod ovog standarda se koriste UTP kablovi kategorije 5, CSMA/CD metoda pristupa i

zvijezasto ožičena magistrala, gje su svi kablovi povezani sa habom (slično kao ko 10BaseT). Standard

za brzi Ethernet (IEEE 802.3u) obuhvata dvije specifikacije za kablove 100BaseT (UTP): 100BaseTX i

100BaseT4. Obje specifikacije zaržavaju ograničenje maksimalne užine segmenta kabla na 100

metara. 100BaseTX zahtijeva kabal kategorije 5. Pošto kabal kategorije 5 spada u kablove boljeg



1

kvaliteta, on omogudava bolji prenos signala od standarda 100BaseT4. Kao i 10BaseT, standard

100BaseTX koristi samo dvije parice iz kabla. 100BaseT4 koristi kablove kategorije 3, kao i starije

Ethernet mreže, pa je zato pogodan za nadgradnju postojedih mreža. Stanar 100BaseT4 za prijem i

predaju signala koristi sve četiri parice kabla.

Standard 100BaseX koristi tri vrste medija:

100BaseT4 (4 parice, kategorije 3, 4 ili 5 UTP),

100BaseTX (2 parice, kategorija 5 UTP ili STP) ,

100BseFX (optički kabal sa va optička vlakna).

Brzi Ethernet, ili 100BASE-T, je jednostavno 10BASE-T koji je 10 puta brži. Fast Ethernet je popularni

naziv za IEEE 802.3 LAN prijenosne brzine 100 Mbit/s. Definiran je preporukom IEEE 802.3u, poznat i po

nazivu 100BASE-T, unosi promjene isključivo u fizički sloj Ethernet LAN-ova.

Slika. Protokolni složaj Fast Etherneta (IEEE 802.3u)

Sukladno modelu OSI RM, podslojevi RS, PCS, PMA, PMD i Auto- Negotiation zajeno sa sučeljima MII i

MDI čine fizički sloj Fast Ethernet LAN-a. Međutim, stanar Fast Ethernet efinira poseban fizički sloj

(Physical – PHY) sastavljen od podslojeva PCS, PMA, PMD, Auto-Negotiation i sučelja MDI. Prilikom

predaje okvira podsloj RS (Reconsiliation Sublayer) preslikava oktete primljene s podsloja MAC u

električne signale na sučelju MII, a u prijemnom smjeru električne signale sa sučelja MII pretvara uoktete na posloju MAC. Na taj način novi fizički sloj postaje transparentan za izvornu inačicu posloja

MAC. Interfejs MII (Meium Inepenent Interface) je ekvivalent sučelju AUI efiniranom izvornim

stanarom IEEE 802.3. Osnovna mu je namjena prilagoiti posloj MAC različitim stanarima fizičkog

sloja. Podsloj PCS (Physical Coding Sublayer) zaužen je za linijsko koiranje slijea binarnih simbola

prilikom predaje okvira, te za dekodiranje primljenog slijeda simbola u prijemu. Odabir linijskog koda

ovisi o vrsti prijenosnog medija. Podsloj PMA odgovoran je za paralelno-serijsku pretvorbu u predajnom



1

smjeru, te za serijsko-paralelnu pretvorbu i sinkronizaciju u prijemu. Podsloj PMD upravlja samom

preajom signala. Njegove tipične funkcije su pojačanje, moulacija (u optičkom prijenosu) i oblikovanje

signala. Primjena podsloja Auto-Negotiation omoguduje a se va međusobno povezana uređaja

ogovore oko prijenosne brzine (10/100 Mbit/s) i načina prijenosa (HD/FD) koje de koristiti pri

komunikaciji. Sučelje MDI realizirano je kao konektor za priključivanje fizičkog meija prijenosa. Fast

Ethernet efinira vije vrste obnavljača: obnavljač prvog razrea (class I repeater ) i obnavljač rugograzreda (class II repeater ). Segment Fast Ethernet LAN-a efiniran je na isti način kao i segment paričnog

Etherneta brzine 10 Mbit/s.

Radna grupa IEEE 802.3 je 1995. objavila dodatnu dokumentaciju, pod nazivom IEEE 802.3u, koja

efiniše specifikacije za 100-megabitni brzi Ethernet, zatim IEEE 802.3z i IEEE 802.3ab, koje standardizuju

1000-megabitni, odnosno gigabitni Ethernet.

Fast Ethernet je nastao od standardnog Ethernet-a kao opšte poboljšanje Ethernet mreže. Nažalost, kao

i kod standardnog Ethernet-a, čvorovi se namedu za sreinom za prenos, što smanjuje efikasnost mreže

u slučaju velikog saobradaja. Također, pošto se koristi etekcija kolizije, maksimalna užina segmenta je

limitirana vremenom koje je potrebno najaljem čvoru u mreži a etektuje koliziju. Ko brzog Ethernet-

a sa bakarnim upreenim paricama ovo rastojanje je 100 m, a za optičke kablove je 400 m.

Fast Ethernet mreža je privlačna velikim firmama zbog činjenice a de korisnik zaržati usklađenost sa

softverom koji trenutno koriste na mreži Ethernet, te de u mnogim slučajevima modi i alje koristiti

postojede kablove. Treba promjeniti samo mrežnu karticu i sklopove za ožičenje.

Na koji je način mogude ubrzati mrežu Ethernet tako a postigne eset puta vedu brzinu prijenosa, akle

upravo onakvu kakvu nui mreža Fast Ethernet? Stručnjaci prelažu korištenje oatnog paričnog kabla

za prijenos veče količine poataka, poboljšanje mogudnosti signalizacije i (barem u jednom od dva

trenutna prijeloga za mrežu Fast Ethernet) izmjenjeni pristup meiju koji de omoguditi spremanje

mrežnih zahtjeva u poseban popis, te spriječiti pojavu kolizija u mreži. Ieja o povedanju širine pojasaprijenosa u mreži s 10 Mb/s na 100 Mb/s, uz upotrebu jeftinih mrežnih kartica pobuila je zanimanje

aministratora mreža suočenih sa sve vedim zagušenjem mrežnog prometa. Ethernet je bio originalno

dizajniran za spajanje postaja koaksijalnim kablom (10 BASE5 debeli kabal i 10 BASE2 tanki kabal) i

poslije se razvio za spajanje stanica s centrom paričnim kablom (10 BASE -T). Brzina prijenosa je iznosila

10 Mb/s. Da bi se poboljšala brzina, razvio se Fast Ethernet (100 BASET). 100 BASE -T može koristiti va

para nezaštičenih paričnih kablova (UTP - unshiele twiste pairs) kategorije 5 ili 4 para nezaštičenih

paričnih kablova kategorije 3.

U 100BASE-T LAN-ovima MAC okviri se na fizičkom sloju prenose kao neprekinuti slije bita.



1

Slika. Prenos okvira u 100Base-TX LAN-u

100Base-Tx sistem baziran je na specifikacijama ANSI TP-PMD standarda. 100Base-TX system radi preko

vije upreene parice; jena parica služi za slanje poataka, a ruga za primanje. Koristi samo oklopljeni

ili neoklopljeni UTP kabal kategorije CAT5. Unazad je kompatibilan sa 10Base-T sistemom.

100Base-T4 je sličan 100Base-TX i rai preko četri upreene parice i omogudava brzine o 100 Mbps

preko CAT3,4,5 neoklopljenih UTPkablova.

100Base-FX koristi fiberoptičke kablove i koristi pulsirajuču lasersku zraku za prenos podataka. Prednost

fiberoptike je u tome što je imuna na električne smetnje i šumove. Glavna prenost 100Base -FX sistema

je užina segmenta i mogudnost povezivanja 10 i 100 Mbps sistema preko istog kabla. Dužina segmenta

je do 5 km .

Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet je kompaktibilan sa standardnim 10 Mbps Ethernet i 100 Mbps Fast Ethernet

prekiačkim i usmjerivačkim tehnologijama. Ovo je treda generacija Ethernet poroice koja se pojavila

na tržištu kao ogovor na značajno povedanje zahtjeva za pojasnom širinom mreže. U nastojanju a se

smanji vrijeme olaska na tržište, ved postojede i okazane tehnologije su implementirale u Gigabit

Ethernet proizvoe. Ubrzanje prema brzini prijenosa o 1 Gps je izveeno uruživanjem IEEE 802.3

Ethernet standarda i ANSI X3T-11 Fiber Channel ( American National Standard Institute - koristi se u USA

i Kanadi). Za gigabitni Ethernet postoje dvije specifikacije: IEEE 802.3z (optički kabal ) i IEEE 802.3ab (UTP

kabal 1000BaseT). Standard 1000BaseT koristi kablove kategorije 5 ili poboljšane kategorije 5 (poznata i

pod oznakom kategorija 5E). Ovaj standard je napravljen kao nadgradnja postojedih standarda za

Ethernet mreže ožičene UTP kablom, čiji segmenti ne prelaze 100 metara. Ovim stanarom postižu sevede brzine prenosa jer se koriste sve četiri parice kabla i nova tehnika za pretvaranje bitova u signale, a

to je pulsna amplitudska modulacija 5 (PAM-5). Propusni opseg kategorije 5 jednak je propusnom

opsegu kategorije 5E (1000 Mb/s) ako se tokom ožičenja poštuju oatni parametri za testiranje,

objavljeni u specifikaciji TIA/EIA TSB-95. Kategorija 5E je bolja zbog vede otpornosti na preslušavanje.

Gigabit Ethernet je stanar namijenjen lokalnim mrežama prijenosne brzine 1 Gbit/s koje koriste

pristupnu metodu CSMA/CD. Standardiziran je 1998. Godine preporukom IEEE 802.3z. Preporuka IEEE



2

802.3ab, objavljena 1999. goine, efinira fizički sloj Gigabit Etherneta (1000BASE-T) realiziran pomodu

neoklopljenih upredenih parica (UTP). Gigabit Ethernet je potpuno kompatibilan s ranijim inačicama

Etherneta prijenosne brzine 10 i 100 Mbit/s.

Slika. Struktura Gigabit Ethernet okvira pri naizmjeničnom načinu raa

Iako Gigabit Ethernet u praksi uglavnom koristi vosmjerni način raa, stanarom je efiniran i

naizmjenični način raa. Trajanje 512 bita pri brzini o 1 Gbit/s iznosi samo 512 ns, što bi značilo a je

dozvoljeni raspon LAN-a ograničen na samo 20 m. Takvo smanjenje raspona lokalne mreže bilo bipotpuno neprihvatljivo za korisnike. Stoga je za potrebe naizmjeničnog nač ina rada Gigabit Etherneta

vrijeme trajanja fiksnog vremenskog osječka povedano s 512 bita na 512 okteta, čime je omoguden

raspon mreže o 200 m. Međutim, minimalna uljina MAC okvira i alje ostaje 64 okteta (512 bita).

Povedanje minimalne uljine MAC okvira na 512 okteta unijelo bi nekompatibilnost gigabitnog LAN-a s

mrežama nižih brzina. Stoga je načinjen kompromis, nazvan prouljenje nosioca (carrier extension). Ako

je prilikom slanja MAC okvir kradi o 4096 bita (512 okteta), fizički sloj zaržava uređaj u stanju slanja i

šalje slije posebnih simbola za prouljenje nosioca, sve o isteka trajanja vremenskog osječka. Ti se

posebni simboli šalju nakon polja FCS i ne smatraju se ijelom okvira.

Slika. Usnopljavanje okvira u Gigabit Ethernet LAN-u s naizmjeničnim načinom raa

Da bi se ublažilo rastično smanjenje propusnosti Gigabit Etherneta prilikom uzastopnog slanja vedeg

broja manjih okvira, pri čemu bi svaki okvir bilo potrebno prouljiti, koristi se metoa nazvana

usnopljavanje okvira ( frame bursting ).

U Gigabit Ethernet LAN-u s vosmjernim načinom raa koriste se okviri minimalne uljine 64 okteta,

odnosno maksimalne duljine 1518 okteta, ili tzv. Jumbo okviri maksimalne duljine do 9018 okteta.

Protokolni složaj Gigabit Etherneta gotovo je ientičan protokolnom složaju Fast Etherneta (Sl. 4.12).



2

Bitne promjene u protokolnom složaju koje je unio stanar IEE 802.3z su sljeede. Sučelje MII

zamijenjeno je sučeljem GMII (Gigabit Media Independent Interface). Za razliku MII, ovo je osam-bitno

paralelno sučelje. Starija inačica protokola Auto-Negotiation bila je prilagođena paričnom meiju, ali je

novom preporukom proširena i na optičke niti.

Nadalje, za razliku od standarda 100BASE-T, Gigabit Ethernet specificira samo jenu vrstu obnavljača.

Unutar jene omene suara okvira ozvoljeno je korištenje samo jenog gigabitnog obnavljača.

Obnavljači koji koriste naizmjenični način raa ne mogu stanicama u LAN-u omoguditi postizanje

propusnosti koja je usporeiva s onom koju pružaju vosmjerni obnavljači ( full-duplex repeater ).

Dvosmjerni obnavljači su prvi put specificirani stanarom u Gigabit Ethernetu kao kombinacija

traicionalnog obnavljača i vosmjernog prijenosa.

Slika. Funkcionalni djelovi Gigabit Ethernet tehnologije

Trenutna Fiber - Channel tehnologija koja rai s 1.063 Mbps je pojačana a porži brzinu prijenosa o

1.25 Gbps, akle omogudavaju 1 Gbps brzinu prijenosa plus 250 Mbps za gubitke u rau. Veoma je važno

napomenuti da su Fiber - Channel encoding/decoding integrirani krugovi ved ostupni - specificirani i

optimizirani za dobar rad po relativno niskoj cijeni.

Tabela. Oređeni prijenosni meij za Gigabit Ethernet tehnologiju

Odredište medija Prijenosni medij Udaljenost

1000BASE - SX 850 nm višemono optičko vlakno 500 m

1000BASE - LX 1300 nm jenomono/višemono optičko vlakno 500 m/3 km

1000BASE - CX Bakreni (“twinax” STP) 25 m

1000BASE - T Bakreni preko UTP-a 100 m

Media Access Control (MAC)

Duplex i/ili poluduplex

Gigabit Meia neovisno sučelje

1000BASE-X 8B/10B

encoding/decoding

1000BASE-CX1300 nm SMF

o tics 1000BASE-LX

850 nm Fiber

Channel o tics

1000BASE-t bakar

PHY

Primopredajnik s

nezaštičenim paričnimkabelom 1000BASE-T

IEEE 802.2 LLC

IEEE 802.3

CSMA/CD

FC-1

Encode/Decode

FC-0 sučelje imedija

Gigabit Ethernet

Protocol stack



2

MAC de omoguditi poršku za half duplex i full duplex ra. U slučaju half -uplex raa koristit de se

CSMA/CD protokol, kao i u prethonim Ethernet varijantama. Prijelaz na temeljne mreže zaosnovane

na Ethernetu je prirodan i bezbolan.

1000Base-FX koristi multimoni fiberoptički kabal za prenos poataka. Brzina prenosa signala je 1 Gbps

a maksimalna užina segmenta je o 800 m. Koristi se za vrlo brze backbone sisteme i povezivanje

velikih serverskih sistema u clustere.

1000Base-TX koristi CAT6 kategoriju kablova za prenos podataka. Brzina prenosa signala je 1 Gbps i

maksimalna užina segmenta je 100 m. Koristi se za izgradnju brzih backbone struktura i

međupovezivanje hub-ova i switch-eva.

Povezivanje Ethernet mreža

Kao što je ved ranije objašnjeno, Ethernet LAN-ove je na fizičkom sloju mogude međusobno povezivati

obnavljačima. Sve stanice spojene u takvu mrežu, zajeno s obnavljačima, čine jenu omenu suara

okvira (kolizionu omenu). Ka u posmatranoj mreži ima puno krajnjih uređaja i obnavljača, broj suara

okvira postaje prevelik i pristupno kašnjenje nekontrolirano raste. Stoga je potrebno razvajanje

kolizijskih omena uređajima koji se nazivaju mostovi. Slična je situacija i u Token Ring LAN-ovima.

Token Ring stanice se međusobno povezuju pomodu uređaja MAU (Multistation Access Unit ).

Međusobnim povezivanjem uređaja MAU mogude je formirati vedi prsten. Međutim, broj stanica u

jenom prstenu je ograničen. Stoga, ako korisnik želi izgraiti vedu Token Ring mrežu, taa prstene mora

međusobno povezati mostovima.

Sa stajališta mrežnog sloja, ako se va LAN-a povežu mostom, oni i alje prestavljaju istu pomrežu

(subnetwork ). Za povezivanje lokalnih mreža često se koriste i usmjerivači ( routers). Usmjerivač

predstavlja kraj lokalne mreže iza kojeg započinje pristup mreži šireg poručja (Wide Area Network – WAN) ili ruga lokalna mreža koja na mrežnom sloju prestavlja zasebnu pomrežu. Konačno, ako je

potrebno povezati dva LAN-a u kojima su primijenjene potpuno različite protokolne arhitekture (npr. u

jednom LAN-u TCP/IP, a u drugom IBM SNA), tada je na granici ta dva LAN-a potrebno implementirati

uređaj nazvan prolaz (gateway ).

Mostovi

Promatrajmo nekoliko lokalnih mreža međusobno povezanih mostovima (slika ispo). Na primjeru sa

slike je mogude opisati osnovne funkcije mosta.



2

Slika. Povezivanje LAN-ova pomodu mostova

Iako slika sugerira da se radi o Ethernet LAN-ovima, razmatranja koja slijede podjednako vrijede i za

Token Ring LAN-ove. Funkcije mosta definirane su na drugom sloju modela OSI RM. Mostovi obavljaju tri

osnovne funkcije (Smythe [1995]):

filtriranje ( filtering) okvira pomodu oreišne arese upisane u okvire,

prosljeđivanje ( forwarding) okvira iz jednog u drugi LAN brzinom koja je jednaka prijenosnoj

brzini u drugom LAN-u,

učenje (learning) topologije LAN-a na temelju izvorišnih aresa upisanih u primljene okvire.

Pretpostavimo a neki krajnji uređaj u lokalnoj mreži LAN 1 šalje okvir koji je namijenjen nekom rugom

krajnjem uređaju u istom LAN-u. Most A preko priključka A1 prima lokalni saobradaj u LAN-u 1. Kad most

A utvrdi da je okvir namijenjen stanici u istom LAN-u, ne prosljeđuje taj okvir, ved ga uklanja iz memorije.

Nadalje, ako most A primi iz LAN-a 1 okvir namijenjen stanici u LAN-u 2, i pod pretpostavkom da je

aresu te stanice naučio preko priključka 2, taa de otični okvir preko priključka A2 poslati u LAN 2.

Međutim, ako most A po priključku A1 primi okvir čija mu je oreišna aresa (DA) nepoznata, taaotični okvir pošalje na sve priključke osim na onaj po kojem je taj okvir primio (da se u istom LAN-u ne

bi uvostručavali okviri). Takav način raa mosta naziva se poplavljivanje mreže (eng. flooding). Na

primjer, ako krajnji uređaj u LAN-u 1 pošalje okvir nekoj stanici u LAN-u 4, a most A tu aresu još nije

naučio, taa de most A taj okvir poslati preko priključaka A2 i A3 u LAN 2 i 3, a okvir de o oreišta odi

preko mosta B. Dakle, mostovi obilno koriste razašiljanje okvira kao temeljno načelo svog raa.

Poplavljivanje je vrlo nezgodna pojava u velikim lokalnim mrežama jer bitno povedava količinu prometa

u LAN-u. Ako most A po priključku A1 primi okvir čija je oreišna MAC aresa jenaka MAC aresi

razašiljanja, on de otični okvir također poslati na sve priključke osim na onaj po kojem je taj okvir

primio. Most oržava tablicu parova (broj priključka, MAC adresa).

Prilikom svakog prijema okvira most provjerava postoji li za izvorišnu aresu (SA), saržanu u

primljenom okviru, i za priključak po kojem je okvir primljen, ogovarajudi unos u tablici. Ako unos ne

postoji, most ga kreira kao reak u tablici i priružuje mu vremenski brojač. Ako nakon specificiranog

vremena brojač istekne (njegov saržaj postane jenak nuli), unos se briše iz tablice. Taj je etalj

ugrađen u mostove kako bi se izbjeglo a je neka stanica oavno ugašena i neaktivna, a njen unos i alje

zauzima mjesto u tablici. Dakle, učedi izvorišne arese most može unutar nekog vremenskog razoblja



2

naučiti topologiju lokalne mreže. Uslije toga, proces filtriranja MAC okvira u mostu postaje učinkovitiji,

a količina poplavljivanja se osjetno smanjuje.

Protokolni složaj mostova

Prilikom povezivanja dvaju istovrsnih LAN-ova (npr. dva Ethernet LAN-a) koriste se tzv. MAC mostovi

(MAC bridge). MAC mostovi ne poržavaju međusobno povezivanje raznovrsnih LAN-ova (npr. Ethernet i

Token Ring LAN-a). Protokolni složaji koji se koriste u krajnjim uređajima i MAC mostu efinirani su

preporukom IEEE 802.1D, a prikazani su na slici ispod (Stallings [1997]). Ovakav most koji izravno

povezuje dva LAN-a naziva se i most za lokalno povezivanje (local bridge).

Slika. Povezivanje LAN-ova MAC mostom

Lokalne mreže različitih protokola posloja MAC mogude je povezati mješovitim mostom (link bridge,

mixed bridge), koji se ponekad naziva i translacijski most (obavlja translaciju iz jednog u drugi format

MAC PDU-a). Pretvorba između različitih formata okvira zbiva se na posloju LLC u mostu. Drugi oblik

realizacije mješovitog mosta je enkapsulacijski most koji se koristi pri povezivanju istovrsnih lokalnih

mreža kroz LAN druge vrste (npr. dva Ethernet LAN-a međusobno povezana Token Ringom).Enkapsulacijski most prima MAC okvire iz jednog LAN-a (npr. Ethernet LAN) i enkapsulira ih u korisničko

polje MAC PDU-a drugog LAN-a (npr. Token Ring LAN). U suprotnom smjeru komuniciranja, okvire koje

prima iz Token Ring LAN-a raspakirava i izvađene Ethernet okvire šalje u oreišni Ethernet LAN.

Slika. Primjer primjene mosta za povezivanje LAN-ova na daljinu

Prilikom povezivanja LAN-ova pomodu WAN linkova potrebno je primijeniti most za povezivanje na

daljinu (remote bridge).



2

Prednosti i nedostaci mostova

Mostovi unose u komunikaciju oređeno kašnjenje koje je vede nego kašnjenje u obnavljačima. Mostovi

su najčešde koristili način prosljeđivanja okvira poznat po nazivom «spremi pa proslijei» (eng. store

and forward ). Pri takvom načinu raa most prvo primi cijeli MAC okvir, provjeri njegovu ispravnost i tek

ga nakon toga proslijei na neki o izlaznih priključaka. Takav način raa može ovesti o pojave velikihkašnjenja u slučaju transfera ugačkih okvira.

Osnovna prenost mostova u onosu na obnavljače je u tome što mostovi razvajaju omene suara

okvira. Unatoč tome, mostovi se ved ulje vrijeme vrlo slabo koriste u LAN -ovima. Razlog leži u

sljeedem: vedina protokola mrežnog sloja koristi u LAN-ovima mehanizam razašiljanja na posloju MAC

kao svoj temeljni način raa. Primjer takvog protokola je ARP ( Address Resolution Protocol ) u IP okolini.

Mostovi su transparentni za razašiljanja na posloju MAC i stoga nisu pogoni za kreiranje velikih LAN-

ova. U tu je svrhu bolje koristiti usmjerivače, koji nisu transparentni za razašiljanja na posloju MAC.

Mostovi, u kojima su funkcije učenja, filtriranja i prosljeđivanja okvira bile implementirane softverski,

istisnuti su iz upotrebe o strane uređaja nazvanog komutator drugog sloja (Layer 2 switch), u kojem sufunkcije mosta implementirane hardverski. U kontekstu komutatora pojam drugi sloj odnosi se na drugi

protokolni sloj modela OSI RM. Ponekad se za komutatore implementirane u lokalnim mrežama koristi

naziv LAN komutator (LAN switch) kako bi se naglasilo poručje primjene otičnog uređaja. U nastavku

ovog poglavlja bit de korištena oba naziva, komutator i LAN komutator, pri čemu oba označavaju istu

vrstu uređaja. LAN komutator rugog sloja je uređaj koji obavlja iste funkcije kao i most s vedim brojem

priključaka (multiport bridge). Danas sve vrste lokalnih mreža (Ethernet, Token Ring, FDDI i r.) koriste

komutiranu mrežnu arhitekturu. U nastavku ovog potpoglavlja naglasak je dan na Ethernet komutatore i

njihova svojstva.

Ethernet komutatori

Svaki se krajnji uređaj (DTE) povezuje s priključkom komutatora ( port ) pomodu vije parice (ili pomodu

vije optičke niti), o kojih jena služi za slanje okvira od DTE-a prema komutatoru, a druga za slanje

okvira u suprotnom smjeru. Na razini posloja MDI (konektor), svaki priključak komutatora poržava

prijenos informacija u oba smjera. Na višim slojevima nastaje razdvajanje funkcija ulaza i izlaza, pa je

mogude govoriti o ulaznom (DI) i izlaznom priključku (DO). Ako se poaci kroz priključak šalju u oba

smjera istovremeno, taa se rai o vosmjernom prijenosu (FD). Međutim, ako je u svakom trenutku

kroz priključak mogude prenositi poatke samo u jenom smjeru, taa se rai o naizmjeničnom

prijenosu (HD). U svom izvornom načinu raa Ethernet komutator na svim priključcima poržava

naizmjenični prijenos. Međutim, aministrator LAN-a može neke priključke (ili sve, ako je potrebno)

postaviti u moalitet vosmjernog prijenosa, pri čemu otični priključci ne koriste CSMA/CD kao metodu

pristupa mediju, tj. ne obavljaju detekciju sudara okvira. Stanica i priključak komutatora mogu ogovoriti

način prijenosa i pomodu protokola Auto-Negotitation, tj. prilikom početne uspostave linka.

Osnovu za prospa janje korisničkog saobradaja o ulaznog o izlaznog priključka prestavlja tablica

komutiranja u koju su spremljeni parovi (MAC aresa, broj priključka). Na sličan način kao i most, LAN



2

komutator rugog sloja uči topologiju LAN-a iz primljenih MAC okvira. S obzirom da komutatori

međusobno razmjenjuju informacije o topologiji mreže (jenako kao i mostovi), svaki priključak na

komutatoru mora imati vlastitu jeinstvenu MAC aresu (kao i svaki priključak mosta). Razmjena

topologijske informacije obavlja se pomodu tzv. BPDU-ova (Bridge Protocol Data Unit ).

Slika. Generička arhitektura Ethernet komutatora

U komutatoru se koriste spremnici (buffers), bilo ulazni, bilo izlazni, ili oba istovremeno. Svaki način

korištenja spremnika pokazuje oređene prenosti i neostatke. Glee iscipline posluživanja okvira,

najjednostavniji su FIFO (First In First Out ) spremnici. Posebno je važno a spremnici ne buu preveliki

zbog povedanog kašnjenja pri transportu prometnih tokova u stvarnom vremenu. Međutim, u slučaju

pojave zagušenja (congestion), politika korištenja velikih spremnika ovoi o smanjenog broja

obačenih okvira. Proizvođači mrežne opreme u sklopovlje priključaka komutatora ugrađuju spremnikečija veličina varira o 30 KB, pa sve o 500 KB (Sauners *1996+). Prve inačice LAN komutatora koristile

su načelo komutiranja nazvano «spremi pa proslijedi ». U novijim inačicama komutatora uveen je brži

način prosljeđivanja okvira, nazvan « pročitaj aresu pa proslijei » (cut-through), koji se temelji na

jelomičnom pohranjivanju okvira u spremnik. Čim most pročita oreišnu aresu okvira, prosljeđuje

okvir na ogovarajudi izlazni priključak. Takav je način raa brži, ali osjetljiviji na pogreške koje se javljaju



2

u prijenosu. LAN komutator koji koristi metou «pročitaj aresu pa proslijei» može provjeriti ispravnost

primljenog okvira, ali ga ne može obaciti u slučaju a je neispravan.

Metoa «pročitaj aresu pa proslijei» je u svom izvornom obliku (true cutthrough) prilično

neučinkovita (Sauners *1996+). Uzrok tome je zamjetan broj okvira u LAN-u koji su kradi o 64 okteta.

Prekratki paketi su posljedica ranih kolizija, a nazivaju se fragmenti (runt ). Dakle, koristedi izvornu

metou «pročitaj aresu pa proslijei», LAN komutator bi bespotrebno opteredivao lokalnu mrežu

neispravnim okvirima. Moifikacijom metoe «pročitaj aresu pa proslijei» izajnirana je nova metoa

nazvana «pročitaj aresu pa proslijei sve osim fragmenata» ( fragment-free cut-through). Koristedi ovu

metou, LAN komutator prvo pričeka ok primi početna 64 okteta nekog okvira, i tek ga nakon toga

temeljem oreišne arese prosljeđuje ogovarajudem izlaznom priključku. Na taj je način spriječeno

prosljeđivanje prekratkih okvira.

Moguda je i primjena aaptivne metoe komutiranja. LAN komutatori s implementiranom adaptivnom

metoom rae na način «pročitaj aresu pa proslijei sve osim fragmenata» sve ok broj okvira s

pogreškama ne postane prevelik. Nakon toga LAN komutator prelazi u sigurniji način raa «spremi pa

proslijei». Čim se broj pogrešaka smanji ispod nekog prihvatljivog iznosa,

LAN komutator se vrada u osnovni način raa, tj. «pročitaj aresu pa proslijei sve osim fragmenata».

Glee metoa komutiranja, LAN komutatori koji koriste priključke s mješovitim prijenosnim brzinama

(npr. io priključaka koristi prijenosnu brzinu 10 Mbit/s, a preostali priključci koriste prijenosnu brzinu

100 Mbit/s) mogu koristiti isključivo metou komutiranja «spremi pa proslijei».

Upravljanje saobraćajnim tokovima u Ethernet komutatorima

Kad u komutatoru uslijed prevelikih ulaznih prometnih tokova i popunjenosti spremnika nastupi

zagušenje, izravna posljeica takvog stanja je obacivanje okvira, što rezultira smanjenjem propusnostiLAN-a. Međutim, krajnji uređaji koji šalju okvire prema komutatoru nemaju informaciju o nastanku

zagušenja, te i alje nastavljaju slati svoje okvire nesmanjenim intenzitetom. Naveene probleme

mogude je riješiti uvođenjem mehanizama upravljanja prometnim tokovima u mrežne uređaje. Osnovni

zadatak upravljanja prometnim tokovima je privremeno smanjiti brzinu slanja relevantnih prometnih

izvora u mreži kako bi se razriješilo zagušenje u preopteredenom mrežnom uređaju. Na sloju DLL u

Ethernet LAN-ovima efinirana su tri načina upravljanja prometnim tokovima (Kaambi *1998+): lažni

signal sudara okvira (backpressure), produljenje nosioca (Carrier Extension – CE ), i upravljanje

prometnim tokovima pomoću okvira PAUSE.

Prve dvije metode pokazuju dobre performanse u LAN-ovima koji koriste naizmjenični način raa, a

treda metoa u LAN-ovima s vosmjernim načinom raa. Metoa lažnog signala suara okvira temelji se

na generiranju umjetnog signala sudara okvira (CD) na prikl jučku komutatora koji je preoptereden

prometom kojeg prima. Takav de signal ovesti o etekcije suara okvira u krajnjem uređaju spojenom

na taj priključak, uslije čega de DTE ogoiti aljnje slanje okvira i aktivirati algoritam BEB (pokretanje

BEBa znači a stanica ulazi u proces razrješavanja suara okvira). Na sličnom načelu rai i metoa

prouljenja nosioca, ali s jenom bitnom razlikom, a to je a krajnji uređaj ne aktivira algoritam BEB.

Upravljanje prometnim tokovima pomodu okvira PAUSE efinirano je preporukom IEEE 802.3x koja



2

specificira uvođenje novog posloja u protokolni složaj LAN-a, nazvanog podsloj upravljanja MAC-om

(MAC Control – MACC). Taj je posloj smješten između traicionalnog posloja MAC i posloja LLC.

Upravljanje prometnim tokovima pomodu okvira PAUSE može biti simetrično (Symmetric Flow Control –

SFC) i asimetrično (Asymmetric Flow Control – AFC). Ako se između va mrežna uređaja provoi

asimetrično upravljanje prometnim tokovima, to znači a jean uređaj može utjecati na brzinu slanja

rugog uređaja, ali obratno ne vrijei. Nasuprot tome, ako se između va mrežna uređaja provoi

simetrično upravljanje prometnim tokovima, taa svaki uređaj može utjecati na prijenosnu brzinu

rugog uređaja. Na Sl. 4.20 prikazano je osnovno načelo funkcioniranja upravljanja prometnim tokovima

pomodu okvira PAUSE.

Korištenje upravljanja prometnim tokovima pomodu okvira PAUSE neophono je ako se u LAN-u koristi

vosmjerni prijenos. Izostanak upravljanja prometnim tokovima pri vosmjernom načinu raa

prouzročio bi veda zagušenja u mreži nego korištenje naizmjeničnog načina raa.

Slika. Osnovno načelo jelovanja posloja MAC upravljanja

Združivanje linkova

Stanarom IEEE 802.3a efinirano je zruživanje linkova ( link aggregation) u LAN-ovima. Zruženi link

omoguduje međusobno povezivanje vaju uređaja pomodu više pojeinačnih linkova nazvanih segmenti

linka (link segment ). Svi segmenti linka moraju biti vosmjernog tipa. Pomodu zruženog linka mogude je

međusobno povezati va komutatora rugog sloja, komutator rugog sloja i poslužitelj, va poslužitelja,

komutator rugog sloja i usmjerivač ili va usmjerivača. Svi segmenti koji pripaaju zruženom linku

moraju koristiti istu prijenosnu brzinu.

Ukupno prometno opteredenje ponuđeno zruženom linku ravnomjerno se raspojeljuje između

segmenata. Za potrebe zruživanja linkova efiniran je novi posloj nazvan podsloj združivanja linkova

(Link Aggregation Sublayer – LAS). LAS je zajenički posloj koji podjednako pripada svim segmentima

linka. LAS je smješten između posloja LLC i poslojeva MAC priruženih segmentima linka. Na posloju



2

LAS efiniran je protokol za upravljanje zruživanjem linkova (Link Aggregation Control Protocol – LACP).

LACP je namijenjen kreiranju, nazoru i ažuriranju zruženih linkova.

Primjena upravljanja mrežom u Ethernet komutatorima

Svaki komutator u lokalnoj mreži trebao bi poržavati stanare upravljanja mrežom SNMP (Simple

Network Management Protocol ) i RMON (Remote Monitoring). Implementacija protokola SNMP u

Ethernet komutatoru svoi se na ugranju agentskog softvera u komutator. Agentski softver može

komunicirati sa stanicom za upravljanje mrežom (Network Management Station – NMS), koja

prestavlja sreište sistema upravljanja mrežom. Pore agentskog softvera, komutator mora poržavati

i stanarnu bazu upravljačkih informacija (Management Information Base – MIB). Mnogi proizvođači

mrežne opreme ugrađuju u komutatore i svoje specifične MIB -ove. Implementacija RMON-a temelji se

na ugradnji softverske RMON sonde (RMON probe) u komutator. Pritom komutator mora poržavati i

RMON MIB (RFC 2613 – RMON for Switched Networks MIB).

Virtualne lokalne mreže

U modernim LAN-ovima korištenje LAN komutatora rugog sloja i vosmjernog prijenosa potisnulo je

problem suara okvira na marginu. Međutim, i alje velik broj protokola mrežnog sloja generira brojna

razašiljanja okvira. Prilikom razašiljanja okvira LAN komutator rugog sloja šalje okvir na sve priključke

osim na priključak po kojem je otični okvir primljen. U LAN -u s velikim brojem krajnjih uređaja takav

način raa može bitno smanjiti propusnost mreže. Naalje, ako prilikom prijema okvira LAN komutator

rugog sloja nema u tablici komutiranja ogovarajudi unos za oreišnu MAC aresu saržanu u

zaglavlju primljenog okvira, taa šalje takav okvir na sve priključke osim na onaj po kojem je otični okvir

primio, tj. poplavljuje lokalnu mrežu. Kako bi se otklonili negativni učinci razašiljanja i poplavljivanja, u

upotrebu je uveden koncept virtualnih LAN-ova (Virtual LAN – VLAN). VLAN se sastoji od skupine krajnjih

uređaja koji često međusobno komuniciraju.

U početku primjene koncepta virtualnih LAN-ova ta je funkcionalnost implementirana samo na drugom

sloju protokolnog modela OSI RM. Takvi se VLAN-ovi nazivaju i VLAN-ovi drugog sloja. Pojava LAN

komutatora tredeg sloja (Layer 3 switch) ovela je o širenja koncepta virtualnih LAN-ova i na mrežni

sloj, tj. do pojave VLAN-ova tredeg sloja. U nastavku de biti etaljnije opisani VLANovi rugog sloja.

Promet koji se na rugom sloju razmjenjuje između uređaja u nekom VLAN -u ostaje samo unutar tog

VLAN-a. Na taj se način ujeno povedava i sigurnost lokalne mreže. Temelj za primjenu VLAN-ova

prestavlja preporuka IEEE 802.1Q “Virtual Bridged Local Area Networks”. Svakom je VLAN-u unutar

jednog cjelovitog LAN-a priijeljen jeinstven broj koji ga jenoznačno oređuje. Virtualni LAN je

zapravo logička omena razašiljanja (Ieng. logical broadcast domain) na sloju podatkovnog linka. Ako se

u LAN-u koristi mrežni protokol IP, taa sve stanice u nekom VLAN-u unutar tog LAN-a imaju jedinstveni

ientifikator IP pomreže (IP subnet ID). Krajnji uređaji koji su članovi različitih VLAN-ova međusobno

mogu komunicirati samo posrestvom usmjerivača. Osnovno načelo kreiranja i povezivanja VLAN -ova

prikazano je na slici ispod.



3

Slika. Međusobno povezivanje VLAN-ova pomodu usmjerivača

Stanice koje su članice istog VLAN-a (npr. DTE 1 i DTE 2 su članovi VLAN-a 1) mogu izravno međusobno

komunicirati posredstvom LAN komutatora rugog sloja. Međutim, stanice koje su članice različitih

VLAN-ova (npr. DTE 1 kao član VLAN-a 1 i DTE 3 kao član VLAN-a 2), mogu međusobno komunicirati

samo posrestvom usmjerivača.

Ako se VLAN-ovi kreiraju u lokalnoj mreži izgrađenoj o vedeg broja LAN komutatora, taa postoji

problem kako međusobno povezati krajnje uređaje, članove istog VLAN-a, a spojene na različite

komutatore. Rješenje problema povezivanja istribuiranih VLAN-ova prikazano je na narednoj slici..

Slika. Međusobno povezivanje VLAN-ova u lokalnoj mreži sa va ili više komutatora

Ako neki krajnji uređaj šalje okvir DTE-u koji je član istog VLAN-a i fizički je spojen na isti LAN komutator,

taa se okvir šalje u traicionalnom MAC formatu. Međutim, ako se okvir prenosi između vaju DTE -a

koji su fizički spojeni na različite LAN komutatore, taa se koristi tzv. označavanje VLAN -ova (VLAN

tagging), efinirano preporukom IEEE 802.3ac (Feit *2000+). Označeni okviri se između va komutatora

prenose posebnim linkom koji se naziva glavni vod (trunk ). Na narednoj slici je prikazana je struktura

označenog (tagged ) okvira. Oznaku VLAN-a čine četiri okteta ugrađena u traicionalni MAC okvir: polje



3

TPID (Tag Protocol ID) i upravljačko polje, svako uljine va okteta. U polje TPID upisuj e se

heksaecimalni broj. Prva tri bita upravljačkog polja namijenjena su ojeli prioriteta prometnim

tokovima u LAN-u, definiranoj preporukom IEEE 802.1p.

Slika. Struktura MAC okvira s oznakom VLAN-a

Ako je bit CFI (Canonical Format Indicator ) jenak nuli, taa je maksimalna uljina okvira povedana na

1522 okteta. Ako je CFI = 1, mogude je oatno povedanje uljine MAC okvira za 2 okteta koji slijee

omah iza polja L/ET. Ta va okteta čine polje E-RIF (Extra Embeded Routing Information), koje pokazuje

da je okvir promijenjen iz Token Ring/FDDI formata u Ethernet format. Sama oznaka VLAN-a, duljine 12

bita, omoguduje jenoznačno označavanje virtualnih LAN-ova. O 4096 raspoloživih VLAN ID-a (od 0 do

4095), neki su identifikatori rezervirani. ID koji je jednak nuli (tzv. null VLAN ID) u označenom okviru

signalizira da niti jedan VLAN ID nije pridijeljen nekom VLAN-u. Nadalje, VLAN ID jednak jedinici

označava osnovni (default ) VLAN. VLAN ID koji je jenak 4095 također je rezerviran za posebne namjene.

Dakle, VLAN-ovima je mogude oijeliti VLAN ID u rasponu o 2 o 4094. Označavanje okvira ne mijenja

saržaj polja ET, onosno polja uljine LLC PDU-a. Prilikom svakog dodavanja ili skidanja oznake

potrebno je ponovno proračunati vrijenost polja FCS.

Svaka stanica može bit član jenog ili više VLAN-ova. Članstvo u VLAN-u se oređuje na temelju broja

priključka komutatora, na temelju mrežnog protokola, na osnovi aresnog IP prefiksa, na osnovi MAC

arese it. Nakon prvog uključivanja komutatora, ok još nisu konfigurirani VLAN-ovi, svi su priključci

članovi tzv. osnovnog (default ) VLAN-a. Automatizirana prijava krajnjih uređaja u VLAN-ove omogudena

je protokolom GVRP (GARP VLAN Registration Protocol), razvijenim na temelju starijeg protokola GARP.

GARP (Generic Attribute Registration Protocol) poržava mehanizam prijave uređaja u LAN-u koji je

izgrađen pomodu mostova (takvi LAN-ovi u Ethernet okolini koriste algoritam optimalnog stabla

(Spanning Tree Algorithm – STA) za oređivanje jenoznačnih putova u LAN-u.

Usmjerivači

Usmjerivač je mrežni uređaj koji rai na mrežnom sloju protokolnog moela OSI RM. Narena slika

prikazuje mogudi scenarij povezivanja viju lokalnih mreža usmjerivačem (Stallings *1997+). Ako obje

lokalne mreže koriste iste protokole rugog sloja, taa usmjerivač jeluje isključivo na mrežnom sloju.

Ako se na ovaj način povezuju va LAN-a koji koriste različite protokole sloja poatkovnog linka, taa

usmjerivač mora jelovati i na rugom sloju, tj. mora obavljati i pretvorbu formata MAC okvira.



3

Slika. Protokolarni složaj usmjerivača koji povezuju va LAN-a

Na narenoj slici je prikazan primjer međusobnog povezivanja viju lokalnih mreža pomodu usmjerivača

između kojih je uspostavljen WAN link o točke o točke (Stallings *1997+). Ranije su prilikom

povezivanja usmjerivača kroz WAN ominantno korišteni zakupljeni kanali (leased lines), a usmjerivači

su se povezivali s WAN-om pomodu moema za zakupljene kanale, čije su brzine varirale o 128 kbit/s

do 2,048 Mbit/s. U primjeru na Sl. 4.25 prikazano je moernije rješenje. Usmjerivači koriste mrežni

protokol IP, a WAN link je realiziran pomodu komutacije okvira (Frame Relay – FR). Prijenosne brzine

koje je mogude postidi na FR WAN linku variraju o 128 kbit/s pa sve o prijenosnih brzina PDH

(Plesiochronous Digital Hierarchy) sustava E3/T3.

Slika. Povezivanje dvaju udaljenih LAN-ova pomodu usmjerivača

Osnovne operacije koje svaki usmjerivač mora obavljati su:

prosljeđivanje paketa iz jene u rugu mrežu ( forwarding), i

oređivanje smjerova transfera paketa kroz mrežu (routing).

Ka usmjerivač po jenom o svojih priključaka primi paket, na temelju oreišne mrežne arese (npr.

IP adrese) upisane u zaglavlje paketa i tablice usmjeravanja (routing table) onosi oluku na koji de

priključak, onosno link proslijeiti paket. Paralelno s procesom prosljeđivanja paketa, svaki usmjerivač

proračunava smjerove transfera paketa pomodu algoritama usmjeravanja (For- Fullkerson, Dijkstra i



r.). Usmjerivači međusobno razmjenjuju informaciju o smjerovima transfera koristedi pritom

usmjerivačke protokole (Routing Information Protocol – RIP, Open Shortest Path First – OSPF i dr.).

Osnovna prenost usmjerivača pre mostovima je u korištenju naprenijih mehanizama usmjeravanja

informacijskih tokova i u mogudnosti kreiranja mreža čija složenost nije ograničena algoritmima

usmjeravanja. Kao što je ved ranije spomenuto, usmjerivači ne prosljeđuju razašiljanja okvira generirana

na posloju MAC, što je također važna prenost u onosu na mostove. Jeina mana usmjerivača u

onosu na mostove je povedano kašnjenje koje usmjerivač unosi u komunikaciju. Obraa paketa na

mrežnom sloju traje ulje o obrae okvira na sloju DLL.

Ranije je za potrebe povezivanja lokalnih mreža korišten i uređaj koji može istovremeno obavljati

funkcije mosta i obnavljača (brouter ). Takav uređaj istovremeno obavlja usmjerivačke funkcije za jenu

skupinu protokola (npr. IP i IPX) i funkcije premoštavanja za protokole koji ne poržavaju usmjeravanje

(npr. protokol NetBEUI). U novije vrijeme, po sličnom scenariju kao što su mostovi zamijenjeni LAN

komutatorima rugog sloja, i usmjerivači se u lokalnim mrežama sve češde zamjenjuju LAN

komutatorima trećeg sloja. Razlog tome je u harverskoj implementaciji prosljeđivanja paketa, uslije

čega je brzina raa LAN komutatora tredeg sloja bitno veda o brzine raa usmjerivača.

10. Ethernet MreYna Arhitektura

Documents

Transcript of 10. Ethernet MreYna Arhitektura