Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie

Ethernet

Sˇ a´rka Vavrecˇkova´

U´ stav informatiky, FPF SU Opava http://fpf.slu.cz/~vav10ui

Poslednı´aktualizace: 28. cˇervence 2011 Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Vlastnosti vznik roku 1976, firmy Xerox, Digital, Intel pozdeˇji standard IEEE 802.3 (Ethernet Working Group) koliznı´prˇı´stupova´metoda CSMA/CD vı´ce ru˚zny´ch topologiı´a kabela´zˇe, specifikujı´standardy u veˇtsˇiny specifikacı´existujı´omezenı´prˇedevsˇı´m de´lky segmentu˚ rychlosti 10, 100, 1000, 10 000 Mb/s, atd.

Znacˇenı´na fyzicke´vrstveˇ: XBASE-Y, kde X je rychlost, BASE je signalizacˇnı´metoda (Base nebo Broad – za´kladnı´ nebo prˇekla´dane´pa´smo), Y urcˇuje kabela´zˇ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Standardy

10 Mb/s: 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F 100 Mb/s (): 100Base-T, 100Base-F 1000 Mb/s (): 1 000Base-X (802.3z, optika), 1 000Base-T (802.3ab, UTP), 1 000BaseCX (STP nebo koax) dalsˇı´ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Sı´t’ove´prvky

Uzly sı´teˇ DTE (Data Terminal Equipment) – koncove´uzly, typicky pocˇı´tacˇe, servery DCE (Data Communication Equipment) – mezilehla´sı´t’ova´ zarˇı´zenı´, ktera´prˇijı´majı´ra´mce a odesı´lajı´je da´l, obvykle router, switch apod.

Prˇenosova´me´dia UTP (nestı´neˇna´kroucena´dvojlinka) STP (stı´neˇna´), opticke´kabely, twin-ax, drˇı´ve koaxia´l Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Topologie a struktura

Celkova´struktura sı´teˇje kombinace trˇı´prvku˚:

1 Point-to-Point – spojuje dveˇzarˇı´zenı´(DTE-DTE, DTE-DCE nebo DCE-DCE) 2 sbeˇrnice – tento prvek se dnes fyzicky nepouzˇı´va´, drˇı´ve na koaxia´lech; de´lka segmentu sbeˇrnice max. 500 m (tlusty´ koax), maxima´lneˇ100 zarˇı´zenı´, segmenty lze propojit opakovacˇi, mezi dveˇma DTE musı´existovat jedina´cesta, max. pocˇet zarˇı´zenı´v sı´ti 1024 3 hveˇzda – zhruba v prvnı´polovineˇ90. let, struktura slozˇena´ z Point-to-Point segmentu˚DTE-DCE, DCE obvykle HUB nebo switch Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Postupne´zmeˇny

Topologie fyzicka´topologie byla pu˚vodneˇsbeˇrnice (jen u 10Mb Ethernetu), dnes beˇzˇneˇhveˇzda nebo stromova´ (u strukturovane´kabela´zˇe) logicka´topologie zu˚sta´va´sta´le sbeˇrnicova´ (logicka´topologie pouze popisuje zpu˚sob chova´nı´– sˇı´rˇenı´ signa´lu) Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Postupne´zmeˇny

Rozdeˇlenı´fyzicke´vrstvy od 10Base-T fyzicka´vrstva (PHY) rozdeˇlena na dveˇpodvrstvy (podobneˇjako drˇı´ve linkova´): Physical Medium Independent s rozhranı´m MII (Medium Independent Interface) – neza´visla´na prˇenosove´m me´diu, spolu s linkovou vrstvou je realizova´na na sı´t’ove´karteˇ(bez konektoru˚), od Gigabit Ethernetu je GMII Physical Medium Dependent s rozhranı´m MDI (Medium Dependent Interface) – za´visla´na me´diu, implementuje vsˇe souvisejı´cı´– ko´dova´nı´bitu˚, elektricke´parametry signa´lu˚atd., realizova´na vneˇjsˇı´m rozhranı´m sı´t’ove´karty Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Vztah k ISO/OSI modelu

Vrstvy zahrnuje linkovou a fyzickou vrstvu modelu linkova´vrstva je rozdeˇlena na podvrstvy LLC – na DTE, je definova´na standardem 802.2 MAC – na DTE i DCE, definova´na prˇı´mo standardem 802.3, MAC dvou komunikujı´ch zarˇı´zenı´musejı´minima´lneˇ podporovat tute´zˇprˇenosovourychlost na DCE je podvrstva LLC nahrazena prˇemosteˇnı´m (most umı´spojovat i sı´teˇs ru˚zny´mi protokoly, naprˇı´klad Ethernet a Token Ring), definova´na standardem 802.1 Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Podvrstva MAC v ISO/OSI modelu

U´ koly data prˇijata´podvrstvou MAC pro prˇenosod LLC se u 802.3 nazy´vajı´ LLC ra´mec shroma´zˇdeˇnı´dat z vysˇsˇı´podvrstvy a jejich zapouzdrˇenı´– v ra´mci prˇı´pravy na jejich prˇenos u prˇı´chozı´ch dat opacˇny´proces – „vybalenı´“ dat z ra´mce, kontrola chyb rˇı´zenı´prˇı´stupu k prˇenosove´mu me´diu, vcˇetneˇinicializace prˇenosura´mce a zotavenı´prˇiselha´nı´prˇenosu Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Struktura 802.3 MAC ra´mce

7 1 6 6 4 46–1500 4 PRE SFD DA SA Length Data+Pad FCS Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Struktura 802.3 MAC ra´mce

7 1 6 6 4 46–1500 4 PRE SFD DA SA Length Data+Pad FCS

1 PRE (Preambule, 7 B) – posloupnost strˇı´dajı´cı´ch se jednicˇek a nul, ktera´informuje prˇijı´majı´cı´stanici, zˇe ma´ ocˇeka´vat ra´mec, synchronizacˇnı´informace 2 SOF (Start-of-frame delimiter, 1 B) – take´sekvence strˇı´dajı´cı´ch se jednicˇek a nul, ale koncˇı´dveˇma jednicˇkami, oddeˇluje na´sledujı´cı´cˇa´st hlavicˇky Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Struktura 802.3 MAC ra´mce

7 1 6 6 4 46–1500 4 PRE SFD DA SA Length Data+Pad FCS

3 DA (Destination address, 6 B) – MAC adresa cı´le 4 SA (Source address, 6 B) – MAC adresa zdroje, vzˇdy unicast 5 Length/Type (2 B) – u ra´mcu˚802.3 je to de´lka datove´cˇa´sti MMC ra´mce (tj. de´lka LLC ra´mce), vzˇdy je ≤ 1500, u jiny´ch jde o identifikaci protokolu vysˇsˇı´vrstvy, ktery´ma´data zpracovat Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Struktura 802.3 MAC ra´mce

7 1 6 6 4 46–1500 4 PRE SFD DA SA Length Data+Pad FCS

6 data – u 802.3 jde o LLC ra´mec, de´lka 46–1500 B, spodnı´ hranice nutna´pro detekci kolizı´ 7 datova´vy´plnˇ– pokud de´lka dat je mensˇı´nezˇ45, je nutne´ je doplnit touto vy´plnı´ 8 FCS (Frame check sequence, 4 B) – do paty ra´mce (traileru) se prˇida´va´kontrolnı´soucˇet, generuje se z dat od adresy prˇı´jemce (DA) po data vcˇetneˇ(i prˇı´padnou vy´plnˇ), slouzˇı´prˇı´jemci ke zjisˇteˇnı´posˇkozenı´ra´mce Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– half duplex

CSMA/CD CS (Carrier Sense) – stanice neusta´le naslouchajı´na prˇenosove´m me´diu MA (Multiple Access) – stanice mohou kdykoliv vysı´lat, kdyzˇnasloucha´nı´m zjistı´, zˇe nikdo nevysı´la´ CD (Collision Detect) – pokud vı´ce stanic vysı´la´v te´meˇrˇ stejne´m okamzˇiku, docha´zı´k posˇkozenı´signa´lu – kolizi stanice musı´by´t schopny detekovat kolizi, v prˇı´padeˇkolize musı´prˇestatvysı´lat (ne okamzˇiteˇ!!!, musı´ da´t ostatnı´m vysı´lajı´cı´m uzlu˚m sˇanci, aby rozpoznaly kolizi), vycˇka´vajı´na´hodneˇdlouhy´okamzˇik, ktery´se urcˇuje backoff algoritmem Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– half duplex

Backoff algoritmus Po prvnı´m zjisˇteˇnı´kolize stanice vysˇle „Jam“ signa´l pro zrusˇenı´odesı´la´nı´vyslane´ho ra´mce cˇeka´po dobu 0 ... 51, 2 µs, pak se znovu pokusı´o prˇenos kdyzˇznovu prˇenosselzˇe, cˇeka´po dobu 2 · 0 ... 51, 2 µs, pak se znovu pokusı´o prˇenos pokud dojde k dalsˇı´m selha´nı´m, cˇeka´po dobu K · 0 ... 51, 2 µs, kde K je cˇı´slo z intervalu 0 ... 2n − 1 Existujı´i jine´, slozˇiteˇjsˇı´verze backoff algoritmu. Koliznı´okno (Collision Window, Slot Time)) je rovno dvojna´sobku doby, po kterou se sˇı´rˇı´signa´l mezi dveˇma nejvzda´leneˇjsˇı´mi stanicemi, po tuto dobu musı´odesı´lajı´cı´ stanice naslouchat pro detekci kolize

Vliv spodnı´hranice de´lky ra´mce vysˇsˇı´ ⇒ veˇtsˇı´koliznı´okno a veˇtsˇı´koliznı´dome´na nizˇsˇı´ ⇒ mensˇı´koliznı´okno a mensˇı´koliznı´dome´na

Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– half duplex

Nejhorsˇı´prˇı´pad nastane, pokud najednou vysı´lajı´dveˇnejvzda´leneˇjsˇı´stanice (signa´l te´druhe´vysı´lacı´stanice dorazı´azˇpo dlouhe´dobeˇ) Vliv spodnı´hranice de´lky ra´mce vysˇsˇı´ ⇒ veˇtsˇı´koliznı´okno a veˇtsˇı´koliznı´dome´na nizˇsˇı´ ⇒ mensˇı´koliznı´okno a mensˇı´koliznı´dome´na

Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– half duplex

Nejhorsˇı´prˇı´pad nastane, pokud najednou vysı´lajı´dveˇnejvzda´leneˇjsˇı´stanice (signa´l te´druhe´vysı´lacı´stanice dorazı´azˇpo dlouhe´dobeˇ)

Koliznı´okno (Collision Window, Slot Time)) je rovno dvojna´sobku doby, po kterou se sˇı´rˇı´signa´l mezi dveˇma nejvzda´leneˇjsˇı´mi stanicemi, po tuto dobu musı´odesı´lajı´cı´ stanice naslouchat pro detekci kolize Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– half duplex

Nejhorsˇı´prˇı´pad nastane, pokud najednou vysı´lajı´dveˇnejvzda´leneˇjsˇı´stanice (signa´l te´druhe´vysı´lacı´stanice dorazı´azˇpo dlouhe´dobeˇ)

Koliznı´okno (Collision Window, Slot Time)) je rovno dvojna´sobku doby, po kterou se sˇı´rˇı´signa´l mezi dveˇma nejvzda´leneˇjsˇı´mi stanicemi, po tuto dobu musı´odesı´lajı´cı´ stanice naslouchat pro detekci kolize

Vliv spodnı´hranice de´lky ra´mce vysˇsˇı´ ⇒ veˇtsˇı´koliznı´okno a veˇtsˇı´koliznı´dome´na nizˇsˇı´ ⇒ mensˇı´koliznı´okno a mensˇı´koliznı´dome´na Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– half duplex

Nastavenı´koliznı´dome´ny a de´lky paketu u 10Mb Ethernetu stacˇilo najı´t vhodny´kompromis, stanovena polovina cˇasu slot time 51.2 µs, min. de´lka ra´mce 64 B u 100Mb Ethernetu bylo nutne´zmensˇit pru˚meˇr koliznı´ dome´ny prˇiblizˇneˇ10× (na me´neˇnezˇ200 m) prˇizachova´nı´ minima´lnı´de´lky ra´mce a koliznı´ho okna pro Gigabit Ethernet (a rychlejsˇı´) uzˇtoto rˇesˇenı´nenı´ pru˚chodne´– jine´rˇesˇenı´: zveˇtsˇı´se minima´lnı´de´lka ra´mce (na 512 B), aby nebylo nutne´zasa´hnout do struktury ra´mce, zveˇtsˇenı´ se provede prˇida´nı´m nedatove´prˇı´pony na konec MAC ra´mce (tj. za kontrolnı´soucˇet), tato prˇı´pona ma´promeˇnnou de´lku a prˇipojujese pouze k ra´mcu˚m kratsˇı´m nezˇje stanovene´minimum operace prˇida´nı´/odebra´nı´prˇı´pony se prova´dı´na MAC vrstveˇ PRE SFD DA SA Length Data+Pad FCS Ext

1000Base-X: 416 oktetu˚ 1000Base-T: 520 oktetu˚

Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Rˇ esˇenı´pro Gigabit Ethernet

Parametr 10 Mb 100 Mb 1000 Mb Min. de´lka ra´mce 64 B 64 B 520 B (1000Base-T) 416 B (1000Base-X) Koliznı´dome´na 100 m UTP 100 m UTP 100 m UTP (DTE-DTE) 412 m fiber 316 m fiber Koliznı´dome´na pro DCE 2500 m 205 m 200 m Max. pocˇet DCE na cesteˇ 5 2 1 Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Rˇ esˇenı´pro Gigabit Ethernet

Parametr 10 Mb 100 Mb 1000 Mb Min. de´lka ra´mce 64 B 64 B 520 B (1000Base-T) 416 B (1000Base-X) Koliznı´dome´na 100 m UTP 100 m UTP 100 m UTP (DTE-DTE) 412 m fiber 316 m fiber Koliznı´dome´na pro DCE 2500 m 205 m 200 m Max. pocˇet DCE na cesteˇ 5 2 1

PRE SFD DA SA Length Data+Pad FCS Ext

1000Base-X: 416 oktetu˚ 1000Base-T: 520 oktetu˚ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– half duplex

Burst mode, shlukovy´mo´d je povolen pouze u gigabitovy´ch prˇenosu˚(1000Mb Ethernetu a vy´sˇe). Pokud stanice vysı´la´vı´ce ra´mcu˚za sebou, mu˚zˇe je poslat ve shluku: 1 prvnı´ra´mec splnˇuje vsˇechny vy´sˇe uvedene´na´lezˇitosti, vcˇetneˇprˇı´padne´ho prodlouzˇenı´prˇı´ponou 2 na´sleduje IFG (InterFrame Gap) – sekvence bitu˚, ktere´ oddeˇlujı´ra´mce 3 dalsˇı´ra´mce, vzˇdy oddeˇlene´IFG intervaly; pokud jsou kratsˇı´nezˇpozˇadovana´minima´lnı´de´lka, nenı´trˇebaje doplnˇovat o prˇı´ponu Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– half duplex

Burst mode, shlukovy´mo´d celkova´de´lka shluku takto posı´lany´ch ra´mcu˚by nemeˇla prˇekrocˇit 5.4 na´sobek maxima´lnı´mozˇne´de´lky ra´mce pokud poslednı´ra´mec zpu˚sobı´prˇekrocˇenı´te´to hodnoty, mu˚zˇe by´t jesˇteˇjeho prˇenosdokoncˇen urcˇeno pro sluky mensˇı´ch ra´mcu˚ vy´hodou je zachova´nı´vy´hradnı´ho prˇı´stupu k me´diu beˇhem vysı´la´nı´

Proud ra´mcu˚v Burst modu:

MAC ra´mec+Ext IFG MAC ra´mec IFG ... MAC ra´mec Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– plny´duplex

Realizace a vlastnosti plne´ho duplexu plny´duplex (u Point-to-Point spoju˚) je realizova´n zdvojenı´m prˇenosove´ho me´dia – jedno pro kazˇdy´smeˇr protozˇe je jen u Point-to-Point spoju˚, odpadajı´proble´my s kolizemi a prakticky nenı´trˇebanaslouchat na me´diu CSMA/CD by dokonce mohla pu˚sobit proble´my (prˇı´jem a vysı´la´nı´za´rovenˇby povazˇovala za kolizi) dı´ky neexistenci kolizı´je dosah jen za´lezˇitostı´fyzika´lnı´ch vlastnostı´prˇenosove´ho me´dia obvykle funguje neusta´le v burst mo´du Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇenosu– plny´duplex

Rˇ ı´zenı´toku dat Jestlizˇe prˇijı´majı´cı´uzel je zahlcen ra´mci, musı´pozˇa´dat vysı´lajı´cı´uzel o prˇerusˇenı´posı´la´nı´ra´mcu˚ pause frame – vygenerova´n v MAC vrstveˇzahlcene´ho uzlu, obsahuje informaci o de´lce intervalu, po ktery´ma´ vysı´lajı´cı´stanice prˇestatzası´lat, aby nedosˇlo k omylu, jsou identifikovatelne´specifickou hodnotou zapisovanou do u´daje o de´lce dat pokud je zahlcenı´vyrˇesˇeno drˇı´ve, mu˚zˇe by´t vygenerova´n pause frame s nulovy´m cˇasovy´m intervalem, ktery´ informuje uzel s pozastaveny´m zası´la´nı´m, zˇe mu˚zˇe zase zacˇı´t posı´lat ra´mce Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Zajisˇteˇnı´prˇijetı´dat

je stejne´pro polovicˇnı´i plny´duplex, ale u plne´ho duplexu musı´ by´t oddeˇleny vyrovna´vacı´pameˇti pro odesı´la´nı´/prˇı´jem. Postup prˇijetı´: 1 kontrola cı´love´adresy (DA) – zda jde o unicast/broadcast/multicast, a jestli adresa odpovı´da´ adrese te´to stanice (stanice beˇzˇı´cı´v promiskuitnı´m mo´du prˇijı´majı´vsˇechny ra´mce bez ohledu na adresy) 2 zjisˇteˇnı´de´lky ra´mce a porovna´nı´kontrolnı´ho soucˇtu s u´dajem v FCS 3 kontrola u´daje v Length/Type Field – o jaky´typ ra´mce jde, prˇı´padneˇde´lka datove´cˇa´sti ra´mce (LLC ra´mce), kontrola de´lky LLC ra´mce s uvedeny´m u´dajem 4 rozbalenı´ra´mce, data jsou prˇeda´na na vysˇsˇı´(pod)vrstvu Prˇijetı´VLAN ra´mce Prˇı´chozı´VLAN ra´mec je v MAC vrstveˇzpracova´n takto: DCE odesˇle VLAN ra´mec beze zmeˇny na vsˇechny porty odpovı´dajı´cı´identifikaci VLAN s ohledem na prioritu DTE (obvykle cı´l ra´mce) odstranı´VLAN hlavicˇku a ra´mec zpracuje jako jaky´koliv jiny´

Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie VLAN ra´mec

VLAN (Virtua´lnı´LAN) umozˇnˇuje propojit vzda´lene´LAN segmenty do jedne´logicke´(virtua´lnı´) LAN sı´teˇs (te´meˇrˇ) vsˇemi vlastnostmi a vy´hodami komunikace v LAN nastavova´nı´prˇenosovy´ch priorit u odcha´zejı´cı´ch ra´mcu˚ zjednodusˇuje administraci sı´teˇvzhledem k vzda´leny´m stanicı´m Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie VLAN ra´mec

VLAN (Virtua´lnı´LAN) umozˇnˇuje propojit vzda´lene´LAN segmenty do jedne´logicke´(virtua´lnı´) LAN sı´teˇs (te´meˇrˇ) vsˇemi vlastnostmi a vy´hodami komunikace v LAN nastavova´nı´prˇenosovy´ch priorit u odcha´zejı´cı´ch ra´mcu˚ zjednodusˇuje administraci sı´teˇvzhledem k vzda´leny´m stanicı´m

Prˇijetı´VLAN ra´mce Prˇı´chozı´VLAN ra´mec je v MAC vrstveˇzpracova´n takto: DCE odesˇle VLAN ra´mec beze zmeˇny na vsˇechny porty odpovı´dajı´cı´identifikaci VLAN s ohledem na prioritu DTE (obvykle cı´l ra´mce) odstranı´VLAN hlavicˇku a ra´mec zpracuje jako jaky´koliv jiny´ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie VLAN ra´mec – struktura VLAN ra´mec ma´pozmeˇneˇnou strukturu – navı´c se vkla´da´ VLAN hlavicˇka – za adresy DA a SA, struktura VLAN ra´mce: VLAN type ID (2 B) – urcˇuje, zˇe jde o VLAN ra´mec, ma´ specifickou hodnotu nezameˇnitelnou s hodnotami beˇzˇneˇ povoleny´mi pro u´daj Length/Type TAG control (2 B) – hodnota priority (0–7, cˇı´m vysˇsˇı´cˇı´slo, tı´m vysˇsˇı´priorita) a identifikace VLAN, do ktere´ra´mec patrˇı´

PRE SFD DA SA VLAN Tag Length Data+Pad FCS Ext typ control

VLAN za´hlavı´ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fyzicka´vrstva

NIC (Network Interface Card, sı´t’ova´karta) je vlastnı´implementace fyzicke´vrstvy v Ethernetu vy´robnı´oznacˇenı´se skla´da´ze trˇı´cˇa´stı´odvozeny´ch od konkre´tnı´ch vlastnostı´fyzicke´vrstvy: prˇenosova´rychlost prˇenosova´metoda (rozlisˇenı´za´kladnı´ho a prˇekla´dane´ho prˇenosu– BaseBand a BroadBand) prˇenosove´me´dium, prˇı´padneˇtyp ko´dova´nı´signa´lu˚ naprˇı´klad 100Base-T4 (rychlost 100 Mb/s, BaseBand, kroucena´dvojlinka s prˇenosemna vsˇech 4 pa´rech) prˇenosova´metoda je u vsˇech noveˇjsˇı´ch specifikacı´ BaseBand (prvky podporujı´cı´BroadBand se na trhu neprosadily – 10Broad36) Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fyzicka´vrstva

MAU () MAU (Medium Attachment Unit) neboli transceiver (transmitter/receiver) – prvek, ktery´zajisˇt’uje rozpozna´nı´ prˇı´tomnosti signa´lu, kolizi (signa´l jam) a vysı´la´nı´/prˇı´jem signa´lu. Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fyzicka´vrstva v ISO/OSI modelu

Podvrstvy neza´visle´na me´diu

Reconciliation  vyrovna´vacı´podvrstva (reconciliation)    MII (10Mb a 100Mb) nebo GMII (Gb, 10Gb) MII 

 Nezávislé n. m. – zvla´sˇt’ odesı´lacı´a prˇijı´macı´datove´cesty  o sˇı´rˇce1 bit pro 10Mb (bit-serial), 4 bity pro PCS    100Mb (nibble-serial) nebo 1 B (byte-serial)   PMA   Zajisˇt’ujı´logicke´spojenı´mezi MAC a ru˚zny´mi   sadami podvrstev za´visly´ch na me´diu Auto-negotiation     Závislé na médiu MDI     Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fyzicka´vrstva v ISO/OSI modelu

Podvrstvy za´visle´na me´diu

Reconciliation  PCS () – ko´dova´nı´,   multiplexing, synchronizace odchozı´ch  MII a opacˇneˇu prˇı´chozı´ch dat 

 Nezávislé n. m.  PMA (physical medium attachment) – vysı´la´nı´ PCS    a prˇijı´ma´nı´signa´lu, mechanismus zotavenı´   PMA  cˇasovacˇe (zajisˇteˇnı´sesynchronizova´nı´   cˇasovacˇe na zacˇa´tku proudu dat)  Auto-negotiation   Auto-negotiation (vyjedna´vacı´podvrstva) –   Závislé na médiu MDI  tyto podvrstvy na zacˇa´tku prˇenosudohodnou   konkre´tnı´vlastnosti spojenı´vyhovujı´cı´obeˇma  NIC MDI (medium-dependent interface) – konektor kabelu Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Mb Ethernet

10Base-T rozbocˇovacˇ, k neˇmu se DTE prˇipojujı´kabelem UTP – nestı´neˇna´dvojlinka kat. 3 nebo 5, pouzˇı´vajı´se jen 2 ze 4 pa´ru˚, konektory 8pinove´RJ-45 kazˇdy´z pa´ru˚funguje simplexneˇ(v jednom smeˇru), mu˚zˇe by´t pouzˇı´va´n pro polovicˇnı´i plny´duplex jako prvnı´ethernetovy´standard podporuje oveˇrˇenı´ provozuschopnosti spojenı´– prˇizapnutı´NIC (podvrstva PMA) odesˇle impuls, ktery´m sdeˇlı´, zˇe je na „prˇı´jmu“ a ocˇeka´va´odpoveˇd’, pokud nedostane, opakuje kazˇdy´ch 16 ms Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Mb Ethernet

10Broad-36 koaxia´l s impedancı´75 ohmu˚(„televiznı´“) 3 kana´ly po 6 MHz pro vysı´la´nı´, 3 kana´ly po 6 MHz pro prˇı´jem, celkem 36 MHz dlouhe´segmenty – azˇ1800 m moc se nerozsˇı´rˇily, ale stal se za´kladem pro Ethernet v sı´tı´ch kabelovy´ch televizı´ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb)

Standardizova´n jako IEEE 802.3u. Transceivery mohou by´t externı´, prˇipojene´k NIC drop kabelem (MII kabelem), max. 0.5 m.

Transceiver integrova´n v NIC

Attachment Transceiver Unit Interface Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb)

Standardizova´n jako IEEE 802.3u. Transceivery mohou by´t externı´, prˇipojene´k NIC drop kabelem (MII kabelem), max. 0.5 m.

Transceiver je externı´

drop cable Attachment Transceiver Unit Interface Prˇechodz 10Base-T na 100Base-TX kabela´zˇmu˚zˇe zu˚stat (kat. 5 bez proble´mu˚) vy´meˇna NIC a aktivnı´ch prvku˚(opakovacˇe apod.) mu˚zˇe probı´hat postupneˇ, pokud se pouzˇijı´NIC 10/100 s auto-negotitation

Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb)

100Base-TX UTP kabel kategorie 5 (nebo STP kabel kat. 1) de´lka segmentu bez opakovacˇu˚do 100 m 125 MBd (1 boud = 1 prˇeneseny´symbol, zde bit, za sekundu) Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb)

100Base-TX UTP kabel kategorie 5 (nebo STP kabel kat. 1) de´lka segmentu bez opakovacˇu˚do 100 m 125 MBd (1 boud = 1 prˇeneseny´symbol, zde bit, za sekundu)

Prˇechodz 10Base-T na 100Base-TX kabela´zˇmu˚zˇe zu˚stat (kat. 5 bez proble´mu˚) vy´meˇna NIC a aktivnı´ch prvku˚(opakovacˇe apod.) mu˚zˇe probı´hat postupneˇ, pokud se pouzˇijı´NIC 10/100 s auto-negotitation 100Base-X UTP kat. 5 (pouzˇı´va´2 pa´ry) nebo 2 dra´ty opticke´ho kabelu, ko´dova´nı´4B/5B kombinace prˇedchozı´ch, karty tedy podporujı´oba typy kabela´zˇe

Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb)

100Base-FX dva opticke´mnohavidove´nebo jednovidove´kabely de´lka segmentu azˇ412 m (mnohavidovy´kabel, half duplex) nebo 10 000 m (jednovidovy´kabel, plny´duplex) moc se neujalo, drahe´ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb)

100Base-FX dva opticke´mnohavidove´nebo jednovidove´kabely de´lka segmentu azˇ412 m (mnohavidovy´kabel, half duplex) nebo 10 000 m (jednovidovy´kabel, plny´duplex) moc se neujalo, drahe´

100Base-X UTP kat. 5 (pouzˇı´va´2 pa´ry) nebo 2 dra´ty opticke´ho kabelu, ko´dova´nı´4B/5B kombinace prˇedchozı´ch, karty tedy podporujı´oba typy kabela´zˇe Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb) Protokoly vysˇsˇı´vrstvy MAC klient MAC Reconciliation 100 Mb/s MII neza´visla´na me´diu PCS PMA 100Base-X TP-PMD Fiber-PMD konektor RJ-45 MDI MDI konektor SC Duplex UTP kategorie 5, 6 6 opticky´kabel dva datove´pa´ry se dveˇma vla´kny ? ? (100Base-TX) (100Base-FX) Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb)

100BASE-T4 kroucena´dvojlinka, kde se pro prˇenosdat pouzˇı´vajı´ vsˇechny 4 pa´ry, kat. 3 nebo 4, lze pouzˇı´t i kat. 5 ko´dova´nı´8B/6T, specia´lnı´skupiny 6T jsou urcˇeny pro IDLE (indikuje „ticho“ na lince) a dalsˇı´(zacˇa´tek a konec ra´mce apod.) 2 pa´ry jedou na half-duplexu, v obou smeˇrech, ale v jednom okamzˇiku jen jeden smeˇr, dalsˇı´dva pa´ry jsou simplexnı´, tedy jen pro jeden urcˇeny´smeˇr poloduplexnı´pa´ry a jeden simplexnı´jsou pro data, dalsˇı´ simplexnı´je pro potrˇebyCSMA/CD max. de´lka segmentu 100 m nepodporuje plny´duplex Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb)

100BASE-T2 pro starsˇı´sı´teˇna kroucene´dvojlince kat. 3 pu˚vodneˇ provozovane´jako 100Base-T4, mu˚zˇe by´t i kabel kat. 4 nebo 5 dva simplexnı´pa´ry jsou nahrazeny jednı´m plneˇduplexnı´m spojenı´m, tj. funguje take´plny´duplex, oba pu˚vodneˇ poloduplexnı´pa´ry mohou take´fungovat plneˇduplexneˇ plneˇduplexnı´i poloduplexnı´provoz na Point-to-Point spojenı´je jedna NIC jako master, druha´ slave; kdo je kdo, se rozhoduje prˇiinicializaci komunikace, master urcˇuje cˇasova´nı´synchronizace Auto-negotiation prˇida´n mechanismus auto-negotiation, zatı´m pouze detekuje rychlost na me´diu je mozˇne´vyra´beˇt NIC pro 10/100 Mb, automaticky rozpoznajı´rychlost a prˇizpu˚sobı´se

Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb) Opakovacˇe – pro Fast Ethernet dveˇtrˇı´dy: trˇı´da I (translational repeater) – kromeˇopakova´nı´ a prˇı´padne´ho zesı´lenı´signa´lu prova´dı´take´prˇeklad (naprˇı´klad mezi FX a TX), mu˚zˇe propojovat dva kabely ru˚zne´ho typu, du˚sledkem je veˇtsˇı´zpozˇdeˇnı´signa´lu; pouze jediny´v koliznı´dome´neˇ trˇı´da II (transparent repeater) – neprova´dı´prˇeklad, propojuje pouze dva kabely stejne´ho typu, rychlejsˇı´, proto i dva v jedne´koliznı´dome´neˇ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Fast Ethernet (100Mb) Opakovacˇe – pro Fast Ethernet dveˇtrˇı´dy: trˇı´da I (translational repeater) – kromeˇopakova´nı´ a prˇı´padne´ho zesı´lenı´signa´lu prova´dı´take´prˇeklad (naprˇı´klad mezi FX a TX), mu˚zˇe propojovat dva kabely ru˚zne´ho typu, du˚sledkem je veˇtsˇı´zpozˇdeˇnı´signa´lu; pouze jediny´v koliznı´dome´neˇ trˇı´da II (transparent repeater) – neprova´dı´prˇeklad, propojuje pouze dva kabely stejne´ho typu, rychlejsˇı´, proto i dva v jedne´koliznı´dome´neˇ

Auto-negotiation prˇida´n mechanismus auto-negotiation, zatı´m pouze detekuje rychlost na me´diu je mozˇne´vyra´beˇt NIC pro 10/100 Mb, automaticky rozpoznajı´rychlost a prˇizpu˚sobı´se Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Gigabit Ethernet

Za´kladnı´specifikace: 1 000Base-T (802.3ab) – pro kroucenou dvojlinku UTP kategorie 5e 1 000Base-X (802.3z) – pro opticke´kabely varianty SX a LX, pro STP varianta CX Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Gigabit Ethernet

podvrstvy MAC a Reconciliation pro Gigabit Ethernet

podvrstvy neza´visle´na me´diu pro Gigabit Ethernet

podvrstvy PCS, PMA podvrstvy PCS, PMA a Auto-negociace pro a Auto-negociace pro 1000Base-X 1000Base-T

CX PMD LX PMD SX PMD 1000Base-T PMD MDI MDI MDI MDI 6 6 6 6666

? ? ? ???? STP opticky´ opticky´ UTP (2 pa´ry) single/multi-mode multimode (4 pa´ry (oba smeˇry) (oba smeˇry) min. kat. 5) Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Gigabit Ethernet Prvky sı´teˇ: opakovacˇe (prˇı´p. jednoduche´rozbocˇovacˇe) – pro polovicˇnı´ duplex, max. 100 m na kazˇde´straneˇopakovacˇe u UTP rozbocˇovacˇe s bufferem – pro plny´duplex, majı´ vyrovna´vacı´pameˇt’, prˇijı´majı´ra´mce z vı´ce vstupnı´ch portu˚ a ukla´dajı´do pameˇti, prˇizahlcenı´podle IEEE 802.3x pouzˇijı´protokol X-on/X-off a zazˇa´dajı´uzly o prˇerusˇenı´ vysı´la´nı´, nezˇpameˇt’ vypra´zdnı´ prˇepı´nacˇe – prˇepı´nany´duplex (switch doka´zˇe zajistit vı´ce logicky´ch spojenı´najednou), zvy´sˇenı´propustnosti sı´teˇ, plny´duplex Prˇepı´nacˇe posı´lajı´ra´mce jen na ty porty, na ktere´patrˇı´ (kontrolujı´adresu – DA), proto oddeˇlujı´koliznı´de´me´ny; pokud jsou v sı´ti pouzˇity jako DCE pouze prˇepı´nacˇe, nenı´trˇeba pouzˇı´vat CSMA/CD. Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Gigabit Ethernet

1 000Base-T (IEEE 802.3ab) pouzˇı´va´ vsˇechny 4 pa´ry UTP kat. 5e (vyhovujı´take´neˇktere´ kabely kat. 5), na kazˇde´m pa´ru rychlost 250 Mb/s ra´mec se rozdeˇlı´na 4 cˇa´sti pro 4 pa´ry UTP, zako´duje, na druhe´straneˇlinky se deko´duje a znovu slozˇı´ specia´lnı´sekvence pro IDLE, indikaci zacˇa´tku ra´mce, indikaci konce ra´mce zpeˇtneˇkompatibilnı´s 100Base-TX polovicˇnı´i plny´duplex CSMA/CD prˇesta´va´vyhovovat, ale porˇa´d existuje, hodneˇ se pouzˇı´vajı´switche a spojenı´jsou spı´sˇe typu Point-to-Point (DTE-DCE) Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Gigabit Ethernet

1 000Base-X (IEEE 802.3z) polovicˇnı´i plny´duplex standardizovane´jsou varianty CX, SX a LX, ale existujı´ neforma´lnı´specifikace, ktere´nejsou standardizovane´: LH – podobny´LX, ale na delsˇı´vzda´lenost – azˇ10 km ZX – pro jednovidove´kabely vyuzˇı´vajı´cı´laser o vlnove´ de´lce 1550 nm, vzda´lenosti i 70 km BX10 – jednovidovy´opticky´kabel, ale nesymetricka´vlnova´ de´lka – pro downstream (ke koncove´mu zarˇı´zenı´) 1490 nm, pro upstream (opacˇneˇ) 1310 nm 1 000Base-SX sveˇtelny´zdroj LED-dioda nebo laser, vlnova´de´lka kra´tka´– 850 nm (v rea´lu 770–860 nm), mnohavidovy´opticky´kabel (pru˚meˇr ja´dra 50 nebo 62.5 µm) kratsˇı´horizonta´lnı´vedenı´nebo pa´terˇnı´sı´teˇ– max. 220 m pro kabely 50 µm, 550 m pro kabely 62.5 µm velmi oblı´bene´ve firma´ch k propojenı´budov v area´lu

Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Gigabit Ethernet

1 000Base-CX kabel STP nebo twinax pouze na kra´tke´vzda´lenosti, do 25 m moc se nepouzˇı´va´, obvykle spı´sˇe pro prˇipojenı´serveru k blı´zke´mu prˇepı´nacˇi Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Gigabit Ethernet

1 000Base-CX kabel STP nebo twinax pouze na kra´tke´vzda´lenosti, do 25 m moc se nepouzˇı´va´, obvykle spı´sˇe pro prˇipojenı´serveru k blı´zke´mu prˇepı´nacˇi

1 000Base-SX sveˇtelny´zdroj LED-dioda nebo laser, vlnova´de´lka kra´tka´– 850 nm (v rea´lu 770–860 nm), mnohavidovy´opticky´kabel (pru˚meˇr ja´dra 50 nebo 62.5 µm) kratsˇı´horizonta´lnı´vedenı´nebo pa´terˇnı´sı´teˇ– max. 220 m pro kabely 50 µm, 550 m pro kabely 62.5 µm velmi oblı´bene´ve firma´ch k propojenı´budov v area´lu Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Gigabit Ethernet

1 000Base-LX sveˇtelny´zdroj laser, dlouha´vlnova´de´lka – 1300 nm (v rea´lu 1270–1355 nm) jednovidove´(10 µm) nebo mnohavidove´kabely (50 nebo 62.5 µm) pro pa´terˇnı´sı´teˇ, prˇipouzˇitı´jednovidove´ho azˇ5 km (neˇkterˇı´ vy´robci garantujı´i 10 nebo 20 km, pokud jsou pouzˇity jejich produkty na obou koncı´ch linky), u mnohavidove´ho azˇ 550 m Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Gb Ethernet (10Gb, 10GbE)

pro MAN a WAN sı´teˇ pu˚vodneˇpro opticke´(IEEE 802.3ae, rok 2002), pozdeˇji i metalicke´kabely pouze plny´duplex se switchi CSMA/CD definitivneˇodpada´, nelze ji aplikovat mezilehla´zarˇı´zenı´pro 10GbE (switche) veˇtsˇinou podporujı´ vı´ce ru˚zny´ch fyzicky´ch vrstev, pouzˇı´vajı´se za´suvne´ moduly (transceivery) Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Gb Ethernet (10Gb, 10GbE)

Opticky´transceiver ve formeˇmodulu nejsou specifikova´ny prˇı´mo v 802.3, ale zvla´sˇt’ v dokumentech MSA (MultiSource Agreements) ty´ka´se prˇedevsˇı´m MSA XENPAK, X2, XPAK, XFP and SFP+ prˇipojujese k rozhranı´XAUI (jako AUI u starsˇı´ch verzı´) XAUI spolu se svy´m okolı´m prˇedstavujeGMII, je napojen na MAC podvrstvu Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Gb Ethernet (10Gb, 10GbE)

Opticke´transceivery XENPAK a SFP+ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Gb Ethernet (10Gb, 10GbE)

10GBase-R (optika) Varianty: 10GBase-SR (Short Range) – laser 850 nm, mnohavidovy´ kabel, dosah 62 m 10GBase-LR (Long Range) – laser 1310 nm, jednovidovy´ kabel, dosah 10 km (v praxi azˇ25 km kvalitnı´signa´l) 10GBase-LRM (Long Reach Multimode, IEEE 802.3aq) – laser 1310 nm, mnohavidovy´kabel, dosah 220 m 10GBase-ER (Extended Range) – laser 1550 nm, jednovidovy´kabel, dosah 40 km Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Gb Ethernet (10Gb, 10GbE)

10GBase-T (802.3an) Ko´dova´nı´PAM-16 v kombinaci s DSQ128, kroucena´dvojlinka, a to kat. 6 – dosah azˇ55 m kat. 6a – dosah azˇ100 m Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Gb Ethernet (10Gb, 10GbE)

10GBase-CX4 (IEEE 802.3ak) kabel twinax, 4 vysı´lacˇe a 4 prˇijı´macˇe po 2.5 Gb/s cˇasto napojeno na InfiniBand – vysokorychlostnı´rozhranı´ podporujı´cı´QoS, se´riove´, obousmeˇrne´, s nı´zkou latencı´, ru˚zne´sˇı´rˇky(u CX4 s twinaxem pouzˇı´va´me 4×) – kromeˇ pouzˇitı´v sı´tı´ch se rozhranı´pouzˇı´va´take´naprˇı´klad k prˇipojenı´datovy´ch zarˇı´zenı´ ko´dova´nı´8B/10B dosah pouze do 15 m, typicke´pouzˇitı´: rychle´prˇipojenı´ neˇktere´ho DCE k serveru vy´hoda: cena Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Infiniband a twinax (ve formeˇBNC) Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Gb Ethernet (10Gb, 10GbE)

10GBase-LX4 optika (jednovidove´i mnohavidove´kabely), 850 nm pouzˇı´va´WDM (Wavelength-Division Multiplexing) – obdoba frekvencˇnı´ho multiplexu na optice (ru˚zne´vlnove´ de´lky – „barvy“) 4 oddeˇlene´laserove´zdroje dosah 300 m/10 km Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie 10Gb Ethernet (10Gb, 10GbE)

10GBase-W pro WAN a MAN varianty SW, LW, EW trochu jiny´forma´t ra´mce – v ra´mci WIS (Wide Interface Sublayer) ra´mce je zapouzdrˇenbeˇzˇny´LAN ra´mec 10GBase-R Ethernetu), WIS se pak posı´la´po WAN Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Krˇı´zˇenı´

vysı´lacˇna jednom konci spojenı´musı´by´t prˇipojenna prˇijı´macˇna druhe´m konci a naopak, proto je nutne´krˇı´zˇenı´ cesty krˇı´zˇenı´mu˚zˇe by´t bud’ v kabelu (krˇı´zˇeny´kabel), a nebo interneˇv zarˇı´zenı´, ale nenı´prˇesneˇstanoveno, ktera´ z teˇchto mozˇnostı´ma´by´t pouzˇita doporucˇenı´v 802.3: na cesteˇmusı´by´t lichy´pocˇet krˇı´zˇenı´celkem pokud je zarˇı´zenı´interneˇopatrˇenokrˇı´zˇenı´m, musı´by´t oznacˇeno symbolem × internı´krˇı´zˇenı´je volitelne´ prˇipropojenı´DTE a DCE je doporucˇeno implementovat krˇı´zˇenı´interneˇu DCE Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Krˇı´zˇenı´

Tx Rx uzel 1 uzel 2 (prˇepı´nacˇ) (stanice) Rx Tx

Tx Tx uzel 1 uzel 2 (prˇepı´nacˇ) (stanice) Rx Rx Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Krˇı´zˇenı´

Realita – doporucˇenı´: u 10Base-T a Fast Ethernetu: pro DTE–DCE pouzˇı´t nekrˇı´zˇeny´, pro DTE–DTE pouzˇı´t krˇı´zˇeny´ opticke´kabely pro Ethernet jsou vzˇdy krˇı´zˇene´ kroucene´dvojlinky pro 100Base deˇdı´pravidlo po 10Base-T u 1000Base-T: NIC mu˚zˇe obsahovat mozˇnost volby internı´ho krˇı´zˇenı´(prˇinavazova´nı´komunikace se to zjisˇt’uje v ra´mci procesu auto-negociace), pokud neobsahuje, platı´ stejne´podmı´nky jako u 10Base-T Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Auto-negotitation

(vyjedna´va´nı´NIC) mechanismus, ktery´se rozvı´jı´postupneˇu standardu˚na UTP kabel od 10Base-T NIC ohla´sı´svou verzi (cˇı´slo, naprˇı´klad 10Base-T half duplex ma´1, 100Base-T full duplex ma´6, apod.) dveˇru˚zne´NIC se domluvı´na prˇenosovy´ch rezˇimech, ktery´m obeˇrozumı´, vybere se prˇenosovy´rezˇim nejvysˇsˇı´ze sdı´leny´ch pouzˇı´vajı´se: NLP (Normal Link Pulse) – umı´vsˇechny od 10Base-T FLP (Fast Link Pulse) – nesou dalsˇı´informaci; pokud NIC nerozumı´FLP pulsu˚m, je automaticky povazˇova´na za 10Base-T half duplex. Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Multiple-Rate Ethernet

Uzly Campus Distributor – campus je zde mı´neˇna relativneˇ mala´oblast s vı´ce budovami, campus distributor by´va´ (10)Gb switch s mozˇnostı´prˇipojenı´k telekomunikacˇnı´sı´ti nebo jine´WAN Building Distributor – rychlejsˇı´switch prˇipojeny´na pa´terˇ campusu, hlavnı´switch v budoveˇ Floor Distributor – nizˇsˇı´u´rovenˇv hierarchii, od nı´da´le vede horizonta´lnı´vedenı´ Telecom Outlet – obvykle rozhranı´, ke ktere´mu se prˇipojujı´ pocˇı´tacˇe a dalsˇı´koncova´zarˇı´zenı´ Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Multiple-Rate Ethernet

Kabely Campus Backbone Cabling – hlavnı´pa´terˇ,typicky optika (jedno- i mnohavidova´), prˇipojenı´Building Distributoru˚ Building Backbone Cabling – pa´terˇnı´sı´t’ na u´rovni budov, typicky UTP kat. 5 nebo lepsˇı´a nebo mnohavidovy´kabel Horizontal Cabling – horizonta´lnı´kabela´zˇ, obvykle UTP, neˇkde i mnohavidovy´kabel Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie

ISP

Campus Distributor

hlavnı´pa´terˇ Building Building Distributor Distributor

Floor Distributor horizonta´lnı´kabela´zˇ atd. pa´terˇnı´sı´t’ v budoveˇ Floor TO TO TO Distributor

Floor Distributor

TO TO TO TO TO TO Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie PoE ()

Standard IEEE 802.3af (rok 2003) motivace: mnoha´zarˇı´zenı´prˇipojena´k Ethernetu majı´jen maly´prˇı´kon, tak k cˇemu zvla´sˇt’ napa´jenı´? PoE umozˇnˇuje napa´jet zarˇı´zenı´po datovy´ch kabelech (kroucene´dvojlince kat. 5) pro napa´jenı´jsou pouzˇı´va´ny vzˇdy dva prostrˇednı´pa´ry, bud’ vy´hradneˇ, a nebo za´rovenˇs daty zpeˇtneˇkompatibilnı´i se zarˇı´zenı´mi nepodporujı´cı´mi PoE (aby zarˇı´zenı´nebylo znicˇeno, prˇiprˇipojenı´se napa´jı´ nejdrˇı´ve nı´zky´m napeˇtı´m, a kdyzˇje odezva – podporuje, prˇecha´zı´se na vysˇsˇı´napeˇtı´) azˇ13 W prˇi48 V, pokud zarˇı´zenı´potrˇebujenizˇsˇı´napeˇtı´, samo provede transformaci Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie EFM (Ethernet in the First Mile)

(IEEE 802.3ah, rok 2004) snaha pouzˇı´t 10G Ethernet na cele´cesteˇprˇesWAN azˇke koncovy´m pocˇı´tacˇu˚m motivacı´je me´neˇtransformacı´dat na cesteˇprˇi kombinova´nı´ru˚zny´ch technologiı´ ru˚zne´varianty s odlisˇny´mi kabely a modulacı´

ADSL ATM ATM DSLAM ATM switch

ADSL GbE Eth DSLAM Eth switch

EFM GbE Eth DSLAM Eth switch Ethernetove´standardy Vy´voj ISO/OSI MAC Fyzicka´vrstva 10Mb 100Mb 1Gb 10Gb Technologie Metropolitnı´Ethernet ()

za´meˇr: prˇipropojova´nı´ru˚zny´ch LAN nenı´trˇebavyuzˇı´vat jinou mezilehlou technologii na u´rovni linkove´vrstvy (jina´ technologie ⇒ alesponˇsı´t’ova´vrstva) podpora VLAN a QoS