Prenos podataka - Ethernet. 9. Ethernet

Transcription

1 9. Ethernet Ethernet je najrasprostranjenija mrežna tehnologija koja se koristi kod LAN-ova. Uobičajena bitska brzina kod prenosa podataka na ovoj mreži je 10 Mbps, a noviji standardi dozvoljavaju brzinu prenosa od 100 Mbps. Najčešće korišćeni standardi za Ethernet su Ethernet 2.0 i IEEE U oba slučaja kao medijum za prenos se koristi deljiva magistrala po kojoj, u datom trenutku, samo jedan čvor može da prenosi (šalje) podatke. Podaci se prenose u formi okvira koji sadrži MAC (media access control) izvorišnu i odredišnu adresu predajnog i prijemnog čvora, respektivno. Lokalni deljivi segment naziva se segment. Svaki čvor na mreži nadgleda svoj segment i kopira bilo koji okvir koji se odnosi na njega. Ethernet koristi CSMA/CD, a to znači da svaki čvor nadgleda magistralu (ili Ether) sa ciljem da odredi da li je ona zauzeta. Čvor koji želi da preda podatke čeka na pasivan uslov (idle condition) magistrale pa nakon detekcije idle uslova počinje sa slanjem poruke. Na žalost, pri ovome može da dodje do kolizije u situaciji ako dva čvora počinju sa istovremenom predajom. Da bi se na neki način uspešno rešio ovaj problem čvorovi u toku predaje mora da nadgledaju stanje na kablu. Kada se desi kolizija oba čvora prestaju sa predajom okvira i predaju jamming signal. Na ovaj način se informišu svi čvorovi na mreži da je došlo do kolizije. Svaki čvor nakon toga čeka odredjeni period pre nego što pokuša sa novom retransmisijom. Imajući u vidu da svaki čvor ima slučajno odredjeno (dodeljeno) vreme za ponovnu predaju, verovatnoća da će doći do ponovne kolizije je veoma mala. Kolizija u principu smanjuje brzinu prenosa podataka. Svaki čvor na mreži mora biti u stanju da detektuje koliziju i biti sposoban za istovremenu predaju i prijem IEEE Standardi Na slici 9.1. prikazano je kako se IEEE standardi za Token Ring i CSMA/CD uklapaju u OSI modelu. LLC MAC Pysical LAN LLC MAC Physical Data link Phisical Logical link control (LLC) IEEE Media access control (MAC) IEEE Media access control (MAC) IEEE OSI model Token-Ring CSMA/CD Slika 9.1 Standarde za IEEE 802 LAN-ove 9.2. MAC nivo kod Etherneta Kada predaje podatke MAC (media access control) prima podatke od LLC (logical link control) nivoa. Na slici 9.2 prkazana je forma okvira IEEE On sadrži: 2 ili 6 bajtova izvorišne i odredišne adrese (svaka obima 16 ili 48 bitova) 4 bajta za 32-bitni CRC 2 bajta za LLC dužinu 210

2 LLC deo koji može biti dužine do 1500 bajtova inicijalna preamble i start delimiter dužine 8 bajtova delay komponenta minimalne dužine 96 bajtova 7 bajtova 1 bajt 6 bajtova 6 bajtova 2 bajtova 4 bajta 96 bajtova Preambula Start delimiter Odredišna adresa Izvorišna adresa Dužina FCS kašnjenje do 1500 bajtova LLC poruka Slika 9.2 Format okvira kod Svakom Ethernet-ovom okviru prethodi 7-bajtna preambula. Svaki bajt ima, u okviru preambule, fiksni binarni oblik , tako da svaki čvor u mreži koristi preambulu radi postizanja sinhronizacije svog taktnog oscilatora u odnosu na predajni. Preambula, na jedan indirektan način, informiše čvorove da u skoroj budućnosti sledi slanje okvira. Kraj okvira prati 96-bajtni period kašnjenja i u izvesnoj meri ekvivalentan je minimalnom kašnjenju podataka izmedju dva okvira. Ovaj slot vremenskog kašnjenja treba da je veći od propagacionog kašnjenja signala kroz mrežu za najgori slučaj, tj da se ne dodje do preklapanja u slanju poruka. SDF (Start Delimiter Field) je jedinstveni bajt oblika On sledi preambulu i identifikuje početak predaje važećeg ovkira (frame). Najveći broj Ethernet sistema koristi 48-bitnu MAC adresu kako za predajni tako i prijemni čvor. Svaki Ethernet čvor ima jedinstvenu MAC adresu koja se definiše sa šest heksdecimalnih cifara, kakve su: ili 4C F C31 : 2210 : F132 Sa 48-bitnim adresnim poljem dozvoljene su različitih adresa) različite adrese (ili približno Polje koje ukazuje na LLC dužinu definiše da li će okvir sadržati informaciju ili da li će se koristiti da definiše broj bajtova u LLC polju. LLC polje može da sadrži, maksimalno 1500, a minimalno 46 bajtova. Ako je obim informacije koju treba preneti veći od gornje granice, tada se ona deli, a zatim predaje kao veći broj okvira (razdeli se ceo blok podataka na više okvira). U suprotnom, ako je informacija kraća od donje granice okvir se popunjava dodatnim ekstra bitovima. 32-bitno FCS (Frame Check Sequence) polje se koristi za detekciju greške, alternativno se naziva CRC (Cyclic Redundancy Check) ili checksum polje. U skorije vreme odredjeni broj sistema koristi Ethernet II okvir. Ovaj okvir je sličan sa IEEE okvirom, a karakteriše ga: 8-bajtna preamble 6-bajtna izvorna i 6-bajtna odredišna adresa 211

3 2-bajta koji ukazuju na tip-okvira od 46 do 1500 bajtova podataka 4-bajta FCS polje Ilustracije radi, kada je protokol tipa IPX/SPX tada 2-bajtno polje tip-okvira ima vrednost , a za slučaj da je protokol tipa TCP/IP tada ovo polje sadrži IEEE i Ethernet SNAP LLC je sastavni deo Ethernet okvira i definiše se standardom IEEE Na slici 9.3 prikazana je struktura LLC polja kod okvira tipa IEEE Značenje pojedinih podpolja je sledeće: 7 bajtova 1 bajt 6 bajtova 6 bajtova 2 bajta 4 bajta 96 bajtova Start Odredišna Izvorišna Logical Preambula Dužina FCS kašnjenje delimiter adresa adresa link control Servis prustupa odredišnoj tački (DSAP) Servis prustupa izvorišnoj tački (DSAP) Kontrolno polje 1 bajt 1 bajt 1/2 bajta Slika 9.3 Ethernet IEEE okvir sa definisanim LLC poljem Podaci DSAP i SSAP polja definišu tip korišćenog mrežnog protokola. Ilustracije radi SAP kôd identifikujne nivo mrežnog operativnog sistema kao NetWare, dok identifikuje TCP/IP protokol. Značenje SAP brojeva definisano je od strane IEEE. Upravljačko polje se uglavnom koristi za sekvenciranje okvira. Ponekad je teško uskladiti rad mreža da one budu operativne u skladu sa standardom IEEE 802. Zbog toga, postoji jedan alternativni metod za identifikaciju mrežnog protokola nazvan Ethernet SNAP (SubNet-work Access Protocol). Kako je to prikazano na slici 9.4 ovaj metod se koristi da olakša prelaz na standard IEEE Suština se sastoji u sledećem: Dodaju se dva nova polja LLC polju sa ciljem da definišu organizaciju ID-a i identifikatora mrežnog nivoa. Tako na primer, nestandardni protokoli identifikuju se DSAP i SSAP kôdom tipa i control kôdom Nakon ova polja imamo da: Organization ID ukazuje kojoj kompaniji ugradjeni protokol pripada. Ako ovo polje ima vrednost sve-nule tada ta kompanija nije registrovana od strane IEEE. Either Type polje definiše tip mrežnog protokola. TCP/IP protokol koristi za TCP/IP, dok NetWare koristi NetWare okvir koji se slaže sa ovom specifikacijom poznat je kao NetWare SNAP. 212

4 7 bajtova 1 bajt 6 bajtova 6 bajtova 2 bajta 4 bajta 96 bajtova Start Odredišna Izvorišna Logical link Preambula Dužina FCS kašnjenje delimiter adresa adresa control SNAP zaglavlje ID Ether Type organizacije Podaci 3 bajta 2 bajta Slika 9.4 Ethernet IEEE okvir sa LLC koji sadrži SNAP zaglavlje 9.4. LLC protokol Okvir ostvaruje neke od funkcija nivoa-veze (data link layer), kao što su: (a) adresiranje čvora (izvorišne i odredišne MAC adrese); (b) dodavanje preamble polja radi sinhronizacije; i (c) pridruživanje FCS polja radi kontrole greške. Ostatak funcija na nivou-veze obavljaju se od strane control-polja LLC-a, a one su sledeće: kontrola toka podataka i grešaka (flow and error control). Svaki predati okvir podataka ima (karakteriše) svoj okvir-broj. Control okvir je okvir koji se predaje od strane odredišnog čvora ka izvorišnom čvoru (poruka potvrde prijema), a ima za cilj da informiše predajni čvor da su odredjeni okviri primljeni ili nisu primljeni korektno; sekvenciranje podataka - Ako je obim bloka podataka koga treba preneti veliki, on se deli na veći broj delova (okvira), pri čemu se svaki okvir numeriše i, nakon toga, predaje. Na prijemnom kraju podaci se ponovo reasembliraju. Format LLC okvira prikazan je na slici 9.5. Kao što se vidi sa slike 9.5, postoje sledeći tipovi okvira: (a) Informacioni - sadrži podatke. Control polje ovog okvira sadrži polja bitova N(S) i N(R) koja ukazuju na redni broj predatog i primljenog okvira, respektivno: N(R) i N(S) se menjaju od 0 do 127 po modulu. (b) Supervizorski - koristi se za potvrdjivanje prijema poruke i upravljanje tokom prenosa podataka. Odredišni čvor potvrdjuje da je primio okvire slanjem supervizorskog okvira. Funkcija supervizorskog okvira specificirana je 2-bitnim S-poljem. Na osnovu vrednosti ovog polja razlikuju se komande tipa: (i) RR (Receiver Ready); (ii) RNR (Receiver Not Ready) - ovaj okvir, koji se predaje od strane odredišnog čvora, ukazuje izvorišnom da su sve poruke do N(R) primljene korektno, ali da odredište želi da stopira komunikaciju; (iii) REJ funkcija specificira da je okvir N(R) izbačen, a da su svi okviri do rednog broja N(R) prihvaćeni korektno. (c) Nenabrojivi (Unnumbered) - koristi se upravljanje. Prva dva bita control polja odredjuju tip okvira. Ako su oni 0x tada je to informaciono polje, 10 specificira supervizorski okviri, a 11 nenabrojivi okvir (ovaj detalj nije prikazan na slici 9.5). 213

5 1 bajt 1 bajt 1/2 bajta 1 bajt DSAP SSAP Control Data Send seq. no Receive seq. no P (0 127) (0 127) 1 0 S P Receive seq. no (0 127) Information frame Supervisory frame RR, RNR or REJ Slika 9.5 Format LLC okvira 9.5. OSI model i standard IEEE Ethernet (vidi sliku 5.3) uključuje dva nivoa OSI modela, fizički- i nivo-veze. Ova dva nivoa manipulišu sa hardverom mreže. Nivo-veze se dalje deli na dva dela: (a) LLC nivo; i (b) MAC nivo. Sa druge strane, kod standarda IEEE (vidi slike 8.3 i 9.1) razlikujemo sledeća tri podnivoa: (a) MAC (Media Access Control) (b) PLS (Physical Signalling) (c) PMA (Physical Media Attachment) Interfejs izmedju PLS i PMA naziva se AUI (Attachment Unit Interface), dok interfejs izmedju PMA i prenosnog medijuma naziva se MDSI (Media Dependent Interface). Grupisanje ovih modula omogućava Ethernet-u da bude veoma fleksibilan i da podržava različite bitske brzine prenosa, metode signaliziranja, i tipove medija. Na slici 9.6. prikazan je način medjusobnog spajanja ovih nivoa. MAC PLS AUI PMA MAU Medium MDI Slika 9.6 Organizacija standarda IEEE A. MAC Na MAC nivou implementiran je CSMA/CD pristup. Funkcije MAC nivoa su sledeće: Predaja okvira - aktivnosti su sledeće: - prima okvir od LLC; 214

6 - proverava da li podaci mogu da popune minimalnu dužinu LLC-a, ako ne može dodaju se redundantni bitovi; - čini da LLC polje ima celobroni umnožak bajtova i izračunava FCS; - okviru se pridružuje preamble, SFD (start delimiter field), i adresna polja; - PLS-u se vrši predaja okvira u bit serijskoj formi. Prijem okvira - aktivnosti su sledeće: - u datom trenutku od strane PLS-a, u bit serijskom obliku, primi jedan okvir; - proveri da li lokalna adresa odgovara onoj koja je dodeljena lokalnom čvoru; - proverava da li okvir čini celobrojni umnožak bajtova, a takodje i da li je FCS korektna; - iz LLC-ovih podataka odstranjuje preamble, SFD, adresna polja i redundantne bitove (ako ih ima); - predaje podatke LLC-u. U toku predaje podataka teži da izbegne koliziju na taj način što održava korektno rastojanje izmedju okvira, tj. ne vrši predaju ako postoji drugi čvor koji već obavlja tu aktivnost. Kada medijum postane slobodan čeka specificirani period vremena pre nego što počne sa prenosom. Manipulisanja kod detekcije kolizije vrše se tako što se predaje signal jam. Nakon ovoga generiše se slučajni broj, prekida (isključuje) predaja i čeka na istek slučajnog vremena. B. PLS i PMA PLS definiše bitsku brzinu prenosa, tipove kodiranja/dekodiranja i metode signaliziranja. Kod PMA specificira se prenosni medijum (upredene žice, koksijalni kabl, stakleno vlakno). PMA i MDI formiraju MAU (Media Attachment Unit) često poznat kao primopredajnik (transceiver) Ethernet primopredajnici Kablovi koji se koriste za povezivanje mogu biti: (a) neširmovani upredeni pa žica (UTP-Unshielded Twisted-Pair cable), završnica na kraju mora biti 100 Ω. (b) koaksijalni kabl završen karakterističnom impedansom od 50 Ω. Sastavni deo svake Ethernet kartice je primopredajnik (transceiver), koji predaje/prima serijski niz bitova brzinom od 10 Mbps, što znači da je vreme trajanja jednog bitskog intervala 0,1µs. Ako nijedan od predajnika ne šalje podatke, napon na liniji je +0,7V. Ovaj signal se naziva carrier sense signal. Njega primaju svi čvorovi na mreži. Kada čvor detektuje ovaj napon on zna da je mreža aktivna, ali da ne postoji čvor koji aktivno predaje. Kada čvor želi da preda poruku, on osluškuje liniju za duži pasivan period. U slučaju kada dva ili više predajnika emituju istovremeno dolazi do kolizije. Nakon detekcije kolizije svaki predajnik predaje signal 215

7 jam. Čvorovi koji su uzrokovali koliziju čekaju odredjeni period (od ms) pre nego što ponovo pokušaju sa predajom. Čvorovi uobičajeno detektuju koliziju nadgledanjem srednje vrednosti napona na liniji. Kada predaje, primopredajnik šalje preamble koga čine uzastopne ligičke 1 i logičke 0, a koristi pri tome Mančester kodiranje. Kod ovog koda 0 se predstavlja kao prelaz visoki-na-niski naponski nivo. Niski napon je -0,7 V, a visoki +0,7 V (vidi sliku 9.7.). 0.1 µ s + 0.7V V Idle Preamble Slika 9.7 Ethernet digitalni signali Idle 9.7. Uloga ostale logike kod Ethernet kartice Kada prima podatke uloga ostale logike pločice je da prihvati sve podatke sa mreže, dekodira ih, i prenese ka računaru. Ethernet karticu čine dve sledeće logičke celine: interfejs fizičkog medijuma - prema standardu, logika ovog interfejsa odgovara PLS-u i PMA-u. Interfejs je odgovoran za prenos signala na električnom nivou, a čine ga sledeće dve celine: (i) primopredajnik; i (ii) konvertor koda koji kodira/dekodira podatke. Interfejs takodje detektuje koliziju na prenosnom medijumu. kontroler na nivou-veze (data link controller). Ovaj kontroler odgovara MAC nivou interfejs sa računarom Sa tačke gledišta fizičke realizacije, Ethernet kartice razlikujemo sledeća četiri funkcionalna bloka: a) mrežni interfejs b) Mančester dekoder c) memorijski bafer d) interfejs sa računarom Ograničenja Standard koji se odnosi na Ethernet CSMA/CD specifikaciju postavlja odredjeni broj ograničenja koja se odnose na maksimalnu dužinu kabla. Ova ograničenja posledica su maksimalne propagacije signala kroz kablove i vreme trajanja periode taktovanja. A. Dužina segmenta Sa ciljem da ne dodje do refleksije signala na prenosnom medijumu UTP treba da bude završen karakterističnom impedansom od 100 Ω, a koaksijalni sa 50 Ω. 216

8 Ethernet povezivanje može da bude izvedeno od većeg broja medjusobno povezanih (nastavljenih) koaksijalnih sekcija. Jedna ili veći broj ovih sekcija čini kablovski segment, koji je sam-zasebe mreža. Segment ne sme premašiti dužinu od 500 m (slika 9.8) Max 500m izmedju splice-eva Section Section Section Termination mora biti odgovarajući Slika 9.8 Povezivanje sekcija B. Broj repetitora Sa cilje da se pojača amplituda signala izmedju dva segmenta dodaje se repetitor. Na putu izmedju dva čvora dozvoljeno je maksimalno postaviti dva repetitora. Maksimalno rastojanje dva čvora povezanih preko repetitora ne sme biti veće od 1500 m (vidi sliku 9.9). Max: 1500m Maximum dva repeater-a izmedju dva node-a Repeater Repeater Max: 500m Max: 500m Max: 500m Slika 9.9 Maksimalan broj repetitora izmedju dva čvora C. Maksimalne dužine Maksimalna dužina kod koaksijalne veze tipa tačka-ka-tački ne sme biti veća od 1500 m. Ovo rastojanje odgovara udaljenosti dva čvora smeštenih u različitim zgradama. D. Rastojanje izmedju primo-predajnika Primopredajnici ne smeju se postaviti bliže jedan drugom od 2,5 m. Pored toga, svaki segment ne sme da ima priključeno više od 100 primo-predajnika (Slika 9.10). Primo-predajnici koji su postavljeni suviše blizu jedan drugom mogu da uzrokuju interferencije u toku prenosa a takodje da poveća rizik od kolizije. Svaki primopredajni čvor smanjuje impedansu mreže i povećava disipaciju, a to znači da je potrebna ugradnja snažnije elektronike za pobudu u slučaju kada se zahrteva pouzdaniji prenos. 217

9 Maximum rastojanja (2.5) Čvor 1 (NODE 1) Čvor 2 (NODE 2) Čvor 3 (NODE 3) Slika 9.10 Povezivanje sekcija Čvor 100 (NODE 100) 9.9. Tipovi Ethernet-a Postoji sledećih pet glavnih tipova standarda za Ethernet, a to su: Standard, ili thick-wire, Ethernet (10BASE5) Thinnet, ili thin-wire Ethernet, or Cheapernet (10BASE2) Twisted-pair Ethernet (10BASE-T) Optical fibre Ethernet (10BASE-FL) Fast Ethernet (100BASE-TX ili 100 VG-Any LAN) Thin-wire i thick-wire tipovi, kao što se vidi sa slike 9.11 i 9.12, direktno se povezuju na Ethernet segment. RG-50 backbone cable 9-pin D-type Connector (AUI) 9-pin D-type Connector (AUI) N-type T-connector 10BASE5 10BASE5 Slika 9.11 Ethernet povezivanje kod Thich-Ethernet 218

10 RJ-45 connector RG-50 backbone cable BNC connector Hub BNC T-connector 10BASE2 10BASE-T Twistwd-pair cable Slika 9.12 Ethernet povezivanje kod Thin-Ethernet Kod 10BASE-FL koristi se optičko vlakno za prenos podataka. Veze koje se mogu ostvariti su maksimalne dužine do 2 km. Koriste se SMA konektori (ima navoj) ili ST konektori (ubacuju se na pritisak). Osnovne specifikacije različitih Ethernet standarda su prikazane na slici Parameter 10BASE5 10BASE2 10BASE-T Common name Standard or thick-wire Ethernet Thinnet or thin-wire Ethernet Twisted-pair Ethernet Date rate 10Mbps 10Mbps 10Mbps Maximum segment lenght 500m 200m 100m Maximum nodes on a segment Maximum number of repeaters Maximum nodes per network Minimum node spacing 2.5m 0.5m No limit Location of trnsceiver electronics Cable connection Integrated into node In a hub Typical cable type RG-50 RG-6 UTP cables Connectors N-type BNC RJ-45/Telco Cable impedance 50Ω 50Ω 100Ω Slika 9.13 Paremtri Ethernet mreže 219

11 9.10. Hub koji koristi upredeni par žica Čvor tipa 10BASE-T povezuje se na backbone koristeći hub (vidi sliku 9.14). Veza na upredeni kabl se ostvaruje preko konektora RJ-45. Povezivanje sa backbone -om može biti tipa thin- ili thick- Ethernet. Hub-ovi se obično stavljaju kao proširenje. Jedan hub se može povezati na drugi, pa se na ovaj način se realizuje koncentrirana mrežna oblast koja smanjuje iznos saobraćaja na backbone-u. 10BASE-T koristi dva para upredenih-kablova, jedan za predaju, a drugi za prijem. Svaki čvor detektuje koliziju proverom predajne i prijemne informacije. Ethernet backbone 10BASE-T hub Slika 9.14 Spajanje shodno 10BASE-T Mbps Ethernet Standardni 10 Mbps Ethernet nije efikasan kod multimedijalnih aplikacija. Da bi se zadovoljile ove potrebe izvršeno je poboljšanje standarda uvodjenjem novina koje su poznate pod imenom Fast Ethernet i 100 VG-AnyLAN. IEEE je definisao standarde za obe inovacije i nazvao ih IEEE 802.3u za Fast Ethernet i za 100 VG-AnyLAN. Ove standardizovane izmene podržava veći broj proizvodjača za rad pri brzinama od 100 Mbps. Poznatiji standardi koji se odnose na 100 Mbps Ethernet su: 100 BAS-TX (upredeni par) - koristi se za 100 Mbps preko dva para Cat-5 UTP kabla ilai dva para Tip 1 STP kabla. 100 BASE-T4 (upredeni-par) - standard fizičkog nivoa za 100 Mbps preko Cat-3, Cat-4 ili Cat-5 UTP. 100 VG-AnyLAN (upredeni par) - koristi se za 100 Mbps preko dva para Cat-5 UTP kabla ili dva para Tip1 STP kabla 100 BASE-FX (fiber-optički-kabl) - standard fizičkog nivoa za 100 Mbps preko optičkog kabla. Fast Ethernet, ili 100 BASE-T, je sličan kao 10BASE-T ali radi 10 puta bržom bitskom brzinom. Fast Ethernet je prirodno proširenje standardne Ethernet mreže a prednost mu je ta što se može lako nadogradjivati. Na žalost, kao i kod stanardnog Ethernet-a čvorovi se takmiče za upravljanje mrežom, 220

12 smanjujaući efikasnost mreže u slučajevima kada je saobraćaj koji se ostvaruje preko mreže veliki. S obzirom da se vrši detekcija kolizije, maksimalna dužina segmenta je ograničena iznosom vremena koje je potrebno najudaljenijem čvoru u mreži da detektuje koliziju. Kod Fast Ethernet mreže koja koristi upredeni bakarni kabl ovo rastojanje je 100 m, a kod fiber-optičke veze ono je 400 m. Na slici 9.15 prikazane su glavne mrežne parametre za Fast Ethernet. 100BASE-TX 100VG-AnyLAN Standard IEEE 802.3u IEEE Bit rate 100Mbps 100Mbps Actual troughput Up to 50Mbps Up to 96Mbps Maximum distance (hub to node) 100m (twisted-pair, Cat-5) 400m (fibre) 100m (twisted-pair, Cat-3) 200m (twisted-pair, Cat-5) 400m (fibre) Scaleability None Up to 400 Mbps Advantages Easy migration from 10BASE-T Slika 9.15 Parametri mreže kod Fast Ethernet Greater throughput, greater distance BASE-4T Kod 100BASE-4T koriste se Cat-3 kablovi. Ukupno postoji osam žica (četiri upredena para). Za prenos se koriste svi parovi. Naglasimo da se kod 10BASE-T (10Mbps) koriste samo dva para, jedan za predaju, a drugi sa prijem. 100BASE-T kompatibilan je sa 10BASE-T po tome što koristi Pair1 i Pair2. Dodatno, 100BASE-T koristi i ostala dva para (Pair3 i Pair4) sa poludupleks vezama izmedju hub-a i čvora. Način povezivanja kod 100BASE-4Tprikazan je na slici Čvor (Node) Hub Pair 1 Pair 2 Tx Pair 3 Rx Rx Tx Tx Pair 4 Rx Rx Tx Slika 9.16 Veze kod 100BASE-4T 221

13 B6T 100BASE-4T koristi četiri Cat-3 upredenih parova žica. Maksimalna taktna frekvencija koja se može preneti po Cat-3 kablu je 30 Mbps. Imajući u vidu ovo ograničenje, prešlo se ka nalaženju rešenja koje je imalo za cilj da smanji bitsku brzinu ispod 30 Mbps ili da i dalje ostvari brzinu pri prenosu simbola od 100 Mbps. Ovo se može postići implemenatcijom 3-nivovskog koda (+, - i 0) poznatog kao 8B6T. Ovaj kod konvertuje osmobinarnu cifru u šestoternarni simbol. Na slici 9.17 prikazan je deo kodne tabele. Tako na primer bit sekvenca biće kodirana kao +V, -V, 0V, +V i -V. (+V - pozitivan napon; -V - negativan napon, 0V - nula napon). 8-bit data Encoded data 8-bit data Encoded data Slika 9.17 Kôd 8B6T Pored smanjenja frekvencije digitalnog signala, kôd 8B6T ima tu prednost što smanjuje DC (Direct Curent- jednosmernu komponentu) sadržaj signala (najveći broj kodova sadrži isti broj pozitivnih 6 i negativnih promena naponskih nivoa). Od ukupno 729 kodova ( 3 ), koriste se samo 256, pri čemu su kodovi tako odabrani da za svaku kodnu reč sadrže najmanje po dva naponska prelaza, što ukazuje da s informacija o taktnoj pobudi može lako izdvojiti (ekstraktovati) iz signala. Na nesreću, nije moguće za sve kodove imati isti broj negativnih i pozitivnih napona, tako da postoje kodovi koji imaju različiti broj negativnih i pozitivnih promena naponskih nivoa, kakvi su i Da bi se uspešno rešio ovaj problem, koristi se tehnika invertovanja uzastopnih kodnih reči čija je težina +1. Ilustracije radi, pretpostavimo da imamo sledeći linijski kôd: 222

14 ovaj će se niz, nakon modifikacije, kodirati kao prijemnik detektuje -1 težinske kodove kao invertovane oblike VG-AnyLan 100VG-AnyLan standard (IEEE ) razvijen je od strane firme Hewlett Packard, a karakteriše se time što premošćava (uspešno rešava) sve probleme koje se odnose na sudare jer koristi prioritetno zasnovani round-robin arbitražni metod. Nasuprot Fast Ethernet, čvorovi su uvek povezani na hub koji regularno analizira svoje ulazne portove da bi odredio da li je neki od čvorova izdao zahtev za pristup na liniju a da, pri tome, nije uslužen (pending). 100VG-AnyLan ima tu prednost što podržava rad podjednako kako sa IEEE Ethernet tako i sa IEEE (Token Ring) okvirima, a takodje ima i tu sposobnost da se može integrisati u postojeće 10BASE-T i Token Ring mreže. Kod 100 VG-AnyLan postoji ugradjeni prioritetni mehanizam koji pravi razliku izmedju sledeća dva nivoa prioriteta: i). zahtev normalnog prioriteta- koristi se kod aplikacija koje ne rade u realnom vremenu. Tipično je to aktivnost transfera fajlova, i dr. ii). zahtev visokog prioriteta - koristi se kod aplikacija za rad u realnom vremenu, kakve su prenos digitalizovane informacije o slici ili govoru. 100 VG-AnyLan koristi 5B/6B kodiranje za prenos Ethernet okvira izmedju hub-a i čvora. Ovaj kôd se karakteriše povećanim brojem prelaza (tranzicija). Kod 100 VGF-AnyLan, 100 Mbps niz bitova multipleksiran je u četiri 25 Mbps niza. To znači da se 100 Mbps niz prenosi preko četiri upredena para kablova. Procesom kodiranja povećava se bitska brzina na svakom upredenom kablu do 30 Mbps (po 6 kodirana bita se šalju na svakih 5 bitova izvorne povorke bitova). Na slici 9.18 prikazan je način kodiranja povorke bitova, a na slici 9.19 koriranje 5B/6B. Ethernet frame is splite into chunks of 5 bits then passed to a 5B/6B encoder 100Mbps 25Mbps 5B/6B decoder/ encoder 30Mbps 5B/6B decoder/ encoder 25Mbps 5B/6B decoder/ encoder 30Mbps 5B/6B decoder/ encoder 25Mbps 5B/6B decoder/ encoder 30Mbps 5B/6B decoder/ encoder Node 25Mbps 5B/6B decoder/ encoder 30Mbps 5B/6B decoder/ encoder Slika 9.18 Kodiranje niza bitova kod 100 VG-AnyLAN 223

15 5-bit data Mode2 encoding Mode4 encoding 5-bit data Mode2 encoding Mode4 encoding Slika B/6B kodiranje Na žalost, nije moguće kodirati svaku 7-bitno kodiranu vrednost sa jednakim brojem 0 i 1. Kao što se vidi na slici 9.19, postoje samo 20 kodiranih vrednosti koje ispunjavaju ovaj uslov (te vrednosti na slici 9.19 istaknute su kao bold). Zbog ovoga, u toku prenosa se koriste dva načina rada, koje dozvoljavaju proširenje koda sa dodatnih 12 vrednosti. Novouvedene vrednosti imaju u svom kôdu bilo dve nule i četiri jedinice, bilo četiri nule i dve jedinice. Podaci se prenose na sledeća dva načina: Mode 2 - koristi se kada kodirani podatak ima jednak broj nula i jedinica, ili četiri jedinice i dve nule Mode 4 - koristi se kada kodirani podatak ima jednak broj nula i jedinica ili četiri nule i dve jedinice. Ovi načini kodiranja alternativno se menjaju, tako da, u proseku, dobijamo da je digitalna zbirna vrednost nula, tj. ne prenosi se DC (jednosmerna) komponenta. 224

16 9.15. Poredjenje Fast Ethernet Na slici 9.20 dato je poredjenje Fast Ethernet sa drugim mrežnim tehnologijama. Maximum segment lenght Maximum network diameter with repeater(s) 100VG-AnyLAN (Cat 3,4, or5) 100m 100Base-T (TX/FX/T4) 100m (Cat-5) 412m (Fibre) Gigabit Ethernet (802.3z) 100m (Cat-5) 1000m (Fibre) 6000m 320m To be determined by the standard Bitrate 100Mbps 100Mbps 1Gbps Media access Demand Priority CSMA/CD CSMA/CD method Maximum nodes on each domain Frame type Multimedia support 1024 Limited by hub To be determined Ethernet and Token Ring Ethernet Ethernet Yes (with 802.1p) Integration Yes with bridges, Yes with switches YES with 10/100 with switchws and routers Mbps 10BASE2 switches Relative cost Low Low Medium Relative complexity Low Low Low Slika 9.20 Poredjenje Fast Ethernet sa drugim mrežnim tehnologijama 225