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Ethernet 運作方式( IEEE 802.3)

Ethernet 運作方式( IEEE 802.3). 理論上傳輸速率 10Mbps 採用的存取方法 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 傳送資料的運作方式 傳資料前必須確定無訊號在線上傳送 傳送資料時，須監聽電纜上訊號。若發現衝撞，須停止傳送資料，等一段隨機延遲時間後，再回上一步驟. Ethernet 運作方式( Cont ’ d). 隨機延遲時間( Binary Exponential Backoff) 單位時間= slot time=round trip delay

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Ethernet 運作方式( IEEE 802.3)

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  1. Ethernet 運作方式(IEEE 802.3) • 理論上傳輸速率10Mbps • 採用的存取方法 • CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) • 傳送資料的運作方式 • 傳資料前必須確定無訊號在線上傳送 • 傳送資料時，須監聽電纜上訊號。若發現衝撞，須停止傳送資料，等一段隨機延遲時間後，再回上一步驟.

  2. Ethernet 運作方式(Cont’d) • 隨機延遲時間(Binary Exponential Backoff) • 單位時間=slot time=round trip delay • N=衝撞次數(N<=16, if N>16, then 通報上層傳送失敗) • 延遲時間=random(0~2k-1)*slot time, k=min(N,10). • 缺點 • LIFO • 試想一個要第8次重送與一個要第2次重送的source,何者會比較快重送?

  3. 衝撞偵測(Collision Detection)

  4. Ethernet frame格式 • Preamble：同步功能 • SFD：10101011,起始位元組 • DA,SA：目的地，原始站之位址 • LN：資料長度 • Data：最多1500 bytes • PAD：保證一個Frame至少64 bytes • FCS：錯誤檢查碼

  5. Ethernet frame格式(Cont’d) • 最小Frame長度：64 bytes • 若發生衝撞，sender必須能偵測到 • 最長round trip ≒ 51.2μ • 51.2×10-6×10 Mbps = 512 bits = 64 bytes • 最大Frame長度：1518 bytes • 避免某一工作站佔用網路太久

  6. Ethernet 位址表示法 • 2 bytes (本地監管) or 6 bytes (環宇定址) • 個別或群體地址(由第一個位元決定) • 多重傳播( multicast )或廣播( broadcast )地址(全部為1時)

  7. Ethernet 網路架構規劃

  8. 10BASE5 10BASE 2 1BASE5 10BASET 10BROAD36 100 Ethernet(802.3)

  9. Fast Ethernet • 理論上傳輸速率100Mbps • 與Ethernet(802.3)架構基本上保持不變 • 最小Frame長度：64 bytes • Slot time=5.12 μs • 網路的最大長度<400公尺 • 最大Frame長度：1518 bytes

  10. 802.3u v.s 802.3

  11. Fast Ethernet • 快速乙太網有兩個主要規格，包括 100Base-VG(802.11) 及100Mbps CSMA / CD • 兩者均採用雙絞線做傳輸媒介。100Base-VG採用優先權處理方式，可保証頻寬以供對時間反應要求很高的應用軟體使用 • 而100Mbps乙太網則保留原有之乙太網競爭網路使用權的特性，並不會針對所需服務之軟體的時間需求差異提供優先處理的功能。

  12. Fast Ethernet的優缺點 • 優點 (1)在傳統的Ethernet和 Fast Ethernet 之間無須通訊協定轉換 (2)只要使用UTPCatagory 5的線即可傳送100Mbps速度 (3)成本低只要使用一對線，而100VG需要兩對線。 (4)在主從架構環境中配合10/100Mbps的網路交換集線器更能達到最佳整體架 構搭配 • 缺點 (1)若是使用早期ＵＴＰ3.4的線材則只能重新佈線 (2)它的應用技術未來無法突破100Mbps

  13. Topology Rules

  14. Fast Ethernet的接線規範

  15. Gigabit Ethernet(802.3z) • 1000 Mbps • IEEE 802.3 CSMA/CD frame format • Slot time=4.096 μs • 最小Frame長度：64 bytes with carrier extension • 最大Frame長度：1518 bytes.

  16. Gigabit Ethernet主要好處 • 乙太網路的延伸----Gigabit乙太網路所使用的傳輸訊框格式與乙太網路、高速乙太網路相同。無需複雜、慢速模擬與轉換。 • 直接管理----以使用既有的乙太網路及網路管理系統。 • 價格合理的硬體----若從以往的工業趨勢來看，Gigabit乙太網路的成本應該不會高於傳統的乙太網路與高速乙太網路硬體。 • 最少的人員訓練----設計、安裝及配置都與乙太網路及高速乙太網路相同。 • 熟悉的科技-----產品、方法與支援協定都是乙太網路及高速乙太網路所使用的。以確使管理資訊系統資源受到最小的影響，且工作人員用起來會更加得心應手

  17. Gigabit Ethernet的缺陷 1.Gigabit 乙太網路是一種非連接導向而且封包長度可變度的傳輸系統 2. 雖然802.3abTask Force正在制定100公尺的Category 5 UTP實體介面規格，旦很有 可能光纖才是如此高速傳輸的使用媒體，而光纖通常就代表著高價位。 3. 某些伺服器、網路卡、匯流排、以及其他網路元件可能會因為趕不上Gigabit乙太 網路的速度而導致網路塞車 4. 大部分的Gigabit乙太網路是全雙工，雙向的傳輸管道當然有它的優點，不過全雙 工很可能會因此使得網路傳輸過量。

  18. Gigabit Ethernet(802.3z)

  19. Gigabit Ethernet 技術規格

  20. Gigabit Ethernet:Carrier Extension • 傳送者 • 如果要送出封包的大小小於512 bytes, 在原封包後接者送出特殊的訊號一直到time slot的結束 (512 bytes) • 在time slot未結束前一值都要住要是否有發生collision • 接收端 • 接收封包 • 如果封包的大小小於512 bytes, 持續接收的動作直到time slot結束 • 如果發生collision,捨棄收到的部分封包.

  21. Gigabit Ethernet:Frame Burst • 試想如果有很多很小的封包(<512 bytes),此時網路的實際效能會很低. • Frame Burst允許某傳送端,霸佔住channel,一次傳送多個封包. • 與上層的溝通介面不變,一樣是一次要一個frame來傳送. • 一次burst傳送出的總量小於<65536 bytes

  22. gap Frame 1 Frame 3 gap Frame 4 Carrier extension gap Frame 2 512 bytes 96  64 65536 bytes Gigabit Ethernet:Frame Burst(Cont’d) • 第一個frame其後須有一個carrier extension,以確保其佔據channel • Gap是給予一段時間讓其有空向上層要下一個封包來送.

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