Лекция № _2-1_КСИТ_Классический_EtherNet

1. КСИТ Технология Ethernet Классический Ethernet Проф. каф. ВТ СамГТУ д.т.н. С.Л.Гавлиевский САМАРА сентябрь 2026

2.

Ethernet – доминирующая в настоящее
время сетевая технология для проводной
связи
Варианты технологии Ethernet
• Классический Ethernet
• Коммутируемый Ethernet
Развитие технологии Ethernet
• Ethernet
(10
Мб/с),
Fast
Ethernet
(100Мб/с), Gigabit Ethernet, 10G Ethernet
Адресация (MAC-адреса)
Формат кадра (общий для классического и
коммутируемого Ethernet)

3.

История создания Ethernet
1973 г. Роберт Меткалф в Xerox придумал
сеть на разделяемом кабеле
•The Ether Network
•A Cable-Tree Ether
Xerox, DEC и Intel решают использовать
Ethernet в качестве стандартного сетевого
решения
(Ethernet II)
1982 г. Создан проект
стандартизации Ethernet
IEEE
Конец
90-х.
Ethernet
доминирующей технологией
802.3
для
становится
в локальных
3

4.

Схема сети на "толстом" коаксиальном кабеле

5.

. Схема сети на "тонком" коаксиальном кабеле

6.

Схема "классического Ethernet"

7.

Разъем перед обжиманием оплетки

8.

Кабель готов к использованию

9.

Р и с. 4.2. Конструкция витой пары

10.

Инструменты и материалы, необходимые для
установки разъемов на витопарный кабель.

11.

Разъем RJ-45 и порядок обжима проводников.

12.

Готовый разъем RJ-45 на кабеле

13.

Типы Ethernet
Название
Скорость
Кабель
Стандарт
Ethernet
10 Мб/с
«Толстый»,
«тонкий» коаксиал,
Витая пара, оптика
802.3
Fast Ethernet
100 Мб/с Витая пара, оптика
802.3u
Gigabit
Ethernet
1 Гб/с
Витая пара, оптика
802.3z,
802.3ab
10G Ethernet
10 Гб/с
Витая пара, оптика
802.3ae,
802.3an
13

14.

Две технологии Ethernet
Классический Ethernet
•Разделяемая среда
Коммутируемый Ethernet
•Точка-точка
14

15.

Концентраторы Ethernet
Концентратор (hub) – устройство
для создания сетей Ethernet на
основе витой пары
Физическая топология – звезда
Логическая топология – общая
шина

16.

Физический и канальный
уровни
Физический уровень Ethernet :
•Коаксиальный кабель
•Витая пара
•Оптоволокно
Канальный уровень Ethernet :
•Методы
доступа
и
протоколы,
одинаковые для любой среды передачи
данных

17.

Р и с. 3.2. Структура адреса Ethernet

18.

MAC-адреса
Служат для идентификации сетевых
интерфейсов узлов сети Ethernet
Регламентированы стандартом IEEE
802
•Длина 6 байт (48 бит)
Форма
записи
–
шесть
шестнадцатеричных чисел:
•1C-75-08-D2-49-45
•1C:75:08:D2:49:45

19.

Типы MAC-адресов
Индивидуальный (unicast):
•1C-75-08-D2-49-45
Групповой (multicast, первый
старшего байта адреса равен 1):
•80-00-A7-F0-00-00
Широковещательный (broadcast,
1):
•FF-FF-FF-FF-FF-FF
бит
все

20.

Способы назначения
Структура MAC-адреса:
•Первые
3
байта
–
уникальный
идентификатор
организации
(OUI),
выдаются
IEEE
производителям
оборудования
•Последние
3
байта
–
назначает
производитель
оборудования,
который
отвечает за уникальность
Примеры OUI:
•00:00:0C – Cisco (еще 6C:50:4D, 70:81:05
и др.)
•00:02:B3 – Intel
•00:04:AC – IBM

21.

Стандарты Ethernet
Стандарты:
•Первый вариант – экспериментальная
реализация Ethernet в Xerox
•Ethernet II (Ethernet DIX) – фирменный
стандарт Ethernet компаний DEC, Intel, Xerox
•IEEE 802.3 – юридический стандарт Ethernet
Стандарты
Ethernet
II
и IEEE 802.3
незначительно отличаются друг от друга
•Ethernet II используется чаще

22.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАН
"САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕС
С.Л. Гавлиевский
ПОСТРОЕНИЕ
КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
НА БАЗЕ КОММУТАТОРОВ
22

23.

24.

Конструкция оптического волокна

25.

26.

Параметры
Используемые длины волн
Затухание, дБ/км.
Тип передатчика
Одномодо Многомодовые
вые
1,3 и 1,5
0,85 мкм, реже
мкм
1,3 мкм
0,4 - 0,5
лазер,
реже
светодиод
Толщина сердечника
8 мкм
Дальность передачи Fast
около 20
Ethernet
км
Дальность передачи
более 100
специально разработанных км
устройств Fast Ethernet.
1,0 - 3,0
светодиод
50 или 62,5 мкм
до 2 км
до 5 км
26

27.

3. СТРУКТУРА КАДРА И АЛГОРИТМ
ДОСТУПА
К ОБЩЕЙ СРЕДЕ ПЕРЕДАЧИ
В настоящее время термин Ethernet чаще всего
используют для описания всех локальных
сетей, работающих в соответствии с принципами Carrier Sense Multiple Access/Collision
Detection (CSMA/CD) - множественного
доступа с контролем несущей и обнаружением
коллизий, что соответствует спецификации
Ethernet IEEE 802.3.
27

28.

Коллизии
Данные искажаются, если несколько
компьютеров передают одновременно
•Коллизия
28

29.

Доступ к среде
Управление доступом к среде:
•Обеспечение использования канала
только одним отправителем
Классический
Ethernet
использует
метод доступа к среде CSMA/CD
•Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detection
•Множественный
доступ
с
прослушиванием несущей частоты и
распознаванием коллизий

30.

Р и с. 3.1. Структура кадра

31.

Р и с. 3.2. Структура адреса Ethernet

32.

Обнаружение коллизий
Два
компьютера
начали
одновременно – коллизия
передачу
Обнаружение коллизий:
•Компьютер передает и принимает сигналы
одновременно
•Если принятый сигнал отличается от
переданного – значит возникла коллизия
Jam-последовательность
–
передается
компьютером при обнаружении коллизии для
того, чтобы другие компьютеры легче ее
распознали

33.

Передача кадра
Все
остальные
компьютеры
в
сети
начинают принимать кадр и записывают
его в свой буфер
Первые 6 байт кадра содержат адрес
получателя:
•Компьютер, который узнал свой адрес,
продолжает записывать кадр
•Остальные удаляют кадр из буфера
Неразборчивый
режим
(promiscuous
mode):
•Адаптер принимает все кадры в сети, не
зависимо от MAC-адреса назначения

34.

Классический Ethernet
• Разделяемая среда
• Топология общая шина
Коллизии возникают при передаче данных
несколькими компьютерами одновременно
Метод доступа к среде CSMA/CD
Недостатки классического Ethernet
• Плохая масштабируемость
• Низкая безопасность
Решение проблем
• Коммутируемый Ethernet

35.

36.

Р и с. 6.1 Построение ЛВС на
концентраторах

37.

Р и с. 6.2. Принцип действия моста

38.

Р и с. 6.3. Пример использования
встроенных в модемы мостов
для локализации внутриофисного
трафика