Sieci komputerowe - Ethernet

1. Podwarstwy LLC:
  • utrzymuje komunikację pomiędzy górnymi i dolnymi warstwami
  • opakowuje w ramkę pakiet warstwy sieciowej
  • identyfikuje protokół warstwy sieciowej
  • pozostaje względnie niezależny od fizycznego sprzętu
2. Podwarstwa MAC:
  • enkapsulacja danych (ograniczenie ramki, adresowanie ramki, wykrywanie błędów)
  • sterowanie danych
3. CSMA - używany jest w połączeniu z metodą rozwiązywania konfliktów połączenia z medium

CSMA/CD:
  • urządzenie monitoruje media sprawdzając czy aktualnie przesyłane są dane
  • jeżeli nie ma sygnału to oznacza, że medium jest wolne i urządzenie może wysłać dane
  • jeżeli został wykryty sygnał, bo inne urządzenie transmituje w tym samym czasie, wtedy wszystkie urządzenia przestają nadawać i próbują później
CSMA/CA:
  • urządzenie analizuje media pod kątem obecności sygnału danych - jeśli są one wolne, to urządzenie wyśle powiadomienie wzdłuż całego medium o rozmiarze wykorzystania go
  • urządzenie wysyła dane
  • wykorzystywana jest technologia bezprzewodowa 802.11

4. Adres MAC (48-bitowa wartość binarna wyrażona w postaci 12 cyfr szesnastkowych) - stworzony do pracy w celu określenia adresu źródłowego wewnątrz Ethernetu. Przypisany jest do stacji roboczych, serwerów, drukarek, przełączników, routerów.

5. Ramka Ethernet:


6. Adres MAC:
  • adres się nie zmienia
  • znany jako adres fizyczny, ponieważ fizycznie jest przypisany do katy sieciowej hosta
Adres IP:
  • oparty na tym, gdzie aktualnie znajduje się host
  • znany jako adres logiczny, ponieważ przypisany jest logicznie do każdego komputera przez administratora sieci
7. Protokół ARP dostarcza dwóch podstawowych funkcji:
  • odwzorowanie adresów IPv4 na adresy MAC
  • utrzymanie podręcznej pamięci odwzorowania 
Tablica ARP używana jest do znalezienie adresu warstwy łącza danych, który jest zmapowany z docelowym adresem IPv4. Gdy węzeł odbiera ramki z medium, to zapisuje adres IP źródłowy i adres MAC w tabeli ARP.

Żądanie ARP:
Protokół warstwy 2 wysyła ramkę rozgłoszeniową do wszystkich urządzeń w lokalnej sieci Ethernet. Jeżeli adres IP węzła zgadza się z adresem IP w ramce rozgłoszeniowej, to węzeł odpowie. Jeżeli żadne urządzenie nie odpowie na zapytanie ARP, to pakiet zostanie odrzucany, ponieważ nie ma możliwości utworzenia ramki. 

8. Wtórnik odbiera sygnał, regeneruje go i przesyła dalej. Umożliwia przesyłanie sygnałów na większe odległości.

9. Kiedy zastosujemy koncentrator to dane dochodzące do portu koncentratora będą elektrycznie powielane we wszystkich pozostałych portach podłączanych do tego segmentu sieci, za wyjątkiem portu, z którego zostały odebrane.

10.. Podstawowe typy koncentratorów:
  • PASYWNE (to fizyczny punkt połączenia, nie modyfikuje on ani nie analizuje ruchu, który przez niego przechodzi, służy do podłączenia urządzeń do współdzielonego medium, nie wymaga zasilania)
  • AKTYWNE (podłączony do gniazdka elektrycznego, bo potrzebuje zasilania, po to by wzmocnić sygnał przed przekazaniem go do innych portów)
  • INTELIGENTNE (działają tak jak koncentratory aktywne z tym, że są wyposażone w mikroprocesor i udostępniają funkcje diagnostyczne, są droższe od aktywnych, lecz są bardziej użyteczne przy rozwiązywaniu problemów)
11. Filtracja to blokowanie przejścia ramki do innych segmentów, gdy urządzenie docelowe jest w tym samym segmencie co ramka. 

12. Rozgłaszanie to przekazywanie ramki do wszystkich segmentów, za wyjątkiem tego z którego została ona odebrana (tylko gdy, adres docelowy nie jest znany mostowi) 

13. Domeny kolizyjne to połączone fizycznie segmenty sieci, w których mogą wystąpić kolizje. 

14. Segmentacja to rozdzielanie domen kolizyjnych przy użyciu urządzeń warstwy 2 i 3. 

Most dzieli domenę kolizyjną, która nie wypływa na domenę logiczną czy rozgłoszeniową. 
Każdy port przełącznika jest podłączony do pojedynczego komputera i każdy port przełącznika reprezentuje osobną domenę kolizyjną.


Obliczenie domen kolizyjnych i rozgłoszeniowych:




15. Przełącznik LAN Warstwy 2:
  • łączy urządzenia końcowe do centralnego urządzenia pośredniczącego
  • wykonuje przełączanie i filtrowanie oparte tylko na adresach MAC
  • tworzy tablicę adresów MAC, którą wykorzystuje do podejmowania decyzji o drodze wysyłania ramki
  • korzysta z routerów, które przekazują dane pomiędzy podsieciami IP
16. Auto-MDIX - automatycznie wykrywa typ wymagającego połączenia odpowiednio konfigurując interfejs. 

17. Metody przełączania ramek w przełącznikach:
  • "Store and forward" odbiera całą ramkę i oblicza kod CRC, gdy ten jest poprawny to przełącznik szuka w tablicy adres odbiorcy, który określa interfejs wyjściowy. Potem ramka jest wysyłana przez dany port. 
  • "Cut-Though" przekazuje ramkę, zanim zostanie odebrana w całości. 
METODY PRZEŁĄCZANIA (Cut-Though):
a) Fast-forward (najniższy poziom opóźnień, pakiet jest niezwłocznie przekazywany po przeczytaniu adresu docelowego)
b) Fragment-free (przełącznik zapisuje pierwsze 64 bajty ramki przed jej wysłaniem, większość błędów sieciowych i kolizji występuje w pierwszych 64 bajtach)

18. Przełącznik LAN warstwy 3:
  • podobne w działaniu do routera, w którym trasowanie odbywa się na podstawie danych z trzeciej warstwy modelu OSI
  • do wyznaczania trasy używany jest pierwszy pakiet z danego przepływu, a reszta pakietów z danego przepływu przełączana jest już w warstwie 2