10. WiFi, Ethernet, Физический уровень (1130539)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Беспроводная связь(том 1 стр.101 - 111)Введение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.20141Использование электромагнитногоспектра для передачи данныхВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.20144Протоколы беспроводной связи• Беспроводные локальные сети• Использованию CSMA препятствуют двепроблемыo проблема спрятанной станцииo проблема мнимой станции• Протоколы MACA (Multiple AccessCollision Avoidance)Введение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.20145зона действия сигнала(a) случай скрытой станцииВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.(b) случай мнимой станции15.04.2014 6RTS/CTS протоколВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.20147Wireless Fidelity: используемыечастотыCisco SystemsВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.20148DSSS – метод Расширения спектраединица00110011001ноль110011001000011011Исходная последовательность чипов0011Результирующая последовательность чипов01111011011помехиВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.201410Стандарты WiFiВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.201411Принцип разделения сот по частотамВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.201412Пример локальной сети на WiFiВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.201414Комбинация использования WiFi иWiMAXВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.201415Конфигурации подключения к WiFiИнтернетВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.201417Структура кадра WiFiВведение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.201418Алгоритм передачи в IEEE 802.111.

При потребности передачи выбираем случайным образомномер из 0-31 – количество слотов ожидания (W)2. Слушаем эфир1.если идет передача1.пропустили Duration того кто передает, то ждем концапередачи и к шагу 32. поймали Duration,то W = W + Duration (услышанный) + ack + 1 slotпереход к шагу 33. Countdown W: обратный отсчет W до 02. если эфир свободен, то countdown W (если услышали что кто-то началпередачу пока мы ждем, то к 2.1) , передаем и ждем ack2.1. если асk не пришел, то коллизия и переход к 12.2. если ack пришел, то кадр передан и переход к 13.

Если W достиг 0, но в этот момент кто-то начал передачу, толибо ждем, пока он не закончит, либо к шагу 1.Введение в компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.15.04.201419Доступ к среде передачиданныхMAC подуровеньMedia Access ControlEthernet(том 1 стр.139 – 181)Введение в компьютерные сети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.20141Статическое предоставлениеканалаСтатическое разделение канала наподканалы (мультиплексированиечастотное или временное) является неэффективным решением припредположении о постоянстве числапользователей в среднем и нерегулярности трафиков у пользователейканалом.Введение в компьютерные сети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.20142Статическое предоставлениеканала• Оценим Т - среднее время задержки кадра в системе, гдеесть канал со скоростью С бит/сек, средняя скоростьпоступления кадров равна  кадр/сек и средняя длинакадра имеет экспоненциальное распределение сосредним 1/ бит/кадр.TTFDM1.C  1N NT (C / N )  ( / N ) C  • Вывод: одна очередь с быстрым обслуживанием лучшечем N разных, но медленных.Введение в компьютерные сети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.20143Протоколы множественногодоступа: ALOHAMolokaiKauaiOahuMauiHawaiiВведение в компьютерныесети.

проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.20144Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.20145Динамическое предоставлениеканалаСтанции. Модель системы состоит из N независимыхстанций.Вероятность появления кадра в интервале длины Δtравна λΔt, где λ – константа и 0<λ <1.Кадр сгенерирован => станция блокируется пока его непередастЕдинственность канала. Канал один и он доступен всемстанциям.Коллизии. Если две станции передают кадры в одно ито же время, то сигналы накладываются и разрушаются.Кроме коллизий других ошибок передачи нет.

Околлизии станция узнает после передачиВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.20146Динамическое предоставлениеканала Непрерывное время. Передача кадра может начаться влюбой момент. Нет единых часов в системе, которыеразбивают время на слоты. Дискретное время.

Время разбивается на дискретныеинтервалы - слоты. Кадр начинает передаватьсятолько в начале слота. Обнаружение несущей. Станция всегда определяетзанят ли канал прежде, чем использовать его. Если онзанят, то ни одна станция не начинает передачу. Отсутствие несущей. Станция ничего не знает осостоянии канал пока не начнет использовать его.Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.20147Чистая ALOHA• Пусть:время кадра - время необходимоестандартной фиксированной длины.напередачукадра• Предполагаем, что пользователейнеограниченноечислоионипорождают кадры по закону Пуассона со средним Nкадров за время кадра, где 0<N<1. Вероятность что за время кадра произойдёт k попытокпередачи, либо нового, либо ранее не прошедшегокадра, распределена по закону Пуассона со средним G• Тогда: пропускная способность канала будетS=GP0, ,где P0 - вероятность отсутствия коллизий при передаче.• Для обнаружения коллизии надо t0+2τ ед.

времениВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.20148Чистая ALOHA• Вероятность k попыток передачи кадров завремя кадра при распределении Пуассона равнаG k e GP[k ] k!• За двойное время кадра среднее число кадровбудет 2G, отсюдаа так как S=GP0, тоВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.P0=e-2G,S=Ge-2G15.04.201410Чистая ALOHAМаксимальная пропускная способностьсистемы ALOHA достигается приG=0,5 при S=1/2e,что составляет примерно 18%.Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201411Протоколы множественногодоступа: слотированная ALOHA• Передачу теперь можно начинать не в любоймомент, а только по специальному сигналу, тоS=Ge-G.• Максимумпропускнойспособностислотированной ALOHA наступает при G=1,S=1/e,т.е.

около 0,37, что в двое больше чем у чистойALOHA.Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201412Слотированная ALOHA• Влияние G на пропускную способность каналаPk=e-G(1-e-G)k-1 вероятность успешной передачиза k попыток, т.е. (к-1) не успехов и 1 успех• Среднее ожидаемое число повторных передач,чтобы успешно передать один кадр будетk 1k 1E   kPk   ke (1  e )GG k 1eGС ростом G резко возрастает число повторныхпопыток.Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201413Зависимость пропускной способности отинтенсивности трафикаВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201414CSMA настойчивые и ненастойчивые• Влокальныхсетяхестьвозможностьопределить, что делают другие станции итолько после этого решать что делать.Протоколы, которые реализуют именно этуидеюназываютсяпротоколамисобнаружением несущей CSMA (Carrier SenseMultiple Access).• Настойчивые протоколы - упорно проверяютканал на занятость• Не настойчивые - проверяют канал черезслучайные отрезки времени.• Настойчивые протоколы уровния p.Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201415CSMA с обнаружением коллизий• CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Detection - станции должныуметь определять коллизии как можнораньше, а не по окончании отправки кадра.P / R ≥ 2L / c ,где Р – длина пакета, R – пропускная способность, L – длинасегмента• Период состязанийALOHA со слотом 2.Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.-слотированная15.04.201416Эволюция EthernetГодВозникновение и развитие Ethernet1970Первая беспроводная пакетная сеть1973Xerox изобретает Ethernet1977Ethernet описывается в патенте США 40632201982DIX выпускает Ethernet со скоростью 10Мб/с1992Первый модульный Ethernet-концентратор (хаб)2002IEEE принимает стандарт 802.3ае со скоростью10Гбит/сВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201417Стандарты EthernetВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201418CSMA/CDВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201419Стандарты EthernetВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201420Типы адресовВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201421Компоненты MAC-адресаВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201422Физические ограничения сегмента Сигналы с расстоянием деградируют. Каждый тип Ethernet имеет своюмаксимальную дальность.Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201423Продление сегмента Пропускная полоса разделяется Расширяет сегмент Усиливает сигнал Правило 5-4-3 Как реализовать большую сеть?Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201424Перегрузка сети Высокоскоростные конечные устройства Большие объёмы данных Приложения реального времениВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201425Коллизии Для пользователей коллизии выглядят как «торможение» сети Домен коллизий = физический сегмент Множество устройств таких, что если любые два из них будутпередавать данные одновременно, возникнет коллизияВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201426IEEE 802.3 : алгоритм задержки• При возникновении коллизии время разбивается наслоты диной, соответствующей наибольшему временираспространения сигнала в оба конца : при длине линии2.5 км и четырех репиторах 2=51.2мксек.• Алгоритм двоичной экспоненциальной задержки─ При первой коллизии станции, участвовавшие в нейслучайно выбирают 0 или 1 слот для ожидания.─ Если коллизия возникнет опять, то выбор происходитсреди чисел 0 - 2i-1, где i - порядковый номерочередной коллизии.─ После 10 коллизий число слотов достигает 1023 идалее не увеличивается.─ После 16 коллизий Ethernet контроллер фиксируетошибку и сообщает о ней машине, т.е.

более высокомууровню стека протоколов.Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201427IEEE 802.3 : производительность• Плотная и постоянная нагрузка: есть k станций всегдаготовых к передаче.• При коллизиях в каждом слоте повторная передача спостоянной вероятностью.• Если каждая станция участвует в состязаниях в слоте свероятностью p , то вероятность А, что некотораястанция захватит канал в этом слоте, равнаA  kp(1 p)k 1при p=1/k , А1/е при k.• Вероятность, что период состязаний будет иметь jслотов равнаA(1-A)j-1.• Отсюда среднее число слотов в состязаниях равно1j 1jA(1A)Aj 0Введение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201428IEEE 802.3 : производительность• средний интервал состязаний w=2 /А• w  е  5.4 при p=1/k• эффективность канала равнаmm  2 / Aгде m - время передачи кадра среднейдлиныВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201429Эффективность каналаЧисло передающих станцийЭффективность IEEE 802.3 на 10 Мб/с при 512 бит интервалах времениВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201430Домены коллизий Для решения проблем надо разбить доменколлизий на несколькоВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201431 Работают на канальном уровне Пересылают, фильтруют или вещают кадры Мало портов Сравнительно медленныеВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201432Коммутаторы Высокая плотность портов Большие буферы обмена Различные скорости портов Высокоскоростнаякоммутация по внутреннейшинеВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201433Возможности коммутаторовВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201434МикросегментацияВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201435Коммутаторы VLANВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201436КоммутаторыВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201437Коммутаторы VLANВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201438IEEE 802.1Q6 байт6 байтDestSrcПеременнойдлины2 байтаL/TDataОбычный кадр2 байтаDestSrcTPIDL/TTCIDataКадр Tagged frame2 байтаPriorityCFIVID3 бита 1 бит 12 битВведение в компьютерныесети.проф.Р.Л.СмелянскийЛ.15.04.201439IEEE 802.2 : LLC - управлениелогическим каналом• Надежность коммуникаций через 802.х обеспечивает LLC(Logical Link Control) протокол.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций