Nivelul Acces la rețea

Conținut Nivelul fizic - protocoale Medii de comunicație Nivelul legătură de date - protocoale Media Access Control

Nivelul fizic - protocoale

Conectarea la rețea

Conectarea la rețea (cont.)

Connecting to the Wireless LAN with a Range Extender Plăci de rețea (NIC) Connecting to the Wireless LAN with a Range Extender http://www.linksys.com/en-apac/products/rangeexpanders/RE1000

Nivelul fizic

Medii de comunicație

Standarde la nivelul fizic Organizația de standardizare Standarde de rețea ISO ISO 8877: Officially adopted the RJ connectors (e.g., RJ-11, RJ-45) ISO 11801: Network cabling standard similar to EIA/TIA 568. EIA/TIA TIA-568-C: Telecommunications cabling standards, used by nearly all voice, video and data networks. TIA-569-B: Commercial Building Standards for Telecommunications Pathways and Spaces TIA-598-C: Fiber optic color coding TIA-942: Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers ANSI 568-C: RJ-45 pinouts. Co-developed with EIA/TIA ITU-T G.992: ADSL IEEE 802.3: Ethernet 802.11: Wireless LAN (WLAN) & Mesh (Wi-Fi certification) 802.15: Bluetooth

Nivelul fizic – principii fundamentale Mediu Componente fizice Tehnica de codare a frame-urilor Metoda de semnalizare Copper Cable UTP Coaxial Connectors NICs Ports Interfaces Manchester Encoding Non-Return to Zero (NRZ) techniques 4B/5B codes are used with Multi-Level Transition Level 3 (MLT-3) signaling 8B/10B PAM5 Changes in the electromagnetic field Intensity of the electromagnetic field Phase of the electromagnetic wave Fiber Optic Cable Single-mode Fiber Multimode Fiber Lasers and LEDs Photoreceptors Pulses of light Wavelength multiplexing using different colors A pulse equals 1. No pulse is 0. Wireless Media Access Points Radio Antennae DSSS (direct-sequence spread-spectrum) OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) Radio waves

Bandwidth (lățimea de bandă)

Throughput (lățimea de bandă efectivă)

Tipuri de medii fizice Management SHDSL Gigabit Ethernet Ports Interface Management Ports Gigabit Ethernet Interfaces USB Type A Connector FastEthernet Switch Ports USB Mini-B Connector

Medii de comunicație

Cabluri pe bază de cupru Caracteristici ale mediilor bazate pe fir de cupru

Cabluri pe bază de cupru Fir de cupru Cablu Unshielded Twisted Pair (UTP) Cablu Shielded Twisted Pair (STP) Cablu Coaxial

Cabluri pe bază de cupru Cablu UTP

Cabluri pe bază de cupru Cablu STP Braided or Foil Shield Foil Shields

Cabluri pe bază de cupru Cablu Coaxial

Cabluri pe bază de cupru Măsuri de siguranță

Cablarea UTP Proprietăți ale cablurilor UTP Cablul UTP nu folosește o protecție specială pentru a contracara efectele interferențelor electromagnetice (EMI) și de radiofrecvență (RFI). Efectele negative ale interferențelor pot fi limitate prin: Efectul de anulare a câmpurilor electro-magnetice (cancellation) Răsucirea perechilor de fire din cablu

Cablarea UTP Standarde UTP

Cablarea UTP Conectori UTP

Cablarea UTP Tipuri de cabluri UTP

Cablarea cu fibră optică Proprietăți ale fibrei optice Cablarea pe bază de fibră optică se utilizează în 4 zone: Rețele de tip Enterprise Cablare Fiber-to-the-home (FTTH) și rețele de acces Rețele “Long-Haul” (http://media.corning.com/flash/opticalfiber/long_haul/hdr.htm) Rețele submarine

Cablarea cu FO Design-ul cablurilor de fibră optică

Cablarea cu FO Tipuri de fibră optică

Cablarea cu FO Conectori de fibră optică

Probleme de implementare Fibră versus Cupru Probleme de implementare Fir de cupru Fibră optică Bandwidth Supported 10 Mbps – 10 Gbps 10 Mbps – 100 Gbps Distance Relatively short (1 – 100 meters) Relatively High (1 – 100,000 meters) Immunity To EMI And RFI Low High (Completely immune) Immunity To Electrical Hazards Media And Connector Costs Lowest Highest Installation Skills Required Safety Precautions

Mediul wireless Mediul wireless – proprietăți Conexiunile wireless prezintă unele probleme de funcționare, incluzând: Aria de acoperire Interferența Securitatea

Mediul wireless Tipuri de transmisii wireless IEEE 802.11 standards Commonly referred to as Wi-Fi. Uses CSMA/CA Variations include: 802.11a: 54 Mbps, 5 GHz 802.11b: 11 Mbps, 2.4 GHz 802.11g: 54 Mbps, 2.4 GHz 802.11n: 600 Mbps, 2.4 and 5 GHz 802.11ac: 1 Gbps, 5 GHz 802.11ad: 7 Gbps, 2.4 GHz, 5 GHz, and 60 GHz IEEE 802.15 standard Supports speeds up to 3 Mb/s Provides device pairing over distances from 1 to 100 meters. IEEE 802.16 standard Provides speeds up to 1 Gbps Uses a point-to-multipoint topology to provide wireless broadband access.

Cisco Linksys EA6500 802.11ac Wireless Router Rețele locale fără fir Cisco Linksys EA6500 802.11ac Wireless Router

Compatibil cu versiuni anterioare Standarde Wi-Fi 802.11 Standardul Viteza maximă Frecvența utilizată Compatibil cu versiuni anterioare 802.11a 54 Mbps 5 GHz Nu 802.11b 11 Mbps 2.4 GHz 802.11g 802.11n 600 Mbps 2.4 GHz sau 5 GHz 802.11b/g 802.11ac 1.3 Gbps (1300 Mbps) 2.4 GHz și 5.5 GHz 802.11b/g/n 802.11ad 7 Gbps (7000 Mbps) 2.4 GHz, 5 GHz și 60 GHz 802.11b/g/n/ac

Nivelul legătură de date - Protocoale

Nivelul Legătură de date

Sub-nivelele nivelului Data Link Network Data Link LLC Sublayer MAC Sublayer Physical 802.3 Ethernet 802.11 Wi-Fi Bluetooth 802.15

Controlul accesului la mediu (Media Access Control)

Furnizarea accesului la mediu

Formatarea datelor pentru transmisie

Structura unui frame Layer 2 Crearea unui frame

Standarde la nivelul Data Link Organizația de standardizare Standarde de rețea IEEE 802.2: Logical Link Control (LLC) 802.3: Ethernet 802.4: Token bus 802.5: Token passing 802.11: Wireless LAN (WLAN) & Mesh (Wi-Fi certification) 802.15: Bluetooth 802.16: WiMax ITU-T G.992: ADSL G.8100 - G.8199: MPLS over Transport aspects Q.921: ISDN Q.922: Frame Relay ISO HDLC (High Level Data Link Control) ISO 9314: FDDI Media Access Control (MAC) ANSI X3T9.5 and X3T12: Fiber Distributed Data Interface (FDDI)

Topologii Controlul accesului la mediu

Topologii Topologii fizice și topologii logice

Topologii Topologii fizice și topologii logice (cont.)

Topologii WAN Topologii fizice WAN

Topologii WAN Topologia fizică Punct-la-Punct

Topologii WAN Topologia logică Punct-la-Punct

Topologii WAN Half- și Full-Duplex Half-Duplex Full-Duplex

Topologii LAN Topologii fizice LAN

Topologii LAN Topologia logică pentru mediul partajat de comunicație

Topologii LAN Accesul #Contention-Based# Caracteristici Contention-Based Technologies Stațiile pot transmite oricând Există coliziuni Există mecanisme pentru a rezolva disputa accesului la mediu CSMA/CD pt 802.3 - rețele Ethernet CSMA/CA pt 802.11 - rețele wireless

Topologii LAN Topologia Multi-Acces

Topologii LAN Accesul controlat Caracteristici Tehnologii de control al accesului Doar o stație poate transmite la un moment dat Echipamentele ce doresc să transmită trebuie să-și aștepte rândul Fără coliziuni Pot utiliza o metodă de tip “token passing” Token Ring (IEEE 802.5) FDDI

Topologia de tip inel

Frame-ul

Header-ul

Adresa de nivel 2

Trailer-ul

Frame-uri LAN și WAN

Frame-ul Ethernet

Frame-ul PPP

Frame-ul 802.11 Wireless

Sumar Nivelul acces la rețea din modelul TCP/IP este schivalent cu nivelele OSI legătură de date (Layer 2) și nivelul fizic (Layer 1). Nivelul fizic OSI oferă mijloacele de transport ale biților ce alcătuiesc un frame de nivel 2 de-a lungul mediului de comunicație. Standardele nivelului fizic adresează trei arii funcționale: componente fizice, tehnici de codificare a frame-urilor și metode de semnalizare. Folosirea mediilor de comunicație potrivite reprezintă o parte importantă a comunicațiilor în rețea. Fără a avea o conexiune fizică potrivită, cu fir sau fără fir, comunicația dintre două echipamente nu va avea loc. Comunicațiile cu fir sunt reprezentate de cablurile bazate pe fir de cupru și pe fibra optică. Există 3 tipuri de bază pentru cablurile bazate pe fir de cupru: cablu torsadat neecranat (UTP), cablu torsadat ecranat (STP) și cablu coaxial. Cablurile UTP reprezintă cele mai întâlnite tipuri de cabluri bazate pe fir de cupru.

Network Access Sumar (cont.) Cablurile de fibră optică au devenit extrem de populare pentru conectarea echipamentelor de infrastructură de rețea. Acestea oferă transmisii de date pe distanțe lungi și la viteze superioare oricărui alt tip de mediu de comunicație. Mediul wireless transportă semnalele electromagnetice ce reprezintă cifrele binare ale comunicațiilor de date folosind frecvențe radio sau de microunde. Nivelul legătură de date este responsabil cu schimbul de frame-uri între noduri pe un mediu de comunicație. Acesta permite nivelelor superioare să acceseze mediul de comunicație și să controleze modalitatea în care datele sunt trimise și recepționate. În cazul diverselor implementări ale protocoalelor de nivel data link, există diferite metode de control al accesului la mediu. Aceste tehnici de control al accesului la mediu definesc modul în care nodurile folosesc mediul de comunicație. Metodele de control al accesului la mediu depind de topologie și de tipul de partajare a mediului. Topologiile LAN și WAN pot fi fizice sau logice.

Network Access Sumar (cont.) Rețelele WAN sunt conectate, de regulă, prin topologii fizice punct-la-punct, hub and spoke sau mesh. În mediile partajate LAN, echipamentele pot fi interconectate folosind topologii fizice de tip stea, bus (magistrală), inel sau stea extinsă. Toate protocoalele de nivel data link încapsulează datagrama de nivel 3 în câmpul de date al frame-ului. Totuși, sttructura frame-ului și câmpurile conținute în header și trailer variază în funcție de protocolul utilizat.