Lösningar modul 3 - Lokala nätverk

Transkript

1 3. Lokala nätverk 3.1 TOPOLOGIER a) Stjärna, rng och buss. b) Nät kopplas ofta fysskt som en stjärna, där tll exempel kablar dras tll varje kontorsrum från en gemensam central. I centralen kan man sedan koppla hop kablaget på ett sätt som ger en rng eller buss. 3.2 MEDIUM ACCESS METODEN CSMA/ CD CSMA/ CD ( Carrer sense multple access wth collson detecton ) används endast busstopologer där alla statoner är kopplade tll samma kabelmedum, som alltså används för all transmsson mellan alla statoner. Man säger att medet opererar Multple Access (MA) mode. All data skckas nkapslat paket med mottagaradressen först paketet. Paketet sänds sedan ut tll alla på kabeln, varvd alla statoner på kabeln upptäcker att ett paket har skckats, och den staton som upptäcker sn adress på paketet läser n hela paketet och svarar enlgt defnerat länkprotokoll. Det är sålunda helt klart att två eller flera statoner på kabeln kan försöka sända samtdgt, varvd det blr en krock och data förstörs. För att undvka detta lyssnar den nod som vll sända först för att höra om kabeln är ledg. Om en bärsgnal upptäcks avvaktar sändaren tll dess kabeln är ledg. Detta är carrer sense -momentet av CSMA/CD. En kollson kan ändå nträffa om två sändare lyssnar på kabeln samtdgt och bestämmer att de kan sända eftersom kabeln är ledg. För att upptäcka detta lyssnar sändaren på kabeln under hela sn sändnng och jämför sna sänddata med data på kabeln, som skljer sg om en kollson nträffat. Om en kollson detekteras skckar den staton som upptäckt kollsonen först ut en störnngssgnal jam sequence för att säkerställa att alla berörda parter detekterar kollsonen. Därefter väntar statonen en lten td nnan den försöker sända gen. 3.3 NÄTSTORLEK FÖR CSMA/ CD a) Antag att en kollson uppstår mellan två noder A och B som befnner sg var sn ände av nätet (se bld). Antag vdare att A börjar skcka först. Värsta fallet uppstår när B börjar skcka precs samtdgt som den första bten A:s ram når fram tll B. För att A ska kunna detektera att en kollson uppstått måste A:s ram vara så pass lång att A fortsätter att sända ända fram tll dess att den första bten B:s ram når fram tll A. sda 1

2 Nätet har längden L. Överförngshastgheten för 100Base-T är 100 Mb/s. För att A ska upptäcka kollsonen gäller T tr > 2T pr där T tr är överförngstden för den mnsta tllåtna ramstorleken och T pr sgnalens utbrednngstd över nätet: Då har v alltså T tr = 512/ T pr = L/ L < / ( ) L < 512 Svar: Nätet bör vara mndre än 512 meter. b) För att man standarden vll ha lte margnal! 3.4 PAKETSTORLEK FÖR CSMA/ CD a) Om ramar tllåts vara mycket stora kommer en sändande nod att blockera andra noder från att utnyttja nätet under en längre perod. Detta gör att en ramar kan fördröjas under en längre td statoner. Kön av noder som vll sända kommer att öka, och detta ökar sannolkheten för kollsoner när nätet väl blr frtt. Eftersom ett btfel förstör hela ramar kommer dessutom sannolkheten för ram-förluster att öka om maxstorleken ökas, varvd effektvteten mnskar. b) För att man ska kunna garantera att en kollson alltd upptäcks. Dessutom begränsar för små paket kabelns längd och mnskar effektvteten. c) Eftersom förhållandet mellan sändnngstd och utbrednngstd måste bbehållas, får man antngen öka mnsta tllåtna ramstorlek eller mnska den största tllåtna längden på nätet. I IEEE standarden har man valt det senare, alltså att mnska nätets storlek. sda 2

3 3.5 LAN-ARKITEKTUREN GENTEMOT INTERNET-MODELLEN = Logcal Lnk Control protocol = CSMA/ CD bus = Token bus = Token rng Länknvån har delats upp två delnvåer som kallas LLC och MAC. Olka accessmetoder/ topologer tas om hand av MAC-nvån medan LLC tllhandahåller samma gränssntt mot överlggande nvåer, dvs en logsk länk för dataöverförng mellan två statoner oberoende av underlggande LAN- teknolog. 3.6 REPEATER, HUB, BRIDGE, ROUTER a) Fördröjnng en repeater= td för att ta emot en bt + td för att regenerera en bt (+ td för att sända) b) Fördröjnng en brygga = td för att ta emot en ram + td för att bestämma om ramen ska ut på den andra porten + td för att få möjlghet att sända på det utgående segmentet (eventuell väntetd) (tden för att sända ramen är redan nkluderad tden för att ta emot en ram). 3.7 BRYGGADE NÄT a) Det första meddelandet (från H 1 tll H 2 ) har avsändaradress M 1 och mottagaradress M 2. Eftersom samtlga adresstabeller är tomma, skckas meddelandet ut på alla länkar nätet ( floodng ). Varje brygga lär sg därför M 1 och lägger tll en post adresstabellen nnehållande M 1 och den port där meddelandet togs emot. Nästa meddelande (från H 2 tll H 1 ) har avsändaradress M 2 och mottagaradress M 1. Eftersom samtlga byggor nu lärt sg adressen M 1 skckas meddelandet vdare enlghet med nformatonen adresstabellerna. Meddelandet går då genom bryggorna, B 2 och B 4 som alla därmed lär sg adressen M 2. Meddelandet når däremot nte brygga, som alltså nte lär sg M 2. sda 3

4 Svar: B 2 B 4 M 2 P 2 M 2 P 2 M 2 P 3 b) En hub repeterar endast sgnalen utan att analysera ramens nnehåll. Sgnalen skckas vdare på samtlga utgående portar. Skllnaden blr då att även brygga tar emot det andra meddelandet (från H 2 tll H 1 ) och därmed lär sg M 2 (på port P 1 ). c) En brygga delar upp nätet flera delar, där trafk mellan noder som befnner sg nom samma del aldrg når de andra delarna. På så sätt blr den totala kapacteten nätet högre. 3.8 SPANNING TREE Steg 1: Välj som root brdge då den har lägst dentferare. Steg 2: För varje brygga beräknas vägen med lägst kostnad tll, och motsvarande port markeras som root port. Steg 3: För varje länk utses av bryggorna som är anslutna tll länken tll desgnated brdge : den brygga som har vägen med lägst kostnad tll. Motsvarande port markeras som desgnated port. (Samtlga portar på blr trvalt desgnated ports ). Steg 4: Alla portar som nte markerats som root port eller desgnated port markeras som blocked. Resultatet blr följande markerngar av portarna: root brdge 4 1 root port desgnated port 3 2 B 2 B 4 blocked port 2 sda 4

5 Motsvarande träd: B 2 B CSMA/CA Sgnalerna från andra sändare kan vara så kraftgt dämpade att de nte går att ursklja. Därför kan man nte detektera kollsoner trådlösa nät CSMA/CA-proceduren a) A gör följande: 1. Vänta tll kanalen är ledg (ngen trafk detekteras) 2. Vänta en vss td (IFG) 3. Välj ett slumpmässgt tal mellen 1 och CW 4. Så länge kanalen är ledg, räkna ned CW med 1 för varje tdslucka (slot tme). 5. När CW räknats ner tll 0 skckas ramen 6. Vänta på en bekräftelse b) D kommer att skcka först. B och C kommer att ha räknat ner sna räknare tll 10. c) När D skckat färdgt kommer B och C att försöka skcka samtdgt, vlket ger en kollson. Detta medför en öknng av CW från 31 tll CSMA/CA-proceduren När RTS/CTS används, skckar först sändaren en RTS-förfrågan för att få tllåtelse att göra en överförng. Om och när ett CTS-svar kommer så kan sändaren göra sn överförng och därefter vänta på en ACK som bekräftar att nformaton kommt fram tll mottagaren. Det nnebär att för varje ram som ska överföras kommer (mnst) en RTS/CTS-frågeomgång att utföras. Den kontrollnformaton som överförs för varje ram (mnst) är alltså en RTS-ram (20 byte), en CTS-ram (14 byte), ett IEEE huvud plus traler (36 byte) samt en ACK-ram (14 byte), totalt 84 byte. Det nnebär att själva RTS/CTS-förfarandet nnebär följande overhead: a) 34/( ) = 27,4 % b) 34/( ) = 5,1 % c) 34/( ) = 2,1 % sda 5