Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Hálózati technológiák és alkalmazások Vida Rolland 2008.03.31.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Hálózati technológiák és alkalmazások Vida Rolland 2008.03.31."— Előadás másolata:

1 1 Hálózati technológiák és alkalmazások Vida Rolland

2 Hálózati technológiák és alkalmazások BPL Broadband Power Line  Szélessáv az elektromos vezetéken  Nem csak a telefontársaságoknak van nagyméretű kiépített hálózatuk, hanem az áramszolgáltatóknak is (pl. ELMŰ) Sokkal több helyen van áram mint ahány helyen optikai kábelek Jó lenne ezt kihasználni Elektromos hálózat elemei:  Az erőműből kijövő áramot magasfeszültségen küldik tovább – Volt Nagy távolságokon (több száz km)  Helyi transzformátorállomások Átlakítják középfeszültségű árammá – Volt (általában 7200 Volt)  A ház melletti villanyoszlopon alacsony feszültségű átalakító 220 – 240 Volt (Európa), 110 – 120 Volt (USA)

3 Hálózati technológiák és alkalmazások Elektromos hálózat

4 Hálózati technológiák és alkalmazások PLC - Power Line Carrier A BPL nem teljesen új dolog  Évtizedek óta szállítanak adatokat az elektromos hálózaton Telemetria, távoli eszközök felügyelete, vezérlése Hagyományos telefonszolgáltatás (POTS) távoli, elszigetelt felhasználóknak  van áramvezeték, de a telefonvezeték túl drága lenne A BPL nem csak hang és kis sebességű adatátvitelre jó, hanem nagy sebességekre is Hátrány:  Nagyon érzékeny az interferenciákra EMI (elektromágneses interferencia), RFI (rádió frekvenciás interferencia) Nem csak a BPL-t zavarják ezek a zajok, a BPL is zavarhat más szolgáltatásokat  CB rádió, légi közlekedés vezérlése, stb.  A telefon és koax kábelekkel ellentétben az elektromos vezetékek nincsenek leárnyékolva

5 Hálózati technológiák és alkalmazások Adatátvitel elektromos hálózaton A magasfeszültségű vezetékek nem alkalmasak  Túl nagy „zaj”  Az áram előreláthatatlanul ugrál a teljes frekvenciatartományban Megoldás: teljesen elkerülni ezeket  Hagyományos optikai hálózaton vinni egy darabig  Középfeszültségú hálózatra átvezetni Optikai/elektromos (O/E) átalakító Csak kis távolságokon képes átvinni a jelet Erősítőkre (repeater) van szükség 300 méterenként Frequency Division Multiplexing (FDM)  Frekvenciaosztásos elválasztása az áramnak és a BPL-nek  BPL 2 MHz és 80 MHz között

6 Hálózati technológiák és alkalmazások BPL hálózat

7 Hálózati technológiák és alkalmazások Adatátvitel elektromos hálózaton Coupler  Megkerüli a transzformátort, átteszi az adatokat 7200 Volt-ról 220-ra  Multi- és demultiplexelés, routing, titkosítás CSMA/CD az upstream adatok küldésére  Az Ethernet által használt megoldás  Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection Aki küldeni akar, belehallgat a csatornába (Carrier Sense)  Ha senki nem beszél, elkezd ő csomagokat küldeni Lehet, hogy ketten is egyszerre kezdenek beszelni  Mindketten üres csatornát érzékeltek  Mindketten érzékelik az ütközést (Collision Detection)  Elhallgatnak és véletlen hosszú idő után újra próbálkoznak Az alacsony feszültségű vezeték szintén „zajos” lehet  Elektromos eszközök ki-be kapcsolása adatvesztéshez vezethet  Last mile megoldásként WiFi-t vagy DSL-t is szoktak használni Powerline modem

8 Hálózati technológiák és alkalmazások Powerline modem Jó vicc... De nincs messze a valóságtól... A legújabb BPL modemek jól szűrik a zajt  Speciális modulációs technikák A DSL és kábel modemekhez hasonló sebesség Vezetéknélküli változatban is

9 Hálózati technológiák és alkalmazások BPL előnyök és hátrányok Létező infrastruktúrára épít  Jóval nagyobb hálózat mint a telefon vagy a kábelhálózat Távoli, eldugott helyeken is elérhető  A műholdas kommunikációval ellentétben lehetőség van szimetrikus adatátvitelre Európában lakás egy transzformátor mögött  Az USA-ban 8-10  Kevés előfizető, nehéz bevezetni a szolgáltatást  Kevés előfizető, nagyobb sávszélesség mindenkinek  Mai BPL hálózatokban 45 Mbps Felhasználónként 3 Mbps  Nem rossz az ADSL-hez és kábelhez képest  Hosszú távon nem képes Triple Play szolgáltatás biztosítására Új BPL változatokban 22 Mbps felhasználónként

10 Hálózati technológiák és alkalmazások BPL előnyök és hátrányok Hátrányok  Áramszünet esetén nem működik Nem lehet teljes értékű VoIP over BPL szolgáltatást bevezetni  Nincsenek biztosítva a vészhívások (rendőrség, mentők)  Hagyományos telefonhálózatot kell működtetni párhuzamosan  Sok repeater-re van szükség Nem olyan drága eszközök  Interferenciákra érzékeny Japánban és Európában sok helyen betiltották Az USA-ban több BPL hálózat is működik  Újabb technológia  lakásban Cincinatti-ban Budapesten a 23VNet szolgáltatása a Riverside apartmanházban (2003)  Az ADSL-hez hasonlo sebesség és árak

11 Hálózati technológiák és alkalmazások ALOHANET Hawaii – 70-es évek elején nem volt telefonhálózat  A távoli szigeteken lévő felhasználókat a Honoluluban lévő központi számítógépekhez kellett csatolni Megoldás: ALOHANET – kis hatósugarú rádiózás  Norman Abramson, Hawaii Egyetem  Minden felhasználó terminálon kis rádió Két frekvencián üzemelt  Egy a lefele, egy a felfele menő adatoknak Lefele csak a központ küldött, nem volt gond Felfele versenyhelyzet, többen használták ugyanazt a csatornát  Ha sikerült elküldeni valamit, a központ visszaküldte a csomagot a másik csatornán  Ha nem jött vissza, a csomag valószínüleg elveszett Újra próbálkozott  Alacsony terhelés mellett egész jó, nagy upstream terhelés mellett szinte használhatatlan

12 Hálózati technológiák és alkalmazások Az Ethernet fejlődése Aloha Slotted Aloha Újítás: csak adott időpontokban küldhet (slots) CSMA CSMA = Carrier Sense Multiple Access Újítás : Először ellenőrzi, hogy van-e adás, és csak akkor küld ha nincs CD = Collision Detection Újítás : Leállítja a küldést ha ütközést észlel (ilyen az Ethernet) CSMA/CD Az ős.

13 Hálózati technológiák és alkalmazások Aloha vs. Slotted Aloha

14 Hálózati technológiák és alkalmazások Ethernet történet Bob Metcalfe (MIT, Harvard) együtt nyaral Abramsonnal Hawaii-on  Az első LAN – Metcalfe és Boggs, 1976 DEC, Intel, Xerox  DIX szabvány (1978) 10 Mb/s  IEEE szabvány (1983) Más LAN szabványok  IEEE – Token Bus (General Motors) Egyenes kábel mint az Ethernet-ben Körbejárt egy token, az adhatott akinél a token volt  IEEE – Token Ring (IBM) Gigabites változat (802.5v)  Senki nem használja őket, nyert az Ethernet 3Com  Metcalfe saját cége, Ethernet kártyák PC-khez  J.H. Saltzer (MIT) – „A token hatékonyabb mint az Ethernet” A PC gyártók nem építették be alapfelszerelésként Jó üzlet lett az Ethernet kártyák árusítása

15 Hálózati technológiák és alkalmazások A kezdeti Ethernet Koaxialás kábel, max 2,5 km hosszú  500 méterenként egy ismétlő (repeater)  Max. 256 gép a kábelen  2,94 Mb/s sebesség  A kábel végén egy lezáró elem Elnyel minden jelet a buszról Komunikáció az osztott közegen  Mint egy beszelgetés vacsora közben Az Ethernet kábelen adás előtt a gépek belehallgatnak a csatornába  Ha foglalt, megvárja az adás végét  Ha mégis ütközés, akkor ezt detektálják 48 bites zajlöketet küld, hogy más is értesüljön az üzközésről Véletlen hosszúságú idő után újra próbálkoznak Több ütközés után exponenciálisan nő a max. várakozási idő  Az Alohanet-en ez nem volt megoldható Két felhasználó két külön szigeten nem biztos, hogy hallotta egymást

16 Hálózati technológiák és alkalmazások Thick Ethernet 10Base5 – vastag Ethernet  Sárga kerti öntözőtömlő Csatlakozás vámpír csatlakozókon  Egy tüske a koax kábel belső vezetékébe 10 Mb/s 500 méter hosszú szegmensek  Max. 100 állomás egy szegmensen

17 Hálózati technológiák és alkalmazások Thin Ethernet 10Base2 – vékony Ethernet  Sokkal könnyebben hajlítható  Olcsóbb és egyszerűbben telepíthető  Csatlakozás T elosztókkal és BNC csatlakozókkal  Max. 185 méter hosszú szegmens Max. 30 állomás egy szegmensen

18 Hálózati technológiák és alkalmazások Base-T Minden állomástól egy sodrott érpár megy az elosztóhoz (hub)  Könnyebb kiszűrni a kábelhibákat  Könnyű egy állomást be vagy kicsatolni Elvileg 100 m hosszú szegmensek  Jó kábeleken 150 m is lehet

19 Hálózati technológiák és alkalmazások Base-F Fényvezető szálat (fiber) használ a csavart érpár helyett  Drága megoldás a csatlakozók magas ára miatt  Kiváló a zajszűrése  Nehéz lehallgatni  Ezt használják épületek vagy távoli elosztók összekötésére  Max. szegmens 2 km

20 Hálózati technológiák és alkalmazások Fast Ethernet Teltek az évek, nőtt a sévszélesség igény  10 Mb/s-os Ethernet már kevés Gyűrű alapú optikai LAN-ok  FDDI (Fiber Distributed Data Interface)  Fibre Channel  A gerinchálózatban használták is mindkettőt A hozzáférési hálózatban nem Túl drágák, túl komplikáltak Új Ethernet szabvány – IEEE 802.3u (1995)  A meglévő szabvány kiegészítése

21 Hálózati technológiák és alkalmazások Fast Ethernet 100Base-T4  4 sodrott érpár (3-as ketegóriájú UTP kábel)  Egy le, egy fel, a masik kettő szükség szerint átkapcsolható (le vagy fel)  Max. 100 méteres szegmensek 100Base-TX  2 sodrott érpár (5-ös kategoriájú UTP kábel)  Egy le, egy fel, 100 Mb/s duplex sebesség 100Base-FX  Mindkét irányban egy többmódusú fényvezető szál  100 Mb/s duplex sebesség  Max. 2 km az elosztó és az állomások között Gyakorlatilag minden kapcsoló képes 10 Mb/s-os és 100 Mb/s-os állomásokat is kezelni (optikai szálak esetén nem)

22 Hálózati technológiák és alkalmazások Gigabit Ethernet IEEE 802.3z (1998), 802.3ab (1999) Minden elrendezésben pont-pont felépítésű  Ellentétben a klasszikus 10 Mb/s-os Ethernettel Két működési mód:  Duplex – mindkét irányba megy forgalom egyidőben Egy központi kapcsolót (switch) kötnek össze a periférián lévő gépekkel Minden vonalat pufferelnek  Bárki bármikor küldhet adatokat  Nem kell a csatornát figyelni, a versengés kizárt  Nincs szükség CSMA/CD-re, viszont akkor már nem Ethernet  Fél-duplex A gépeket egy egyszerű elosztóhoz csatlakoztatják Nincs pufferelés, lehetnek ütközések

23 Hálózati technológiák és alkalmazások Gigabit Ethernet Kábelezési változatok  1000Base-SX Többmódusú fényvezető szál Max. 550 m hosszú szegmensek  1000Base-LX Egy vagy többmódusú szál Max m hosszú szegmensek  1000Base-CX 2 pár árnyékolt csavart érpár (STP) Max. 25 m hosszú szegmensek  1000Base-T 4 pár 5-ös kateg. UTP kábel Max. 100 m hosszú szegmensek IEEE 802.3ae – 10 Gb/s Ethernet (2002)  Csak full duplex módban  Csak optikai kábelen 100 Gb/s Ethernet  Lucent Technologies Bell Labs kísérleti eredmények  2010 előtt nem várható a szabványosítás

24 Hálózati technológiák és alkalmazások Ethernet Frame A data mező legfeljebb 1500 byte  Minimális data hossz 46 byte Ha túl rövid a keret, nem lehet CD-t használni  Hamar befejeződik a keret elküldése, lehet hogy az első bit még el sem érkezett a kábel végére  Ha esetleg ott lenne ütközés, arról nem értesül  A rövid csomagokat fel kell tölteni „haszontalan adatokkal” (Pad)

25 Hálózati technológiák és alkalmazások Carrier Extension Ha nő a hálózat sebessége...  növelni kell a minimális keretméretet, vagy...  csökkenteni kell a megengedett maximális kábelhosszt Ha 2500 méter a kábel és 1 Gb/s a sebesség, akkor a minimális keretméret 6400 byte kell legyen Ha a minimális keret 640 byte, akkor a kábel csak 250 méter lehet  Egyre kényelmetlenebb megkötések egy gigabites hálózatnál A minimális keretméretet megemelték 512 byte-ra Carrier Extension  A küldő hardver a CRC mező után illeszt egy kitöltő bitsorozatot  A vevő hardver levágja azt, a CRC-be nem számít bele  Nagyon pocsékolja a kapacitást Frame Bursting  Egyetlen adás során több, egymás után fűzött keretet visz át  Jelentősen növeli a hatékonyságot Hülyeség Gigabit Ethernetet telepíteni, aztán egyszerű elosztókkal felszerelni  Fel-duplex módban szükség van CSMA/CD-re  Full-duplex módban nem kellene  A „backward compatibility” miatt használják

26 Hálózati technológiák és alkalmazások Hub Fizikai szintű ismétlő eszköz  Bit szinten ismétli a csomagot  A bejövő csomagokat azonnal minden interfészén kiküldi Mindenki megkap minden csomagot Több egyidejű küldő: ütközés  A „collision domain” (ütközési tartomány) megmarad A Hub-okat általában hierarchikusan, fa topológiába kapcsolják

27 Hálózati technológiák és alkalmazások Hub – előnyök, hátrányok Minden állomás ütközhet a hubra kapcsolt bármely más állomással  Ez rontja a hálózat teljesítményét  Csökkenti a skálázhatóságot  Mindenki látja a többiek forgalmát Különböző médiák nem kapcsolhatók össze  Pl. ha van 10Mbps állomás a rendszerben, a teljes sebesség visszaesik 10-re

28 Hálózati technológiák és alkalmazások Hub Nem érdemes kizárólag hub-okból nagy tartományokat építeni  Növeli az állomások közötti max. távolságot  Egy nagy ütközési tartomány hub Ütközési tartomány

29 Hálózati technológiák és alkalmazások Switch (bridge) Link Layer eszköz  megvizsgálja a MAC fejlécet és szelektíven továbbít switch table: (MAC, interfész, timer)  A kapott csomagokból építi fel  Ha nem ismer egy címet, minden interfészre továbbárasztja a csomagot  elválasztja az ütközési zónákat puffereli a csomagokat csak a megfelelő szegmensre továbbít

30 Hálózati technológiák és alkalmazások Switch Előnyök:  jobban skálázható  hatékonyabb, biztonságosabb  a pufferelés lehetővé teszi különböző médiák/sebességek összekapcsolását hub switch ütközési tartomány

31 Hálózati technológiák és alkalmazások Intézményi hálózat hub switch Külső hálózat router IP subnet mail server web server

32 Hálózati technológiák és alkalmazások Switch (bridge) vs. router Intelligens tároló és továbbító (store-and-forward) eszközök Router  hálózati (L3) rétegben, IP cím alapján  útválasztó (routing) táblákat tárol, routing protokollokat használ Switch  adatkapcsolati (L2) rétegben, MAC cím alapján  kapcsoló (switching) táblákat tárol, szűrő és címtanuló algoritmusokat használ


Letölteni ppt "1 Hálózati technológiák és alkalmazások Vida Rolland 2008.03.31."

Hasonló előadás


Google Hirdetések