شبکه اترنت-جلسه ۱

Ethernet Networking and Data Encapsulation 

مواردی که در این فصل گفته می‌شود :

·         شناخت بیشتر عملکرد اجزای شبکه مانند : سوییچ ، روتر ، بریج و هاب .

·         نحوه انتقال اطلاعات بین دو کاربر

·         شناخت خصوصیات کابل‌ها ، پورت‌ها و کانکتورها برای اتصال به دستگاه‌های سیسکو

·         شناخت مفهوم پایه از سووییچینگ و عملکرد سوییچ‌های سیسکو

·         Collision Domain

·         Broadcast Domain

CSMA/CD :

شبکه اترنت از یک پروتکل به نام Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) استفاده می‌کند . این پروتکل به دستگاه‌ها کمک می‌کند تا پهنای باند ارتباطی بین خود را بدون مشکل تداخل اطلاعات با یکدیگر (Collision) به اشتراک بگزارند .  CSMA/CD زمانی نیازش احساس می‌شود که دو دستگاه در یک شبکه ، همزمان باهم شروع به ارسال اطلاعات می‌کنند . مدیریت انتقال اطلاعات در این لحظه بسیار مهم است . زمانی که یک سیستم توسط پروتکل CSMA/CD شروع به ارسال اطلاعات در شبکه می‌کند ، بقیه سیستم‌ها به آن پیغام گوش‌داده و انتقال را بررسی می‌کنند . فقط سوییچ‌ها و روتر ها در شبکه قادر هستند تا از انتشار یک پیغام در سرتاسر شبکه جلوگیری کنند .

حالا این سؤال پیش می‌آید که پروتکل CSMA/CD چگونه کار می‌کند ؟ برای شروع به شکل ۲٫۱ توجه کنید :

2.1

شکل ۲٫۱

وقتی سیستمی بخواهد اطلاعات را بر روی شبکه انتقال دهد ، ابتدا کابل را بررسی می‌کند تا سیگنال دیگری بر روی آن وجود نداشته باشد . اگر مسیر خالی بود اطلاعات خود را انتقال می‌دهد .

در حین انتقال اطلاعات ، فرستنده کابل را زیر نظر دارد تا سیستم دیگری ، اطلاعاتی ارسال نکند . اگر کاربری بخواهد در همان حین اطلاعات بر روی شبکه قرار دهد . سیستم فرستنده با ارسال یک سیگنال (jam) بقیه سیستم‌ها را از مشغول بودن کابل ارتباطی باخبر می‌کند .

بقیه سیستم‌ها پس از دریافت سیگنال جم ، مدت کوتاهی صبر کرده سپس دوباره کابل را چک می‌کند . اگر بعد از ۱۵ بار هنوز کابل خالی نشده باشد . سیستم انتقال اطلاعات خود را به زمانی دیگر موکول می‌کند . این مسئله در Half-duplex مشکل‌آفرین می‌شود .

اگر در شبکه تداخلی (Collsion) رخ دهد :

۱-     یک سیگنال جم (jam) به‌تمامی دستگاه‌های داخل شبکه فرستاده می‌شود .

۲-     همه دستگاه‌ها برای مدت کوتاهی ارسال اطلاعات خود را متوقف می‌کنند .

۳-     پس‌ازآن ، تمامی سیستم‌ها دارای اولویتی برابر برای ارسال اطلاعات خود بر روی شبکه هستند .

[box type=”info” align=”aligncenter” class=”” width=””]پروتکل CSMA/CD بر روی شبکه‌هایی با تداخل زیاد می‌تواند باعث کاهش سرعت و عملکرد کلی شبکه شود [/box]

Half-and Full-Duplex Ethernet

Half-duplex در اصل استاندارد IEEE 802.3 به‌حساب می‌آید که کمی تعریف آن با توصیف سیسکو متفاوت است . سیسکو فقط در مورد کارکرد کلی Half and Full بر روی اترنت صحبت می‌کند .

Half-duplex از پروتکل CSMA/CD برای جلوگیری از تداخل ( Collision ) استفاده می‌کند . اگر یک هاب را به یک سوییچ متصل کنید ، ارتباط بین این دو Half می‌شود .

شکل ۲٫۲ نحوه ارتباط چهار سیستم از طریق یک هاب را نشان می‌دهد .

2.2

شکل ۲٫۲

همان‌طور که در فصل قبل نیز گفته شد ، مشکلی که در اینجا وجود دارد توانایی هاب فقط به‌صورت Half-duplex است و اگر دو سیستم بخواهند به‌صورت همزمان اطلاعاتی را در شبکه ارسال کنند باعث به وجود آمدن Collision می‌شود . توسط Half-duplex فقط می‌توانید ۳۰ یا ۴۰ درصد از توانایی شبکه اترنت را استفاده کنید .

Full-duplex به‌جای یک‌رشته سیم ، از دو رشته سیم در کابل ، برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند . همچنین Full از اتصال نقطه‌به‌نقطه ( point-to-point ) بین سیستم فرستنده و گیرنده برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند . این به معنی آن است که Full-duplex  نسبت به Half از سرعت بسیار بالاتری برخوردار است . همچنین به دلیل اینکه ارسال و دریافت بر روی رشته سیم‌های جدا از هم انجام می‌شود ، تداخلی انجام نمی‌گیرد .

شکل ۲٫۳ چهار سیستم را نشان می‌دهد که توسط یک سوییچ به یکدیگر متصل شده‌اند و همچنین در سمت دیگر سیستم‌هایی که توسط هاب اتصال یافته‌اند . 

2.3

شکل ۲٫۳

ازلحاظ تئوری ، تمامی سیستم‌های متصل به سوییچ ، می‌توانند همزمان با یکدیگر ارتباط برقرار کنند . به این نکته توجه داشته باشید که اتصال بین سوییچ و هاب از نوع Half-duplexاست . به دلیل اینکه هاب فقط می‌تواند Half را ساپورت کند .

می‌توان در حالات زیر از اتصال Full-duplex استفاده کرد :

–         ارتباط بین سوییچ و سیستم

–         ارتباط بین سوییچ با سوییچ

–         ارتباط بین سیستم با سیستم

–         ارتباط بین سوییچ با روتر

–         ارتباط بین روتر با روتر

–         ارتباط بین روتر با سیستم

وقتی پورت اترنت Full-duplex را به پورت دیگری متصل می‌کنید ، ابتدا ارتباطی بین دو پورت برای تبادل قابلیت‌ها برقرار می‌شود که به آن auto-detect-mechanism می‌گویند . دراین‌ارتباط مشخص می‌شود که آیا هر دو پورت قابلیت اجرای Full رادارند ؟ سرعت هرکدام چقدر است ؟ اگر هر دو پورت Full باشند ارتباط بین آن‌ها نیز Full-duplex می‌شود در غیر این صورت ارتباطHalf-duplex برقرار می‌شود . همچنین در مورد سرعت پورت‌ها ، به‌عنوان‌مثال بر روی پورت‌های FastEthernet عدد ۱۰/۱۰۰ نوشته‌شده است . این به معنی آن است که این پورت می‌تواند هم با سرعت ۱۰Mbps و هم ۱۰۰Mbps کار کند . در هنگام اتصال با پورت دیگر ، سرعت آن مشخص می‌شود .

[box type=”info” align=”aligncenter” class=”” width=””]به یاد داشته باشید که Half-duplex بر روی تمامی پورت‌ها یک Collision Domain را به اشتراک می‌گذارد و توان عملیاتی کمی دارد و Full-duplex بر روی هر پورت خود یک Collision Domain دارد و دارای بازدهی بیشتری نیز هست [/box]

آخرین نکات مهم برای یادآوری :

  • هیچ تداخلی در Full-duplex وجود ندارد .
  • برای هر اتصال Full-duplex یک پورت اختصاصی سوییچ نیاز است .
  • برای داشتن یک ارتباط Full ، نیاز است که کارت شبکه سیستم‌ها نیز Full را ساپورت کند .
  • رفتار پیش‌فرض سیستم‌ها درصورتی‌که autodetect انجام نشود ، ۱۰Mbps و Half-duplex است . می‌توانید سرعت و نوع ارتباط را به‌صورت دستی تنظیم کنید .
221

اسماعیلی هستم مدیر عصر فنون. فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی فناوری اطلاعات (IT)

پیشنهاد لحظه ای
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

توسط
تومان