Ethernet är en standard för hur kommunikation skall ske i ett LAN, lokalt nätverk.
Det som standarden definierar är:
- Nätets fysiska struktur (lager 1, topologier)
- Anslutningar till nät och arbetsstationer
- Accessmetoden (CSMA/CD, CSMA/CA)
- Tjänster (Ingår i högre lager på OSI-modellen)
IEEE 802.3
Vanligast idag är IEEE 802.3 vilket inte är exakt samma sak som Ethernet men nära inpå.
Ethernet kan vara bussnät eller stjärnnät och är ofta en kombination av båda.
Används koaxialkabel eller fiberkabel är det ett bussnät. Vanligast är dock stjärntopologin med TP-kablar.
I många större nätverk är själva stamnätet med fiberkabel och är därmed ett bussnät. Sedan kopplas stjärnnäten in mot stamnätet och bildar en kombination av buss&stjärn-topologier.
Accessmetod - CSMA/CD – Listen before talking
Accessmetod är hur en dator skall komma åt mediet, kabeln, för att sända och ta emot data och för IEEE 802.3 är det CSMA/CD som gäller. CSMA/CD står för Carrier Sense Multiple Access / Collision Detected.
För att en dator skall få sända information måste kabeln vara fri från andra signaler, dvs. en dator får sända i taget. Om kabeln är upptagen hörs en ton och datorn får vänta, är kabeln ledig kan datorn skicka sin information. Listen before talking.
Om två eller flera datorer sänder samtidigt sker kollisioner. Enkollision innebär att signalerna krockar och informationen måste sändas om. De sändande datorerna får en ny sändningstid och skickar därefter om sina paket.
Kollisionsdomän
En kollisionsdomän är det område där signaler kan krocka. I ett hubbat nätverk kan signaler krocka i princip hur som helst eftersom hubben skriker ut information på alla portar. I ett switchat nätverk sker informationsskickandet utifrån MAC-adressen och minskar därmed risken för kollisioner. Varje port i switchen skapar en ny kollisionsdomän.
Frames (ramar)
En frame skall som minst vara 512 bitar (64 bytes). Detta för att framen skall ”fylla hela mediat (kabeln) under en viss tid för att minska risken för kollisioner. Om informationen som skickas inte är tillräckligt stor kommer den att fyllas ut med ”padding”.
IEEE 802.11 – Trådlöst Ethernet
WLAN (Wireless Local Area Network) använder sig av accessmetodenCSMA/CA, Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoided.
Accessmetod - CSMA/CA
CSMA/CA fungerar ungefär som CSMA/CD men går ut på att undvika kollisioner istället för att upptäcka dem.
- Datorn lyssnar av mediet och om det är tyst sänder den en RTS. (Request To Send).
RTS innehåller information om vem som är mottagare och vem som är avsändare och hur lång informationen är som skall sändas. - NAV (Network Allocation Vector) signalerar till andra stationer i nätet att information kommer sändas under en viss tid och förbjuder därmed andra noder att sända.
- CTS (Clear To Send) skickas av den mottagande datorn till den sändande datorn. Om inte den sändande datorn får någon CTS kommer den förutsätta att det skett en kollision och sänder en ny RTS.
- ACK (ACKnowledgement) sänds när all information skickats till den mottagande datorn.
Olika standarder
IEEE 802.11a använder sig av 5,2 GHz-bandet och har en teoretisk överföringshastighet på 54Mb/s.
IEEE 802.11b använder sig av 2,4 GHz-bandet och har en teoretisk överföringshastighet på 11Mb/s.
IEEE 802.11g använder sig av 2,4 GHz-bandet och har en teoretisk överföringshastighet på 54Mb/s, det är en utökning av IEEE 802.11b.
De standarder som ligger på samma GHz-band kan kommunicera med varandra. Dvs. A kan inte kommunicera med B och G men B och G kan kommunicera med varandra.
Accesspunkt – En accesspunkt fungerar ungefär som en hubb fast för trådlös överföring. Dvs, den binder samman datorerna och repeterar signaler.
IEEE 802.5 – Token Ring
Ringtopologin (Lager1) har en lite speciell accessmetod då den fysiskt är kopplad som en stjärna till en MAU/MSAU men logiskt tror att den är kopplad som en ring.
Token Ring är idag inte fullt så utbrett men finns fortfarande kvar.
Överföringshastigheter är 4 Mb/s och 16 Mb/s
Accessmetod – Token Passing
Token Passing är ett MAC-protokoll som finns inbyggt i samtliga nätverskort som sitter i datorer som finns i ett Token Ring-nätverk.
Det finns tre sorters frames (ramar):
- Fri token (stafettpinne)
- LLC-frame (dataframe som bl.a. innehåller användardata)
- MAC-frame (dataframe för administrationsfunktioner av TokenRing).
För att Token Passing skall fungera krävs en kontrollstation på nätverket som skapar en frame som kallas för Token. Token fungerar ungefär som en stafettpinne och den kontrollerar vem som har rätten att sända. Token skickas runt i en ring från nod till nod till dess att en dator har information att sända. Den sändande datorn plockar in den lediga Token och ändrar den till en dataframe samt markerar att Token är upptagen. Mottagarens och avsändarens adresser läggs också till. Framen skickas vidare till nästa nod i den logiska ringen. Alla noder läser framens adress för att avgöra vem framen är till.
När framen når mottagande dator kopierar mottagaren framen, markerar att den kopierat framen och skickar ut den på ringnätet igen.
Slutligen kommer framen tillbaka till den avsändande datorn som kontrollerar att informationen är intakt, avlägsnar informationen och markerar Token som ledig.