Themen. MAC Teilschicht. Ethernet. Stefan Szalowski Rechnernetze MAC Teilschicht

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1 Themen MAC Teilschicht Ethernet

2 Medium Access Control (MAC) Untere Teilschicht der Sicherungsschicht Verwendung für Broadcast-Netze Mehrere Benutzer (Stationen) verwenden einen Übertragungskanal z.b. LANs Behandelt die Kanalzuordnung Wer darf wann senden? Wie werden Kollisionen vermieden bzw. behandelt? Quelle: Prentice-Hall

3 Medium Access Control (MAC) Adressierung in LANs MAC-Adresse Länge: 6 Byte Darstellung: 00:10:cd:45:ef:89 Weltweit eindeutig für jeden Netzwerk-Adapter Byte 1..3: Hersteller-Nummer Byte 4..6: Serien-Nummer / Karten-Kennung Spezielle MAC-Adresse: Broadcast: ff:ff:ff:ff:ff:ff Damit: Jede Station im LAN eindeutig gekennzeichnet

4 Medium Access Control (MAC) Verfahren der Kanalzuordnung Gleichzeitiges Senden im gleichen Kanal verhindern Statische Verfahren Aufteilung der Leitung Frequenzmultiplexing Zeitmultiplexing statische Aufteilung der Sendezeiten Störungsvermeidung bei gleichzeitigem Senden Dynamische Verfahren Dynamische Aufteilung der Sendezeiten ALOHA CSMA / CD

5 Kanalzuordnung mit ALOHA Idee: Alle Stationen sind gleichberechtigt Jede Station sendet, wenn sie etwas übertragen möchte Alle Stationen empfangen die Nachricht Station vergleicht Empfänger-Adresse mit Eigener Nimmt Nachricht an (Gleich) oder verwirft sie (Ungleich) Es treten Kollisionen von Nachrichten auf Bei Kollision wird Senden wiederholt Nach zufälliger Wartezeit

6 Kanalzuordnung mit ALOHA Schematisch Quelle: Prentice-Hall

7 Kanalzuordnung mit ALOHA Probleme: Hohe Netzlast führt zu vielen Kollisionen Viele Kollisionen führen zu langen Wartezeiten

8 Kanalzuordnung mit CSMA Carrier Sense Multiple Access Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung Prinzip: Stationen hören den Kanal ab Wenn Kanal frei -> Senden Nach einer Kollision wird zufällige Zeit gewartet und wiederholt gesendet

9 Kanalzuordnung mit CSMA Carrier Sense Multiple Access Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung Problem: Übertragung wird bei der Erkennung einer Kollision nicht abgebrochen Lösung: CSMA mit Collision Detection

10 Kanalzuordnung mit CSMA/CD Grundlage des Ethernet-LAN Übertragung wird sofort nach Erkennen einer Kollision eingestellt Stationen warten zufällige Zeit Senden erneut Wechsel von Übertragungs- und Konkurrenzperioden

11 Kanalzuordnung mit CSMA/CD CSMA/CD Schema Quelle: Prentice-Hall

12 Kanalzuordnung mit CSMA/CD CSMA/CD Eigenschaften Max. 16 Sendeversuche Verdoppelung der Wartezeit nach jedem Fehlversuch Kurze Verzögerung bei wenigen Sendern Schnelle Auflösung von Kollisionen bei hoher Netzlast Bezeichnung: Standard IEEE Mehr dazu im Netz:

13 Ethernet Ethernet-Kabeltypen und Arten der Verkabelung a) b) c) Quelle: Prentice-Hall

14 Switched Ethernet Ethernet-Übertragung Eine Leitung, viele Stationen(Hosts) Kapazität mit vielen Hosts irgendwann am Limit Verwenden von Switches Quelle: Prentice-Hall

15 Fast Ethernet Höhere Geschwindigkeit durch schnellere Datenübertragung Abhängig von den verwendeten Kabeln Quelle: Prentice-Hall Zeit auf der Leitung für 1 Bit: Ethernet: 100 ns Fast Ethernet: 10 ns

16 Gigabit Ethernet Höhere Geschwindigkeit durch Punkt-zu-Punkt Verbindungen Jede Leitung nur zwei Stationen Quelle: Prentice-Hall

17 Gigabit Ethernet Kabelarten Quelle: Prentice-Hall

18 Einordnung der MAC Schicht Struktur und Standards LLC (Logical Link Control) IEEE Schicht 2 MAC (Medium Access Control) Ethernet II IEEE IEEE (Token Ring) FDDI Schicht 1 Quelle: Skript Prof. Günther