Kapittel 7:
Nettverksteknologier
|
|
|
|
|
I dette kapitlet ser vi nærmere
på: |
|
Kablede nettverk: Ethernet |
|
Funksjon: buss, pakkesvitsjing,
adresser |
|
Svitsjet Ethernet,
kollisjonsdomene, kringkastingsdomene |
|
Ethernet rammeformat,
MAC-adresser, Ethernet-standarder |
|
Trådløse nettverk: Trådløse
lokalnettverk (IEEE 802.11) |
|
Standarder, hastigheter |
|
Operasjon i trådløst
lokalnettverk (BSS, ESS) |
|
Regulering av mediet: DCF
(CSMA/CA), PCF |
|
Sikkerhet |
Våre behov for
datakommunikasjon
|
|
|
Fire ulike klasser med behov: |
|
Personal Area Network (PAN) |
|
Local Area Network (LAN) |
|
Metropolitan Area Network (MAN) |
|
Wide Area Network (WAN) |
Ethernet
|
|
|
Ethernet er den mest utbredte
teknologien for etablering av lokalnettverk (LAN) |
|
Tradisjonelt basert på en buss
hvor alle tilknyttede noder deler på mediet |
|
Data overføres som pakker
(rammer) |
|
Hver ramme inneholder typisk én
IP-pakke |
|
|
Ethernet med buss
|
|
|
Alle noder deler på mediet og
hører alt de andre ”sier” |
|
Kun én node kan sende om gangen |
|
Koaksialkabel eller hub +
trådparkabler |
Ethernet-rammer
|
|
|
Ethernet-rammer adresseres for
å angi avsender og mottaker |
|
Alle nettverkskort har en unik
48-bit MAC-adresse (Eksempel: 00:A0:C9:60:26:EE) |
|
Kringkastingsadressen
(FF:FF:FF:FF:FF:FF) brukes for å angi at alle nodene i nettverket skal ta
imot en pakke |
Svitsjet Ethernet
|
|
|
Svitsjen sender rammene kun dit
de skal |
Aksessmekanismer
|
|
|
|
Aksessmekanismen må være der
for å forhindre kollisjoner |
|
Tre aktuelle mekanismer |
|
Konkurranse (CSMA/CD, CSMA/CA) |
|
Token passing (Token Ring,
FDDI) |
|
Polling (IEEE 802.11 PCF) |
Kollisjonsdomene og
kringkastingsdomene
|
|
|
Kollisjonsdomene = ett og samme
lag-1-nettverk. Eksempel: En hub og alle nodene som er knyttet til denne |
|
Kringkastingsdomene = ett og
samme lag-2-nettverk. Alle nodene kan snakke direkte med hverandre uten å
måtte gå via en ruter. Nodene i samme kringkastingsdomene står som regel i
samme IP-nett (Eksempel: 10.0.0.0/24) |
Kollisjonsdomene og
kringkastingsdomene 2
Regulering av tilgang til
mediet med CSMA/CD
|
|
|
I Ethernet med delt medium
(koaksialkabel, hub) må tilgang til mediet reguleres så ingen ”snakker i
munnen på hverandre”. Trengs ikke når vi bruker svitsjer. |
|
Carrier Sense Multiple Access
with Collision Detection (CSMA/CD) |
|
Noder som skal sende en ramme
lytter på mediet, sender når det blir ledig, detekterer kollisjoner og sender
på nytt etter en tilfeldig ventetid hvis kollisjon har oppstått |
Ethernet rammeformat
|
|
|
Avsender- og mottakeradresse:
48-bit MAC-adresse |
|
Typefelt: Angir nyttelast, for
eksempel 0x0800 for IPv4 |
|
Datafelt: Nyttelasten, for
eksempel IP-pakke |
|
Pad: Fyll for å oppnå
minstestørrelse (64B) |
|
FCS: Sjekksum (CRC32) |
Ethernet-standarder
|
|
|
Utvalgte Ethernet-standarder: |
|
10BASE-T: 10 Mbps, TP-kabel |
|
100BASE-TX: 100 Mbps, TP-kabel |
|
100BASE-FX: 100 Mbps,
multimodusfiber |
|
1000BASE-T: 1 Gbps, TP-kabel |
|
1000BASE-SX/LX/LH: 1 Gbps,
fiber |
|
10GBASE-xxx: 10 Gbps |
Trådløse
kommunikasjonsbehov
|
|
|
Fire ulike klasser med behov: |
|
Wireless Personal Area Network
(WPAN) |
|
Wireless Local Area Network
(WLAN) |
|
Wireless Metropolitan Area
Network (WMAN) |
|
Wireless Wide Area Network
(WWAN) |
Trådløse lokalnettverk
(WLAN)
|
|
|
WLAN-standarder fra IEEE: |
|
802.11 2 MBps 2.4 GHz 1997 |
|
802.11b 11 MBps 2.4 GHz 1999 |
|
802.11g 54 MBps 2.4 GHz 2003 |
|
802.11a 54 MBps 5 GHz 1999 |
|
802.11n 100 Mbps 2.4/5 GHz 2007? |
Operasjon i trådløst
lokalnettverk
|
|
|
To modi: infrastruktur og
ad-hoc |
|
BSS: Ett aksesspunkt og
assosierte noder |
|
ESS: Ett eller flere BSS
med felles nettverksnavn
og oppsett |
|
ESSID: Nettverksnavn |
Operasjon i trådløst
lokalnettverk 2
|
|
|
Tilgjengelig frekvensspekter
delt inn i kanaler |
|
Hvert BSS opererer på én kanal |
|
I 802.11b og 11g har vi i
praksis bare 3 ikke-overlappende kanaler å velge i. Vi må drive
kanalplanlegging. |
|
Klientene kan flytte seg
sømløst mellom BSS-er innenfor samme ESS (”roaming”) |
Regulering av tilgang til
mediet med CSMA/CA (IEEE 802.11 DCF)
|
|
|
Alle nodene i samme BSS deler
på mediet, og vi må unngå at de ”snakker i munnen på hverandre”. |
|
Carrier Sense Multiple Access
with Collision Avoidance (CSMA/CD) |
|
Noder som skal sende en ramme
lytter på mediet, samt bruker tilfeldige ventetider aktivt for å unngå at
kollisjoner oppstår. Kollisjoner kan ikke detekteres direkte, men oppdages
ved at det ikke kommer en bekreftelsesmelding (ACK) fra mottaker |
Sikkerhet i trådløse
lokalnettverk
|
|
|
Utfordringer: avlytting,
misbruk av nettet (kapasitet), uautorisert tilgang til ressurser |
|
WEP, MAC-aksesslister, skjult
ESSID |
|
WPA: TKIP, 802.1X |
|
IEEE 802.11i (WPA2): AES,
802.1X |
|
Webinnlogging, VPN, krypterte
tjenester |