6. Ethernet (layer 1)

Opakování IPv4 - viz předchozí zápis

Teorie

• Osnova - čím se budeme zabývat - tokem dat síťovými zařízeními 1.-3. vrstvy (kabely, NIC, hub, switch, router) - obr., typy komunikace - unicast/broadcast, vše v návaznosti na OSI model - obr., obr.
• Rekapitulace OSI modelu - vrstev 1-4 - obr.
• Ethernet - souhrnný název pro technologie sítí na 1.+2. vrstvě, vznik v 70. letech, umožňuje provozovat na 3. vrstvě i jiné protokoly než IP
  • původně sběrnicová topologie sítě (bus topology)
    • stanice jsou spojeny jedním kabelem - sběrnicí,
    • vysílaný frame je přijímán všemi zařízeními na sběrnici - obr.
    • vysílající zařízení vysílá jen když už nevysílá někdo jiný (jinak by nastala kolize) - algoritmus CSMA/CD
    • implementace - 10base5, 10base2 (koaxiální kabel do 185 m, max. 10 Mb/s, BNC konektory - obr., wiki, na konci terminátory - obr.)
    • nevýhody - přerušení kabelu způsobí nefunkčnost celé sítě, skutečná rychlost je menší než 10 Mb/s a klesá s počtem připojených zařízení
  • dnes se používá hvězdicovitá topologie s dvoubodovými spoji a centrem v přepínači - obr.
    • přerušení kabelu nezpůsobí nefunkčnost ostatních částí sítě
    • metalický kabel UTP (unshielded twisted pair) - nestíněná kroucená dvojlinka - tenčí a měkčí než koaxiál, zkroucením se eliminuje rušení s okolím - obr.
      • 4 páry vodičů odlišené barvou izolace s danou pozicí v konektoru RJ-45 - obr.
      • použití více párů vodičů umožňuje režim full duplex (současný příjem a vysílání) - není třeba CSMA/CD
      • kupovaný patch kabel se zalitými konektory na obou stranách nebo kabel ustřižený z metráže nakonektorovaný krimpovacími kleštěmi (provedení drát nebo ohebnější lanko - rozdíl v nožích konektorů) - obr.
      • dříve se rozlišovaly podle spojovaných zařízení přímé kabely (copper straight-through - obr.) a křížené kabely (cross-over - obr.) - dnes není třeba řešit (autodetekce kabelu Auto MDIX)
      • implementace - 10BASE-T - přenosová rychlost 10 Mb/s (Ethernet), 100BASE-TX - 100 Mb/s (Fast Ethernet), 1000BASE-T - 1000 Mb/s (Gigabit Ethernet)
      • kategorie kabelů - zastaralé (obsolete) do cat5 pro rychlosti 10/100 Mb/s - obr., aktuální - cat5e (max. délka 100 m, rychlost 1 Gb/s) a cat6 - obr., vyšší kategorie - pro vyšší rychlosti (i jiné konektory) - obr.
    • pro prostředí s nebezpečím rušení jinými kabely se používá stíněná kroucená dvojlinka (STP)

• PoE (Power over Ethernet) je napájení po volných nevyužitých párech v datovém síťovém kabelu - použití např. pro IP kamery a telefony, WiFi AP - obr., pasivní injektor/splitter - obr.
• Optická vlákna (optical fiber) - skleněná nebo plastová světlovodivá vlákna odolná proti elektromagnetickému rušení, menší útlum na delší vzdálenosti, velká šířka pásma
  • mnohavidová (multi-mode) - větší průměr jádra pro kratší vzdálenosti (stovky metrů) - obr.
  • jednovidová (single-mode) - menší průměr jádra pro větší vzdálenosti
• SFP - univerzální slot (obr. media konvertoru) pro zásuvný modul s transceiverem (vysílačem/přijímačem - obr.) pro metalickou nebo optickou kabeláž - obr., konektory pro optiku - obr.
• Strukturovaná kabeláž - systematicky (přehledně, rozšiřitelně) propojené prvky sítě (ve směru od koncového zařízení) - patch kabel, (switch, patch kabel), zásuvka, horizontální kabel, patch panel v rozvaděči/racku, patch kabel, switch, ..., páteřní vedení - obr.

Cvičení - Cisco Packet Tracer

Úvod

• Free software pro simulaci sítí od firmy Cisco - dostupný pro Windows, Linux, chytré mobily
• Pro Windows je instalačka stáhnutelná po registraci přes mail - https://www.netacad.com/courses/packet-tracer/introduction-packet-tracer
• úvodní kurz v angličtině je po registraci mailu zdarma

Prostředí po spuštění

• přístup jako Guest Login (při spouštění nutno chvíli počkat, pak Confirm Guest) nebo přes zaregistrovaný mailový účet (s možností ukládání)
• Hlavní menu - File - Open/Save (přípona PKT), Options - Preferences,View, Help - Contents, Tutorials
  • otevřít (File - Open Samples) C:\Program Files\Cisco Packet Tracer 7.2.2\saves\HTML\html_javascript_stylesheet.pkt
• Panely nástrojů - projít nápovědné bubliny - např. Zoom
• Pracovní plocha - logická/fyzická
  • výběr objektů, přesun táhnutím, podržet myš nad objektem
  • kliknutím konfigurace zařízení
  • kreslení grafických objektů do plochy, vkládání textu, vložení pozadí (ikona vpravo nad plochou)
• Vpravo pod plochou tlačítko režimů - realtime / simulace (zpomalené sledování cesty dat, inspekce paketů)
• Dole skupiny zařízení, po výběru skupiny konkrétní zařízení pro vložení do plochy
  • Network Devices, End devices, Connections (zelený trojúhelník - link up, červený tr. - link down)

Konfigurace zařízení - kliknout na PC v ploše - záložky v dialogovém okně

• Physical - vypnout PC, pak lze vyměňovat moduly přetahováním
• Config - Ethernet - nastavení sítě, další v Desktop, Programming, Attributes

Realtime

• záložka Desktop v PC - v cmd zkusit ping na server, do www prohlížeče zadat 1.1.1.1

Simulace

• zadat adresu jako výše, pak krokovat, kliknutím na paket v seznamu ho lze prohlížet podrobně

Help - Contents

Help - Tutorials