آموزش شبکه: آموزش مایکروسافت، آموزش سیسکو

خانه / network / CCNA / شبکه اترنت-1

شبکه اترنت-1

 

Cisco Ethernet

 

 

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 2.1 توجه کنید :

 

 

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 15 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 :

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

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

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

 

پروتکل CSMA/CD بر روی شبکه‌هایی با تداخل زیاد می‌تواند باعث کاهش سرعت و عملکرد کلی شبکه شود 

 

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 2.2 نحوه ارتباط چهار سیستم از طریق یک هاب را نشان می‌دهد .

 

 

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 30 یا 40 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 2.3 چهار سیستم را نشان می‌دهد که توسط یک سوییچ به یکدیگر متصل شده‌اند و همچنین در سمت دیگر سیستم‌هایی که توسط هاب اتصال یافته‌اند . 

 

 

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-duplex است . 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 ارتباط Half-duplex برقرار می‌شود . همچنین در مورد سرعت پورت‌ها ، به‌عنوان‌مثال بر روی پورت‌های FastEthernet عدد 10/100 نوشته‌شده است . این به معنی آن است که این پورت می‌تواند هم با سرعت 10Mbps و هم 100Mbps کار کند . در هنگام اتصال با پورت دیگر ، سرعت آن مشخص می‌شود .

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 

 

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 ، 10Mbps و Half-duplex است . می‌توانید سرعت و نوع ارتباط را به‌صورت دستی تنظیم کنید .