CPE 426 Computer Networks
Chapter 2: Review Part II
LAN Technologies
Course Outlines
ดูใน Sheet
สามารถ Download ได้
http://cpe.rsu.ac.th/ut
Review Part II
LAN and LAN Technologies
เน้นที่ Ethernet Technologies
Network types
ปัจจุบ ัน Technology ของ LAN ผ่าน Fiber
Optic สามารถส่งได้ไกลในระด ับ MAN
Range
Bandwidth (Mbps) Latency (ms)
LAN
1-2 kms 10-1000
1-10
WAN
worldwide 0.010-600
100-500
MAN
2-50 kms 1-150
10
Wireless LAN 0.15-1.5 km 2-11
5-20
Wireless WAN worldwide 0.010-2
100-500
Internet
worldwide 0.010-2
100-500
วิธีแก้คือ Share Medium และทํา
Multiple Access Control
ใน LAN จะใช้ Topology 3 แบบที่สําค ัญ
Bus (และ Tree), Ring, Star
hub
การ Share Medium
ต้องมีการควบคุม = Medium Access Control
End Node จะต้องมีการกําหนดชื่อหรือ Address สําหร ับอ้างอิง หรือกําหนด Circuit Number
Intermediate Node จะใช้หมายเลขอ้างอิงด ังกล่าว
ในการต ัดสินใจส่งข้อมูลต่อออกไป(Forwarding)
ด ังน ั้น
1. Data ที่ส่งจะต ้องแปะส่วนหัว (Header) ด ้วยข ้อมูลต่างๆของ
Address และการ Control เราเรียกว่าเป็นการทํา Encapsulation ผลลัพธ์ที่ได ้เรียกว่า Frame
2. ที่ส่วนท ้ายของ Frame จะมีการต่อด ้วยข ้อมูลช่วยตรวจจับความ
ผิดพลาด (Error Detection) มักจะเป็น CRC Code เรียก Frame Check Sequence(FCS)
3. ก่อนหน ้าส่วน Header และหลัง FCS อาจจะมีการเติมบิตสําหรับ
ช่วยตรวจจับหัวและท ้ายของ Frame (Frame Delimiter: Pre-amble/Post-amble)
4. สําคัญที่สุดต ้องมีการกําหนดกฎเกณฑ์ต่างๆเหล่านี้ให ้เป็น
มาตรฐาน คือกําหนดเป็น Protocol ของการสื่อสาร
LAN vs WAN Technologies
LAN ม ักจะใช้การ Share Medium แบบ Contention ด ังน ั้นจะต้องมีขบวนการควบคุมการทํา Multiple Access
Topology ที่เหมาะสมคือ Bus, Ring, Star
WAN จะ Share Medium เช่นก ัน แต่ม ักจะใช้วิธีของ
Synchronous Multiplexing (TDM) ใน Circuit
Switching Networkหรือ Statistical Multiplexing (ใช้ใน Packet Switching Network)
Topology ที่เหมาะสมคือ Mesh Network และมักจะเป็น Partial Mesh
Internetworking Technologies ม ักจะถูกใช้ในการ
เชื่อมต่อระหว่าง LAN ผ่าน WAN Network
ที่นิยมคือ Internet (IP Network)
ALOHA System
เป็นระบบที่ใช้ทดลองการทํา Multiple
Access(Random Access) ของ Packet
Radio System
1970 University of Hawaii
จากการว ิจ ัยพบว่า Efficiency ของระบบ มีได้
สูงสุด 18%
ถ ้าใช ้ Slotted ALOHA จะได ้ถึง 36%
ค่านี้เป็นค่าสูงสุดในทางทฤษฏี
การศ ึกษาว ิจ ัย ALOHA นําไปสู่การพ ัฒนา
CSMA ซึ่งถูกนําไปใช้เป็นคร ั้งแรกใน
Ethernet
ให ้ฟังก่อนที่จะส่ง
Pure ALOHA
Slotted ALOHA
Local Area Networks
Smaller scope
Building or small campus
Usually owned by same organization
as attached devices
Data rates much higher
Usually broadcast systems
Now some switched systems and
ATM are being introduced
LAN Configurations
Switched
Switched Ethernet
May be single or multiple switches
ATM LAN
Fibre Channel
Wireless
Mobility
Ease of installation
IEEE 802 v OSI
Protocol Stack
Application
Data link
Logical Link Control(LLC)
Medium Access Control(MAC)
Physical
Frame
Transmission
on Bus LAN
CSMA ใน BUS Ethernet
Carrier Sense Multiple Access
1. ก่อนส่งข้อมูล ให้ฟังก่อนว่ามีใครกําล ัง
ใช้ Channel หรือไม่ ถ้าไม่มีให้ส่งได้
มิฉะน ั้นให้รอจนกว่า Channel จะว่าง ถึง
ส่งได้
ปัญหา
ถ ้ามีผู ้รอส่งมากกว่าหนึ่งคน เมื่อสายว่าง คน
เหล่านั้นจะส่งข ้อมูลออกมา และชนกัน
เราต ้องการกลไกเพิ่มเติม ในการตรวจจับการชน
กันและจัดการ เรียก Collision Detection(CD)
CD or Collision Detection
2. ในขณะที่กําล ังส่งข้อมูลให้ทําการฟังด้วย ถ้าข้อมูล
ที่ฟังได้ไม่เหมือนก ับที่ส่ง แสดงว่าเกิดการชนก ัน ให้
หยุดส่งท ันที พร้อมท ั้งส่งส ัญญาณบอกสถานีอื่นว่าได้มี
การชนก ันเกิดขึ้น (Jamming Signal)
3. หยุดรอเป็นระยะเวลา Random และลองใหม่
(กล ับไปย ังข้อ 1)
4. ถ้ามีการชนก ันติดต่อก ัน แต่ละคร ั้งที่หยุดรอ ให้จ ับ
เลข Random ที่มีค่า Standard Deviation เป็นสอง
เท่า
เรียก Binary Exponential Back-Off
5. ถ้าจํานวนคร ั้งที่ชนก ัน ติดต่อก ันเกินกําหนด ให้เลิก
ล้มการส่งข้อมูลและ Report ไปย ังผู้ส่ง
ขบวนการรวมเรียก CSMA/CD
Notes on CSMA/CD
เพื่อที่จะให้ CD สามารถทํางานได้ ข้อมูลต้อง
ส่งเป็นจํานวนมากพอ
ใน Ethernet กําหนดให ้ขนาดของ Frame ที่ส่งอย่างตํ่า
ต ้องมีความยาว 64 Octet(512 Bit)
เพื่อป้องก ันไม่ให้ผู้ใดผู้หนึ่งใช้ Channel นาน
เกินไป จะต้องมีการกําหนดค่า MTU
(Maximum Transfer Unit)
Ethernet กําหนดขนาด Frame สูงสุดคือ 1518 Octet โดยส่วน Payload จะมีขนาดสูงสุดคือ 1500 Octet
เมื่อคนหนึ่งส่งไปหนึ่ง Frame แล้ว จะส่งอีก
Frame ต่อเลยไม่ได้ ต้องรอว่ามีใครต้องการส่ง
หรือเปล่า (Inter-Frame Gap) ถ้าไม่มีจึงส่ง
Frame ต่อไปได้
Review Ethernet
Technologies
IEEE 802
IEEE 802.1 Management
IEEE 802.1D Spanning Tree
IEEE 802.1Q VLAN Tag
IEEE 802.1X อื่นๆ
IEEE 802.2 LLC
IEEE 802.3 Ethernet
IEEE 802.11 WLAN
LAN Technologies(Ethernet)
Wired
10M(Ethernet), 100M(Fast Ethernet),
1000M(Gigabit Ethernet), 10G(10 Gigabit), 40G
Coaxial, UTP, STP, Fiber
Optics(62.5/125,50/125,8-10/125 with 850 nm,
1300/1310 nm, 1550nm)
Wireless
802.11a
802.11b
802.11g
Infrared
Laser
Radio, Microwave
Gbit Ethernet Medium Options
(log scale)
10Gbps Ethernet Distance
Options (log scale)
IEEE 802.3 Frame Format
General Ethernet Frame Format
IP over Ethernet
ปัญหาในการบรรจุ IP Packet ลงใน Ethernet IEEE 802.3
เมื่อ IP ถูกประกอบส่วนหัวผ่าน LLC Layer โดยส่วนหัวนี้จะประกอบด ้วย
DSAP และ SSAP และส่วน Control ที่บ่งบอกว่า LLC Frame มี Payload ของ Protocol อะไรอยู่ จากนั้นจึงส่งให ้ MAC Layer เพื่อประกอบ MAC
Frame
มาตรฐานของ LLC มี Code กําหนด IP Packet แต่ไม่มี Code กําหนด ARP
Protocol ทําให ้เกิดปัญหาในการประกอบ MAC Frame
ARP จะต ้องใช ้ในการประกอบ MAC Frame เพื่อใช ้หา MAC Address ของ
ปลาย Link ที่ Match กับ IP Address (ของเครื่องปลายทางหรือของ
Gateway)
ดังนั้น เมื่อมีการ Run ARP มันจะประกอบ LLC Frame ไม่ได ้
วิธีแก ้
ปรับปรุงมาตรฐาน LLC ใหม่ให ้สามารถรองรับ ARP ได ้
มีวิธีการของ SNAP แต่ไม่เคยมีการใช ้งาน
ย ้อนกลับไปใช ้ Ethernet Frame Type II ซึ่งเป็นมาตรฐานเก่า ไม่มี LLC
ปกติ เรามักจะใช ้ TCP/IP วางบน Ethernet สําหรับ Network ในองค์กร
(คือ Technology ของ Intranet) ดังนั้นจะพบว่า Ethernet Frame ส่วน
ใหญ่ที่วิ่งใน LAN จะเป็น Ethernet Type II
Switch ปัจจุบัน รับ Ethernet Frame ได ้ทั้งสองแบบ เพราะ Switch จะดูแค่
MAC Address ในส่วนหัวของ MAC Frame
Ether Type II (DIX Frame)
MAC-48 Address
In Transmission Order
01-23-45-67-89-ab,
01:23:45:67:89:ab,
0123.4567.89ab
802.3/.4 Send LSBit First
(Canonical Format)
10000000 11000100 10100010 …
802.5/.6 Send MSBit First
(Bit-Reverse/Non-canonical)
00000001 00100011 01000101 …
Bridge Concept
Repeater แค่ทําการสร้างส ัญญาณใหม่ ส่งไป
ย ังอีกฝ่ังหนึ่ง ไม่สนใจว่าส ัญญาณน ั้นต้องการ
จะส่งไปย ังที่ใด
Bridge จะสร้างส ัญญาณใหม่ และส่งไปย ังอีก
ฝ่ังก็ต่อเมื่อ MAC address ปลายทางของ
Frame ไม่ได้อยู่ในตาราง MAC address
table ของด้านที่ส่งมา
การเรียนรู ้ตาราง MAC Address จะกระทําโดยอัตโนมัติ
เมื่อมี Frame เข ้ามา โดยดูจาก MAC address ต ้นทาง
ของ Frame และจะ Update ตลอดเวลา
Bridge vs Repeater
A
B
C
D
A
B
C
D
Port 0
Port 0
Port 1
Port 1
MAC Table
E
F
G
H
E
F
G
H
A port 0
B port 0
D port 0
1.
ถ้า A ส่งข้อมูลให้ C
E port 1
เกิดอะไรขึ้น ?
F port 1
G port 1
2.
ถ้า A ส่ง Broadcast Traffic H port 1
เกิดอะไรขึ้น ?
Bridge vs Repeater: Collision
Domain vs Broadcast Domain
A
B
C
D
A
B
C
D
Port 0
Port 0
Port 1
Port 1
E
F
G
H
E
F
G
H
Collision Domain
Broadcast Domain
Repeater and Bridge in Star LAN
ใน Topology แบบ LAN ต ัว Hub จะเป็น Repeater ที่
มีหลาย Port ทํางานใน Layer 1
ทุกๆอุปกรณ์ที่ต่อผ่าน Hub จะเป็น Collision Domain เดียวกัน
ต่อมาเราเปลี่ยนเป็น Switch ซึ่งมีการทํางานแบบ
Bridge ที่มีหลาย Port ทํางานใน L 2 (MAC Layer)
แต่ละอุปกรณ์ที่ต่อผ่าน Switch ถือว่าแต่ละ Port จะเป็นหนึ่ง
Collision Domain
อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าเราจะเชื่อมต่อด้วย Hub หรือ
Switch ย ังคงจ ัดว่าเป็น Network เดียวก ัน (มี
Network ID หรือ Subnetwork ID เดียวก ัน) คือเป็น
LAN วงเดียวก ัน
Broadcast Traffic จะกระจายทั้ง Network และทั้งหมดนี้ จัดได ้ว่า
เป็น Broadcast Domain เดียวกัน
การเชื่อมต่อระหว่างสอง Network ต ้องใช ้อุปกรณ์ Layer 3 คือ
Router หรือ L3 Switch
Port ต่างๆของ Switch จะต่อคนละ Network และคนละ Broadcast Domain
Star LAN
แต่ละส่วนของ LAN ที่
เชื่อมต่อก ันด้วย Hub หรือ
HUB: 5/4/3
Switch เรียก หนึ่ง LAN
SWITCH: Broadcast
Segment
Traffic
NW Diagram
แต่ละส่วนของ LAN ที่
เชื่อมต่อก ันด้วย Hub หรือ
Switch เรียก หนึ่ง LAN
Segment
Layer 2: LAN No Redundancy
Core
S4
No Redundant
Switch
Access
S1
S2
S3
Switch
Layer 2: LAN with Link & Core
Redundancy
S4
S5
Core
L2 Redundancy
Switch
Access
Switch
S1
S2
S3
Layer 2 Redundancy: Active Link
S4
S5
Core
L2 Redundancy
Switch
Access
Switch
S1
S2
S3
Layer 2 Redundancy: SPT
S4
S5
Core
L2 Redundancy
Switch
Access
Switch
S1
S2
S3
Layer 2 Redundancy: SPT
S4
S5
Core
L2 Redundancy
Switch
Access
Switch
S1
S2
S3
Spanning Tree
L2 Protocol
LAN มี Loop ไม่ได้
แต่เราต้องการสร้าง Redundancy
ปิด Port ไม่ให้เก ิด Loop
เปิด Port เพื่อเปิดเส้นทาง เมื่อเส้นทางเก่ามี
ปัญหา
IEEE 802.1D
IEEE 802.1W
IEEE 802.1S
Spanning Tree
Transparent
ทํางานโดยอ ัตโนม ัต ิ
บางคร ั้ง Tree ที่ได้อาจจะไม่เป็นที่เรา
ต้องการ
อาจต้องมีการ Configure
ปกต ิเป็นการกําหนด Root Bridge จาก
Bridge Priority
Steps 1: Root Bridge
Selection
เลือก Root Bridge โดยทุก Switch ส่ง
BPDU ออกทุก Port และใส่ค่า Bridge
ID
Bridge ID = Bridge Priority(2
Octet) + MAC Address(6 Octet)
Switch ที่มี Bridge ID ตํ่าสุดจะเป็น
Root
Default Bridge Priority = 32768
ถ้าไม่มีการ Configure ด ังน ั้น Switch ที่
มี MAC Address ตํ่าสุดจะได้ร ับเลือก
Steps 2: Minimum Cost Tree
สร้าง Minimum Cost Tree โดยจาก Root ส่ง
BPDU ที่มี Cost = 0 ออกทุกๆ Port ที่ม ันต่อ
ซึ่งถูกจ ัดว่าเป็น Designated Port
เมื่อ Switch ได้ร ับ BPDU ม ันจะบวกค่า Cost ก ับ Cost ของ Link ที่เข้ามา และส่งต่อ
ถ้าม ันได้ร ับมากกว่า 1 BPDU แสดงว่ามี
มากกว่าหนึ่งเส้นทางไปย ัง Root (Loop)
เลือกเส้นทางที่ Cost ตํ่ากว่า เป็น Root Port
ถ้ามีมากกว่าหนึ่งเส้นทางและ Cost เท่าก ัน
เลือก Port ไปย ัง Bridge ID ตํ่ากว่า
ถ้าย ังเท่าก ันเลือก Port Priority ตํ่ากว่า
Steps 3: เลือก Designated
Port และ Port Blocking
เส้นทางที่ไม่ได้ถูกเลือกจะถูกปิด
การปิด ทําโดย Blocking Port
Port จะถูกปิดด้านเดียว
ปิด Port ที่มี Cost สูงกว่าไปยัง Root ถ ้าเท่ากัน
ปิด Port Switch ที่มี Bridge ID สูงกว่า ถ ้าเท่ากัน
ปิด Port ที่มี Port ID สูงกว่า
Port ID = Port Priority(1 Byte, Default = 128) + Port Number
Port ที่เปิดเรียก Designated Port
Cost Table
Link Bandwidth
Path Cost (Old Version)
Path Cost (New Version)
4 Mbps
250
250
10 Mbps
100
100
16 Mbps
63
62
45 Mbps
22
39
100 Mbps
10
19
155 Mbps
6
14
622 Mbps
2
6
1 Gbps
1
4
10 Gbps
0
2
Spanning Tree Protocol
STP เป็น Protocol และ Algorithm ที่จะแก้ไขปัญหา
Loop ที่เกิดใน LAN(เชื่อมต่อด้วยLayer 2 Switch)
มาตรฐานคือ IEEE 802.1D
ประกอบด้วย Root Bridge และ Set ของ Port บน
Switch ที่มี Cost ตํ่าสุด ที่จะส่ง Traffic มาย ัง Root
Root Bridge เป็น SW ที่มี Bridge ID ตํ่าสุด
Switch Port ที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของ Tree จะถูก
Disable ด ังน ั้นจะมีเพียง Path เดียวระหว่าง 2
Station
แต่ละ Switch จะส่ง Bridge Protocol Data Unit (BPDU) ให้แก่ก ันเพื่อร ักษา Spanning Tree
BPDU จะถูกส่งเมื่อ State ของ Port เปลี่ยน
นอกจากนี้ BPDU จะถูกส่งทุกๆ 2 วินาที
Root Bridge ควรจะเลือก Manually จาก Switch กึ่งกลางที่ความเร็วสูง
Order of Precedence
1. Lowest Root Bridge ID
2. Best Root Path Cost
3. Lowest Bridge ID that Send BPDU
4. Port ID
Order of Precedence
เลือก Root Bridge
ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
Order of Precedence
กําหนด Designated Port และส่ง BPDU จาก Root ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
Order of Precedence
สร้าง SPT และ Block Link ที่ไม่เป็นส่วนของ Tree ตามกฏ Precedence Rule ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
Order of Precedence
สร้าง SPT และ Block Link ที่ไม่เป็นส่วนของ Tree ตามกฏ Precedence Rule ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
Order of Precedence
ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
Order of Precedence
ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
Order of Precedence
ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
Order of Precedence
ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
Order of Precedence
ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
Order of Precedence
ID 28672; MAC 0123.4567.89AB
ID 28672; MAC FBEA.4567.0110
ID 32768; MAC 1234.0000.ABCD
ID 32768; MAC ABCD.EF01.2345
ID 32768; MAC BCBD.A012.4FFE
ID 36864; MAC 2345.0900.0AC2
ID 36864; MAC 234A.F0F2.A023
ID 36864; MAC 67AE.A089.86A2
VLAN
แยก Broadcast Domain ออกภายใน
Switch ต ัวเดียว
L2 Protocol
เหมือนก ับมีหลาย Switch ที่ไม่เชื่อมต่อก ันใน
ต ัวเดียว
สามารถทําการ Configure ได้ว่าจะแยก
อย่างไร
VLAN by Port (Static) กําหนดแต่ละ Port ตายตัวว่า
เป็นของ VLAN อะไร
Dynamic VLAN : ตาม MAC, IP, Protocol หรืออื่นๆ
กรณีนี้แต่ละ Port จะเปลี่ยน VLAN ตาม Condition ที่
กําหนด เราเรียกว่าเป็น Mobile Port
VLAN
VLAN 1 คือ Default VLAN ลบและ
สร้างไม่ได้
ทุก Port ถ้าไม่มีการกําหนดจะอยู่ใน
VLAN 1
VLAN Number = 12 Bit แต่ปกต ิการ
สร้าง จะให้หมายเลขระหว่าง VLAN 2 –
VLAN 4094
การเชื่อมต่อสอง VLAN ด้วยก ันต้องใช้
ความสามารถของ L3
VLAN สามารถแยก Physical NW ออก
จาก Logical NW
VLAN แบ่ง Switch เป็นหลายส่วน
Switch ปกติเมื่อไม่แบ่ง VLAN หรือไม่ใช่ Managed Switch Switch ต ัวเดียว ถูกแบ่งเป็น 3 VLAN
5/1
VLAN 100 VLAN 200 VLAN 1
5/2 5/3 5/4 5/5 5/6 5/7 5/8 5/9 5/10
5/11
5/12
5/13
5/14
5/15
5/16
5/17
5/18
5/19 5/21
5/22
5/23
5/24 5/9
5/20
VLAN 100
VLAN 200
VLAN 1
PC 1
PC 2
PC 3
PC 1
PC 2
PC 3
192.168.10.10/24 192.168.20.20/24 192.168.1.10/24
192.168.10.10/24
192.168.20.20/24
192.168.1.10/24
แต่ละ VLAN ถูกแยกออกจากก ัน เสมือนอยู่คนละ Switch จ ัดว่าอยู่คนละ Sub-network/Broadcast Domain ต้องใช้อุปกรณ์ Layer 3(Router) มาเชื่อมต่อ
VLAN
Manager
Dept.1
Dept.2
สอง Network สอง Server
ต ้องการแยกออกจากกัน
ลงทุน สอง Switch
ปัญหาในการย ้ายสถานที่
ต ้องวางสายใหม่สําหรับ
Network ของตัวเอง
VLAN
Manager
Dept.1
Dept.2
สอง Network สอง Server
ต ้องการแยกออกจากกัน
ใช ้ VLAN แก ้ปัญหา
ย ้ายที่ เชื่อมต่อกับ Port
ไหนของ Switch ก็ได ้
แค่ Configure Port ให ้ถูก VLAN
VLAN สามารถขยายผ่านมากกว่า
1 Switch
Room 1
Room 2
VLAN
VLAN
VLAN
VLAN
100
200
100
200
VLAN สามารถขยายผ่านมากกว่า
1 Switch
Room 1
Room 2
VLAN 100
VLAN 200
VLAN
VLAN
VLAN
VLAN
100
200
100
200
VLAN สามารถขยายผ่านมากกว่า
1 Switch
Room 1
Room 2
VLAN 100, 200
VLAN
VLAN
VLAN
VLAN
100
200
100
200
VLAN สามารถขยายผ่านมากกว่า
1 Switch
Room 1
Room 2
VLAN 100
VLAN 100, 200
VLAN
VLAN
VLAN
VLAN
100
200
100
200
VLAN สามารถขยายผ่านมากกว่า
1 Switch
Room 1
Room 2
VLAN 200
VLAN 100, 200
VLAN
VLAN
VLAN
VLAN
100
200
100
200
VLAN TAGGING
IEEE 802.1Q Standard
4 Byte เพิ่มในส่วนของ Header
12 Bit เป็น VLAN Number
ISL(Cisco)
Encapsulation
VLAN Tagging (IEEE 802.1Q)
Port ของ Switch จะต้องถูกกําหนดเป็น Tag
Port
เมื่อข้อมูลถูกส่งออกไปย ัง Tag Port จะมีการ
ใส่ Tag กําหนด VLAN
เมื่อข้อมูลมาถ ึง Tag Port จะถูกส่งไปย ัง
VLAN ตาม Tag และต ัว Tag จะถูกนําออก
VLAN Default ของ Port น ั้นจะไม่ถูกใส่ Tag
VLAN Number จะเป็น Local ยกเว ้นทํา
Tagging
อุปกรณ์บางยี่ห ้อจะมี Protocol สื่อสารระหว่าง
SW (Interswitch Protocol)
Communication Between
VLAN
Connect Through Router (L3)
Using L3 Switch ดีกว่า
VLAN Static vs Dynamic
เมื่อ VLAN ถูกกําหนดโดย Port ของ Switch
เราเรียก Static VLAN
อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับ Port ดังกล่าวจะถูกจับไปอยู่ใน
VLAN ที่กําหนด
แต่ถ้าเรากําหนดให้อุปกรณ์ที่มาเชื่อมก ับ Port ไปอยู่ใน VLAN ตามคุณสมบ ัติของอุปกรณ์
เช่น ตาม IP Address, MAC Address หรือ
ตามการ Authentication เราเรียก Dynamic
VLAN
Port ดังกล่าวจะเป็น “Mobile Port” และต ้องกําหนด
VLAN Rule ให ้
การกําหนด VLAN
หนึ่ง Subnet ให้เป็น หน ึ่ง VLAN
เมื่อเรากําหนด Topology เราได้
Subnet ของแต่ละ Network
กําหนด IP Address ให ้กับแต่ละ Subnet
กําหนด VLAN ให ้กับแต่ละ Subnet
ดังนั้นแต่ละ Subnet สามารถอยู่ร่วมกันบน Switch เดียวกันได ้
แต่ละ Subnet สามารถกระจาย ครอบคลุมหลาย
Switch ได ้
กล่าวคือ Logical Network(Diagram) และ Physical Network(Wiring Diagram) สามารถแยกจากกัน
Network จะประกอบด ้วยสอง Diagram
Spanning Tree and VLAN
เนื่องจากมาตรฐานของ Spanning Tree(802.1D)
น ั้นได้ต ั้งขึ้นมาก่อน VLAN ด ังน ั้นการทํา VLAN ใน
Network จะมีมากกว่า 1 Spanning Tree ไม่ได้ น่ัน
หมายถึงทุกๆ VLAN จะต้องมี Spanning Tree เดียว
ซึ่งถ้าทํา VLAN แบบ ง่ายๆจะไม่มีปัญหา แต่บางคร ั้ง
ถ้าเรามีการทํา Filter ของ Trunk Port อาจจะทําให้
บาง VLAN หลุดจาก Spanning Tree ได้
Cisco ได้เพิ่มส่วนของ Protocol ของ Spanning Tree ที่ทําให้สามารถมี Spanning Tree แยกสําหร ับ
แต่ละ VLAN ได้ แต่ก็ใช้ได้ก ับ Switch ของ Cisco เท่าน ั้น อย่างไรก็ตามมาตรฐานใหม่ของ IEEE คือ
IEEE 802.1s ซึ่งเป็นมาตรฐานสําหร ับ Multiple Spanning Tree(MST) จะยอมให้มีหลาย Spanning Tree ได้
WAN Technologies
ในการเชื่อมต่อระยะไกล, Ethernet
Technologies ไม่สามารถนํามาใช้ได้
IP เป็น WAN แต่อยู่ใน Layer 3 ด ังน ั้น
ต้องการ Layer 2 และ Layer 1 เป็นต ัวนํา IP
Packet
IP บน Ethernet ใช ้ได ้ใน LAN เท่านั้น
ในการส่งไกลกว่านั้น ต ้องหา WAN Technologies มานํา
IP Packet
IP บรรจุใน WAN Layer 2 ส่งผ่าน Layer 1 (HDLC, FR, SDH, MPLS, ATM ผ่าน Modem, Fiber, …)
IP บรรจุใน Layer 3 WAN Frame เช่นใน X.25
WAN
Connection
Connect to ISP
Router
Modem
Modem
Leased Line
Router
ISP
(IP Network)
Note: ปัจจุบัน Technology ของ Ethernet สามารถส่งได ้ไกลขึ้น
ทําให ้เราขยาย LAN ได ้ในระยะทางหลายสิบ กม. แต่เราไม่สามารถเดินสายได ้เอง
ยังคงต ้องพึ่ง Public Network
WAN Technologies
PPP (Point-to-Point Protocol)
นิยมใช้ในปัจจุบ ัน สําหร ับเป็น Data Link Protocol ใน
การเชื่อมต่อโดยตรงระหว่าง Node (Point-to-Point)
ใช้ได้ผ่าน Physical Link หลายแบบ เช่น Serial Cable, Phone Line, Cell Phone, SONET โดยที่
ISP ส่วนใหญ่จะใช้สําหร ับลูกค้าที่จะ Dial-Up Access ก ับ Internet
มาแทนที่ Protocol เก่าได้แก่
SLIP (Serial Line Internet Protocol)
LAPB ใน X.25
ถูกออกแบบมาให้ใช้ก ับ Network Layer ต่างๆ
รวมถึง IP
ย ังถูกใช้เป็น Protocol ในการเชื่อมต่อ Broadband ด้วย ใน PPPoE และ PPPoA
PPP
Frame
Size
Field Name
Description
(bytes)
Flag
1
Flag: Indicates the start of a PPP frame. Always has the value “01111110” binary (0x7E hexadecimal, or 126 decimal).
Address: In HDLC this is the address of the destination of the frame. But in PPP we are dealing with a direct link between Address
1
two devices, so this field has no real meaning. It is thus always set to “11111111” (0xFF or 255 decimal), which is equivalent to a broadcast (it means “all stations”).
Control
1
Control: This field is used in HDLC for various control purposes, but in PPP it is set to “00000011” (3 decimal).
Protocol
2
Protocol: Identifies the protocol of the datagram encapsulated in the Information field of the frame. See below for more information on the Protocol field.
Information: Zero or more bytes of payload that contains either data or control information, depending on the frame type.
Information
Variable
For regular PPP data frames the network-layer datagram is encapsulated here. For control frames, the control information fields are placed here instead.
Padding
Variable
Padding: In some cases, additional dummy bytes may be added to pad out the size of the PPP frame.
Frame Check Sequence (FCS): A checksum computed over the frame to provide basic protection against errors in transmission. This is a CRC code similar to the one used for other layer two protocol error protection schemes such as FCS
2 (or 4)
the one used in Ethernet. It can be either 16 bits or 32 bits in size (default is 16 bits).
The FCS is calculated over the Address, Control, Protocol, Information and Padding fields.
Flag
1
Flag: Indicates the end of a PPP frame. Always has the value “01111110” binary (0x7E hexadecimal, or 126 decimal).
Broad-band
(ADSL)
Application
FTP
SMTP
HTTP
…
DNS
…
Transport
TCP
UDP
Network
IP
IPv6
PPPoE
PPP
Network access
PPPoE
Ethernet
PPPoE
ADSL
Modem
PSTN(SDH)
DSLAM
Internet
ADSL
Splitter
RAS
Switch
Importance Ethernet
Standards
Ethernet
Standard
Date
Description
Experimental
2.94 Mbit/s (367 kB/s) over coaxial cable (coax) Ethernet
1973[1]
bus
10 Mbit/s (1.25 MB/s) over thick coax. Frames have Ethernet II
a Type field. This frame format is used on all forms (DIX v2.0)
1982
of Ethernet by protocols in the Internet protocol suite.
10BASE5 10 Mbit/s (1.25 MB/s) over thick coax.
IEEE 802.3
Same as Ethernet II (above) except Type field is standard
1983
replaced by Length, and an 802.2 LLC header
follows the 802.3 header. Based on the CSMA/CD
Process.
802.3a
10BASE2 10 Mbit/s (1.25 MB/s) over thin Coax
1985
(a.k.a. thinnet or cheapernet)
802.3i
1990
10BASE-T 10 Mbit/s (1.25 MB/s) over twisted pair
802.3j
1993
10BASE-F 10 Mbit/s (1.25 MB/s) over Fiber-Optic
Importance Ethernet Standards
Ethernet
Standard
Date
Description
100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX Fast
802.3u
1995
Ethernet at 100 Mbit/s (12.5 MB/s)
w/autonegotiation
802.3x
Full Duplex and flow control; also incorporates DIX
1997
framing, so there's no longer a DIX/802.3 split
802.3ab
1000BASE-T Gbit/s Ethernet over twisted pair at 1
1999
Gbit/s (125 MB/s)
802.3ad
Link aggregation for parallel links, since moved to
2000
IEEE 802.1AX
10 Gigabit Ethernet over fiber; 10GBASE-SR,
802.3ae
2002
10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-SW, 10GBASE-
LW, 10GBASE-EW
802.3af
2003
Power over Ethernet (15.4 W)
802.3an
10GBASE-T 10 Gbit/s (1,250 MB/s) Ethernet over
2006
unshielded twisted pair (UTP)
802.3at
2009
Power over Ethernet enhancements (25.5 W)
Ethernet
Standard
Date
Description
40 Gbit/s and 100 Gbit/s Ethernet. 40 Gbit/s over 1m 802.3ba
backplane, 10 m Cu cable assembly (4x25 Gbit or 10x10 Gbit
2010
lanes) and 100 m of MMF and 100 Gbit/s up to 10 m of Cu cable assembly, 100 m of MMF or 40 km of SMF respectively
MIB definitions for Ethernet. It consolidates the Ethernet 802.3.1
related MIBs present in Annex 30A&B, various IETF RFCs,
2011
and 802.1AB annex F into one master document with a machine readable extract. (workgroup name was P802.3be)
802.3bm 2015
100G/40G Ethernet for optical fiber
802.3bq
~Feb
40GBASE-T for 4-pair balanced twisted-pair cabling with 2
2016
connectors over 30 m distances
802.3bs
400 Gbit/s Ethernet over optical fiber using multiple 25G/50G
~ 2017 lanes
802.3by
~Sep
2016
25G Ethernet
802.3bz
2.5 Gigabit and 5 Gigabit Ethernet over twisted pair -
TBD
2.5GBASE-T and 5GBASE-T
HW1 Due Next Week
ให้น ักศึกษา Download HW 1, Week 2
ทําการพิมพ์คําถามบนกระดาษ A4 จากน ั้นให้ทําการบ้าน
ลงในกระดาษที่พิมพ์ ด้วยการเขียนเท่าน ั้น(ห้ามพิมพ์) และส่งต้นช่ัวโมง ส ัปดาห์ถ ัดไป
อย่าลืมใส่ชื่อ รห ัส และ Section ในหน้าแรก
End of Review Part I+II
Next Week
Internet Concept
IP Address