Ch 2 Review LAN

utg

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

previous page start