- Network+ Guide to Networks6th Edi

- Network+ Guide to Networks
6th Edition
- Chapter 5
- Topologies and Ethernet Standards
- Objectives
- Describe the basic and hybrid LAN topologies, and their uses, advantages, and disadvantages
- Describe the backbone structures that form the foundation for most networks
- Compare the different types of switching used in data transmission
- Explain how nodes on Ethernet networks share a communications channel
- Identify the characteristics of several Ethernet standards
- Simple Physical Topologies
- Physical topology: physical layout of the media, nodes, and devices on a network
- It does not specify:
- Device types
- Connectivity methods
- Addressing schemes
- Fundamental shapes
- Bus, ring, star
- Hybrid
- Bus
- Bus topology
- Single cable
- Connects all network nodes
- No intervening connectivity devices
- One shared communication channel (bus)
- Physical medium
- Coaxial cable (Thinnet & Thicknet)
- Passive topology: each node passively listens for, then accepts, data directed to it
- Uses broadcast to send
- Bus (cont’d.)
- Terminators
- 50-ohm resistors
- Stop signal at end of wire
- Used to prevent signal bounce
- Signal bounce
- Signal travels endlessly between two network ends
- One end grounded
- Removes static electricity that could adversely affect the signal
- Bus (cont’d.)
- Bus topology advantage
- Relatively inexpensive
- Disadvantages
- Does not scale well
- Not very fault tolerant

- Ring
- Ring topology
- Node connects to nearest two nodes
- Circular network
- Clockwise data transmission
- One direction (unidirectional) around ring
- Active topology: All workstations participates in data delivery (act as a repeater) vs. broadcasts (Bus)
- Physical medium
- Twisted pair or fiber-optic cabling
- Ring (cont’d.)
- Drawbacks
- Malfunctioning workstation can disable network
- Not very flexible or scalable
- Star
- Star topology: Nodes connects through a central connectivity device
- Router or Switch (many years ago hubs were used)
- Physical medium
- Twisted pair or fiber-optic cabling
- Single cable connects only two devices
- Advantage
- Fault tolerant
- Flexible
- Star (cont’d.)
- Most popular fundamental topology layout
- Modern Ethernet networks based on star topology
- 1024 addressable logical network nodes maximum
- Hybrid Topologies
- Pure bus, ring, star topologies
- Rarely exist because they can be too restrictive
- Hybrid topology
- More likely
- Complex combination of pure topologies
- Star-Wired Ring
- Star-wired ring topology
- Star physical topology
- Ring logical topology
- Benefit
- Star fault tolerance
- Token Ring networks
- IEEE 802.5
- Multistation Access Unit (MAU) creates a logical ring

- Star-Wired Ring (cont’d.)
- Star-Wired Bus
- Star-wired bus topology
- Workstation groups
- Star-connected devices
- Networked via single bus
- Advantage
- Covers longer distances
- Easily interconnect or isolate different network segments
- Basis for modern Ethernet networks
- Star-Wired Bus (cont’d.)
- Logical Topologies
- Refers to way data transmitted between nodes
- Rather than physical layout
- Does not necessarily match physical topology
- Most common logical topologies: bus & ring
- Broadcast domain
- All nodes connected to single repeating device or switch
- Switches can be configured to separate broadcast domains
- Backbone Networks
- Cabling connecting hubs, switches, & routers (connectivity devices)
- Usually higher layer switches & routers
- Typically have more throughput
- Large organizations
- Fiber-optic backbone
- Enterprise-wide network backbones
- Complex, difficult to plan
- Enterprise: refers to an entire organization, including local and remote offices, a mixture of computer systems, and a number of departments
- Serial Backbone
- Simplest backbone
- Two or more devices
- Connect using single medium in daisy-chain fashion
- Daisy-chain
- Linked series of devices together
- Low-cost LAN infrastructure expansion
- Easily attach additional switches (connectivity devices)
- Modern networks of any size don’t depend on simple serial backbones. Instead, they use a more scalable and fault-tolerant framework such as a distributed backbone
- Serial Backbone (cont’d.)
- Backbone components
- Could daisy chain Gateways & Routers
- Distributed Backbone
- Connectivity devices: connected to one or more central connectivity devices, such as switches or routers, in a hierarchy
- Benefit
- Simple expansion
- A more complicated distributed backbone
- Connects multiple LANs using routers
- Distributed Backbone (cont’d.)
- Additional benefits
- Workgroup segregation
- Drawback
- Potential for single failure points, such as the connectivity devices at the uppermost layers
- Collapsed Backbone
- Uses a router or switch as the single central connection point for multiple subnetworks
- Highest layer
- Single router or switch with multiprocessors to handle the heavy traffic going through it
- Risk: Central router failure
- Routers may slow data transmission—because they cannot move traffic as quickly as switches
- Parallel Backbone
- Most robust network backbone
- More than one central router or switch connects to each network segment
- Requires duplicate connections between connectivity devices
- Advantage
- Redundant links
- Increased performance
- Better fault tolerance
- Switching
- Logical network topology component
- Determines connection creation between nodes
- Three methods
- Circuit switching
- Packet switching
- Multiprotocol label switching (MPLS)
- Circuit Switching
- Connection established between two network nodes
- Before transmitting data
- Dedicated bandwidth
- Data follows same initial path selected by switch
- Monopolizes bandwidth while connected
- Resource wasted
- Uses
- Live audio, videoconferencing
- Traditional telephone calls
- Packet Switching
- Most popular
- Breaks data into packets before transporting
- Packets
- Travel any network path to destination
- Need not follow each other
- Need not arrive in sequence
- Reassembled at destination
- Advantage of packet switching is that it does not waste bandwidth by holding a connection open until a message reaches its destination, as circuit switching does
- Ethernet and the Internet are examples of packet-switched networks
- MPLS (Multiprotocol Label Switching)
- Introduced by IETF in 1999
- Originally, MPLS was used by ISPs as a way to move traffic through their networks more quickly
- Offers potentially faster transmission than packet- or circuit-switched networks
- MPLS adds an MPLS label (shim) between Layer 3 and Layer 2 information
- MPLS labels can include prioritization information—QoS (quality of service)
- QoS is a means of sorting IP packets based on header information—i.e., what might be included in the MPLS header inserted as a label in a frame
- MPLS, (cont’d.)
- Addresses some limitations of traditional packet switching
- Without MPLS each router along the data’s path must interpret the IP datagram’s header to discover its destination address, and then perform a route lookup to determine where to forward the packet next—this slows up the transmission
- Using MPLS the first router adds one or more labels called a shim (MPLS label)
- MPLS Label (shim) include special addressing and sometimes prioritization information
- Routers then need only interpret the MPLS labels, which can point to exclusive, predefined data paths
- Offers potentially faster transmission than traditionally packet-switched or circuit-switched networks
- Router does not have to perform a route lookup—immediately knows where to forward the packets (predefined data paths)
- Well suited for WANs

- MPLS (cont’d.)
- Advantages
- Create end-to-end paths
- Addresses traditional packet switching limitations
- Better QoS (quality of service)
- Ethernet
- Most popular networking technology used on modern LANs
- Benefits
- Flexible
- Can run on various network media
- Offers excellent throughput at a reasonable cost
- All variations use a common access method:
- CSMA/CD
- CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
- Access method: controls how nodes access communication channel
- Carrier sense
- Ethernet NICs listen, wait until they detected (sense) that no other nodes are transmitting data
- Multiple access
- Several Ethernet nodes can simultaneously monitor traffic and access media
- CSMA/CD (cont’d.)
- Collision: when two nodes simultaneously check channel, determine it is free, begin transmitting data
- Collision detection
- Manner that nodes respond to a collision
- Requires collision detection routine
- Enacted if node detects a collision
- Jamming
- NIC issues 32-bit sequence
- Indicates previous message faulty
- CSMA/CD (cont’d.)
- Heavily trafficked network segments collisions are common
- Collision rate greater than 5 percent of all traffic is unusual and may point to a problematic NIC or poor cabling on the network
- Segment growth: large number of nodes can cause network performance issues
- CSMA/CD (cont’d.)
- Collision domain: is the portion of a network where collisions can occur
- Ethernet network design
- Repeaters or hubs repeat collisions
- Result in larger collision domain
- Switches and routers
- Separate collision domains
- CSMA/CD (cont’d.)
- Ethernet cabling distance limitations
- Effected by collision domains
- Data propagation delay
- Data travel time too long and CSMA/CD cannot identify collisions accurately
- 100 or 1000 Mbps networks
- Three segment maximum connected with two repeating devices
- 10 Mbps buses
- Five segment maximum connected with four repeating devices
- Ethernet Standards for Copper Cable
- IEEE Physical layer standards
- Specify how signals are transmitted to the media
- They differ significantly in signal encoding methods
- Encoding methods affect maximum throughput, segment length, wiring requirements
- Ethernet Standards for Copper Cable (cont’d.)
- 10Base-T
- 10 represents maximum throughput: 10 Mbps
- Base indicates baseband transmission
- T s

Kết quả (Việt) 2:

- Mạng + Hướng dẫn Networks
6 bản
- Chương 5
- Topo và tiêu chuẩn Ethernet
- Mục tiêu
- Mô tả các mạng LAN cơ bản và hybrid, và sử dụng, lợi thế của họ, và bất lợi
- Mô tả các cấu trúc xương sống tạo thành nền tảng cho hầu hết các mạng
- So sánh sự khác nhau loại chuyển mạch được sử dụng trong truyền dữ liệu
- Giải thích cách thức các nút trên mạng Ethernet chia sẻ một kênh thông tin liên lạc
- Xác định các đặc điểm của một số tiêu chuẩn Ethernet
- topo vật lý đơn giản
- topo vật lý: bố trí vật lý của các phương tiện truyền thông, các nút, và các thiết bị trên mạng
- Nó không chỉ định:
- loại thiết bị
- phương pháp kết nối
- chương trình biểu
- hình dạng cơ bản
- bus, nhẫn, sao
- hybrid
- bus
- bus topology
- cáp Single
- kết nối tất cả các nút mạng
- không có thiết bị kết nối can thiệp
- Một kênh thông tin liên lạc chia sẻ (xe buýt)
- vật lý trung
- cáp đồng trục (Thinnet & Thicknet)
- topo Passive: mỗi node thụ động lắng nghe, sau đó chấp nhận, dữ liệu hướng đến nó
- Sử dụng phát sóng để gửi
- Bus (tt.)
- Terminator
- điện trở 50 ohm
- Stop tín hiệu ở cuối dây
- Được sử dụng để ngăn chặn các tín hiệu bị trả lại
- tín hiệu bị trả lại
- tín hiệu đi vô tận giữa hai mạng kết thúc
- Một đầu nối đất
- Loại bỏ tĩnh điện có thể ảnh hưởng xấu đến tín hiệu
- Bus (tt.)
- Bus topology lợi thế
- Tương đối rẻ tiền
- Nhược điểm
- Có quy mô không tốt
- không có lỗi tolerant - ring - ring topology - Node kết nối với hai nút gần - Thông tư mạng - chiều kim đồng hồ truyền dữ liệu - Một hướng (một chiều) xung quanh chiếc nhẫn - Active topo: Tất cả các máy trạm tham gia giao dữ liệu ( hành động như một repeater) so với chương trình phát sóng (Bus) - vừa thể chất - xoắn đôi hoặc cáp sợi quang - ring (tt). - Hạn chế - máy trạm Trục trặc có thể vô hiệu hóa mạng - Không phải rất linh hoạt hoặc mở rộng - sao - Star topology: các nút kết nối thông qua một thiết bị kết nối trung tâm - Router hoặc switch (nhiều năm trước đây trung tâm đã được sử dụng) - vừa thể chất - xoắn đôi hoặc cáp sợi quang - cáp Single chỉ kết nối hai thiết bị - Advantage - Fault khoan dung - linh hoạt - Star (tt .) - phổ biến nhất cơ bản bố trí cấu trúc liên kết - mạng Ethernet hiện đại dựa trên topo sao - 1024 địa chỉ các nút mạng logic tối đa - topo lai - bus tinh khiết, nhẫn, topo sao - Hiếm khi tồn tại bởi vì chúng có thể là quá hạn chế - hybrid topology - Nhiều khả năng - sự kết hợp phức tạp của các topo tinh khiết - Star-dây ring - Star-dây ring topology - Star topology vật lý - ring logic topo - Phúc lợi - lỗi khoan dung sao - mạng token ring - IEEE 802,5 - Multistation Truy cập Unit (MAU) tạo ra một vòng logic - Star -Wired ring (tt.) - Star-dây bus - xe buýt topo sao có dây nhóm Workstation - - thiết bị sao kết nối - nối mạng qua xe buýt duy nhất - Advantage - Covers khoảng cách xa hơn - Dễ dàng kết nối hoặc cô lập các phân đoạn mạng khác nhau - Cơ sở mạng hiện đại Ethernet (. tt) - Star-dây bus - topo logic - Đề cập đến dữ liệu theo cách truyền giữa các nút - Thay vì bố trí vật lý - không nhất thiết phải phù hợp với vật lý topology - topo logic thông thường nhất: xe buýt & nhẫn - miền Broadcast - Tất cả các nút kết nối với thiết bị lặp đi lặp lại đơn hoặc chuyển đổi - chuyển mạch có thể được cấu hình với các lĩnh vực phát sóng riêng biệt - Backbone Networks - cáp kết nối hub, switch, và router (thiết bị kết nối) - lớp switch thường cao hơn & routers - thông thường có nhiều thông - Các tổ chức lớn - cáp quang đường trục - mạng xương sống doanh rộng - phức tạp, khó khăn để lập kế hoạch - doanh nghiệp: đề cập đến toàn bộ một tổ chức, bao gồm các văn phòng địa phương và từ xa, một hỗn hợp của các hệ thống máy tính, và một số phòng ban - serial backbone - xương sống đơn giản - Hai hoặc nhiều thiết bị hơn - kết nối sử dụng phương tiện duy nhất trong vòng hoa cúc thời trang - Daisy-chain - Liên kết loạt các thiết bị với nhau - chi phí thấp mở rộng cơ sở hạ tầng mạng LAN - Dễ dàng đính kèm tắc bổ sung (các thiết bị kết nối) - mạng lưới hiện đại kích thước bất kỳ không phụ thuộc vào đơn giản xương sống nối tiếp. Thay vào đó, họ sử dụng một khuôn khổ mở rộng và chịu lỗi như một xương sống phân tán - Backbone Serial (tt.) - Thành phần Backbone - Có thể daisy chuỗi Gateways & Router - Distributed Backbone - thiết bị kết nối: kết nối với một hoặc nhiều trung tâm kết nối thiết bị, chẳng hạn như switch hoặc router, trong một hệ thống phân cấp - Phúc lợi - đơn giản mở rộng - một xương sống phân phối phức tạp hơn - Kết nối nhiều mạng LAN sử dụng router - backbone phân tán (tt.) - các lợi ích khác - Workgroup phân biệt chủng tộc - Nhược điểm - tiềm năng cho thất bại duy nhất điểm, chẳng hạn như các thiết bị kết nối ở các lớp cao nhất - đã thu gọn Backbone - Sử dụng một router hoặc switch như điểm kết nối trung tâm duy nhất cho nhiều mạng con - lớp cao nhất - single router hoặc chuyển đổi với multiprocessors để xử lý lưu lượng nặng đi qua nó - rủi ro: thất bại bộ định tuyến trung ương - Bộ định tuyến có thể làm chậm truyền-vì dữ liệu mà họ không thể di chuyển giao thông nhanh như tắc - Parallel backbone - xương sống mạng mạnh mẽ nhất - hơn một bộ định tuyến trung ương hoặc chuyển đổi kết nối cho mỗi phân đoạn mạng - Yêu cầu kết nối trùng lặp giữa các thiết bị kết nối - Advantage - liên kết cần thiết - tăng hiệu suất - khả năng chịu lỗi tốt hơn - switching - Logical thành phần cấu trúc liên kết mạng - Xác định tạo kết nối giữa các nút - Ba phương pháp - chuyển mạch - chuyển mạch gói - Multiprotocol nhãn chuyển đổi giao thức (MPLS) - chuyển mạch - kết nối được thiết lập giữa hai nút mạng - Trước khi truyền dữ liệu - chuyên dụng băng thông - dữ liệu sau cùng con đường ban đầu bằng cách chuyển đổi được lựa chọn - độc quyền băng thông trong khi kết nối - tài nguyên bị lãng phí - Sử dụng - âm thanh sống, hội nghị truyền hình - các cuộc gọi điện thoại truyền thống - Packet Switching - phổ biến nhất - Break dữ liệu thành các gói trước khi vận chuyển - Các gói tin - Du lịch bất kỳ đường dẫn mạng đến đích - không Cần theo nhau - Cần không đến trình tự - tập hợp lại tại địa điểm - Ưu điểm của chuyển mạch gói tin là nó không lãng phí băng thông bằng cách giữ một kết nối mở cho đến khi một thông điệp đến được đích của nó, như chuyển mạch không - Ethernet và Internet là những ví dụ của mạng chuyển mạch gói - MPLS (Multiprotocol Label Switching) - được giới thiệu bởi IETF năm 1999 - Nguyên, MPLS đã được sử dụng bởi các ISP như là một cách để di chuyển giao thông qua mạng lưới của họ một cách nhanh chóng hơn - Cung cấp truyền tiềm năng nhanh hơn gói - hoặc mạng chuyển mạch kênh - MPLS cho biết thêm một nhãn MPLS (shim) giữa lớp 3 và lớp 2 thông tin - nhãn MPLS có thể bao gồm ưu tiên thông tin QoS (chất lượng dịch vụ) - QoS là một phương tiện để phân loại các gói tin IP dựa trên tiêu đề information- nghĩa là, những gì có thể được bao gồm trong tiêu đề MPLS đưa vào như là một nhãn hiệu trong một khung - MPLS, (tt.) - Địa chỉ một số hạn chế của chuyển mạch gói truyền thống - Nếu không có MPLS mỗi router dọc theo đường đi của dữ liệu phải giải thích tiêu đề gói tin IP của khám phá ra địa chỉ đích của nó, và sau đó thực hiện một tra cứu tuyến đường để xác định nơi để chuyển tiếp các gói tin tiếp theo này chậm lên truyền - Sử dụng MPLS router đầu tiên thêm một hoặc nhiều nhãn gọi là (nhãn MPLS) shim - MPLS Label (shim) bao gồm thông tin đặc biệt giải quyết và đôi khi ưu tiên - Router sau đó chỉ cần giải thích các nhãn MPLS, có thể trỏ đến độc quyền, đường dẫn dữ liệu được xác định trước - Cung cấp truyền khả năng nhanh hơn so với các mạng chuyển mạch kênh truyền thống chuyển mạch gói hay - Router không phải thực hiện một tra cứu tuyến đường -immediately biết nơi để chuyển tiếp các gói tin (đường dẫn dữ liệu được xác định trước) - Rất thích hợp cho mạng WAN - MPLS (tt.) - Ưu điểm - Tạo end-to-end đường - Địa chỉ hạn chế chuyển mạch gói truyền thống - Better QoS (chất lượng dịch vụ) - Ethernet - công nghệ kết nối mạng phổ biến nhất được sử dụng trên mạng LAN hiện đại - lợi ích - linh hoạt - có thể chạy trên mạng lưới truyền thông khác nhau - cung cấp thông lượng tuyệt vời với chi phí hợp lý - Tất cả các biến thể sử dụng một phương pháp phổ biến truy cập: - CSMA / CD - CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access với Collision Detection) - phương pháp truy cập: điều khiển cách kênh các nút truy cập thông tin liên lạc - Carrier nghĩa - Ethernet NIC lắng nghe, chờ đợi cho đến khi họ phát hiện (ý thức) mà không có các nút khác đang truyền tải dữ liệu - nhiều quyền truy cập - Một số nút Ethernet có thể đồng thời theo dõi lưu lượng và truy cập phương tiện truyền thông - CSMA / CD (tt.) - collision: khi hai nút cùng một lúc kiểm tra kênh, xác định nó là miễn phí, bắt đầu truyền dữ liệu - phát hiện va chạm - Cách thức mà các nút ứng phó với một vụ va chạm - Yêu cầu thường xuyên phát hiện va chạm - Ban hành nếu nút phát hiện một vụ va chạm - Jamming - NIC hành chuỗi 32-bit - chỉ thông báo trước đó bị lỗi - (. tt) CSMA / CD - nặng nề buôn bán mạng phân đoạn va chạm rất phổ biến - tỷ lệ va chạm lớn hơn 5 phần trăm của tất cả các giao thông là không bình thường và có thể chỉ để một NIC có vấn đề hoặc cáp nghèo trên mạng - tăng trưởng Segment: số lượng lớn các nút có thể gây ra vấn đề hiệu suất mạng - CSMA / CD (tt.) - Collision domain: là một phần của một mạng, nơi va chạm có thể xảy ra - mạng Ethernet thiết kế - lặp hoặc hub lặp lại va chạm - Kết quả trong phạm vi của vụ va chạm lớn hơn - thiết bị chuyển mạch và định tuyến - Tách tên miền va chạm - CSMA / CD (tt.) - Ethernet hạn chế khoảng cách cáp - thực hiện bởi lĩnh vực va chạm - dữ liệu tuyên truyền chậm trễ - dữ liệu thời gian đi quá dài và CSMA / CD không thể xác định va chạm chính xác - 100 hoặc 1000 mạng Mbps - Ba phân khúc tối đa kết nối với hai thiết bị lặp đi lặp lại - 10 Mbps xe buýt - Năm đoạn tối đa kết nối với bốn thiết bị lặp đi lặp lại - tiêu chuẩn Ethernet cho Copper Cable - IEEE tiêu chuẩn lớp vật lý - xác định cách tín hiệu được truyền đến các phương tiện truyền thông - Họ khác biệt đáng kể trong các phương pháp mã hóa tín hiệu - phương pháp mã hóa ảnh hưởng đến thông lượng tối đa, chiều dài phân đoạn, các yêu cầu hệ thống dây điện (. tt) - Tiêu chuẩn Ethernet cho Copper Cable - 10Base-T - 10 đại diện cho thông lượng tối đa: 10 Mbps - cơ sở chỉ truyền baseband - T s