TCP-IP BY FOROUZAN

1. CChhaapptteerr 33
UUnnddeerrllyyiinngg TTeecchhnnoollooggyy
Objectives
Upon completion you will be able to:
• Understand the different versions of wired Ethernet
• Understand wireless Ethernet
• Understand the types of point-to-point WANs
• Understand the types of switched WANs, especially ATM
• Differentiate between repeaters, bridges, routers, and hubs
TCP/IP Protocol Suite 1

2. Figure 3.1 Internet model
TCP/IP Protocol Suite 2

3. 3.1 Local Area Networks
AA llooccaall aarreeaa nneettwwoorrkk ((LLAANN)) iiss aa ddaattaa ccoommmmuunniiccaattiioonn ssyysstteemm tthhaatt aalllloowwss
aa nnuummbbeerr ooff iinnddeeppeennddeenntt ddeevviicceess ttoo ccoommmmuunniiccaattee ddiirreeccttllyy wwiitthh eeaacchh
ootthheerr iinn aa lliimmiitteedd ggeeooggrraapphhiicc aarreeaa ssuucchh aass aa ssiinnggllee ddeeppaarrttmmeenntt,, aa ssiinnggllee
bbuuiillddiinngg,, oorr aa ccaammppuuss.. AA llaarrggee oorrggaanniizzaattiioonn mmaayy nneeeedd sseevveerraall ccoonnnneecctteedd
LLAANNss..TThhee mmoosstt ppooppuullaarr LLAANNss aarree EEtthheerrnneett aanndd wwiirreelleessss LLAANNss.. WWee
bbrriieeffllyy rreevviieeww tthheessee tteecchhnnoollooggiieess iinn tthhiiss sseeccttiioonn..
TThhee ttooppiiccss ddiissccuusssseedd iinn tthhiiss sseeccttiioonn iinncclluuddee::
WWiirreedd LLAANNss:: EEtthheerrnneett
WWiirreelleessss LLAANNss:: IIEEEEEE 880022..1111
TCP/IP Protocol Suite 3

4. Figure 3.2 CSMA/CD
TCP/IP Protocol Suite 4

5. Figure 3.3 Ethernet layers
TCP/IP Protocol Suite 5

6. Figure 3.4 Ethernet frame
TCP/IP Protocol Suite 6

7. Figure 3.5 Ethernet implementations
TCP/IP Protocol Suite 7

8. Figure 3.6 Fast Ethernet implementations
TCP/IP Protocol Suite 8

9. Figure 3.7 Gigabit Ethernet implementations
TCP/IP Protocol Suite 9

10. Figure 3.8 BSSs
TCP/IP Protocol Suite 10

11. Figure 3.9 ESS
TCP/IP Protocol Suite 11

12. Figure 3.10 Physical layer
TCP/IP Protocol Suite 12

13. Figure 3.11 FHSS
TCP/IP Protocol Suite 13

14. Figure 3.12 DSSS
TCP/IP Protocol Suite 14

15. Figure 3.13 MAC layers in IEEE 802.11 standard
TCP/IP Protocol Suite 15

16. Figure 3.14 CSMA/CA
TCP/IP Protocol Suite 16

17. Figure 3.15 Frame
TCP/IP Protocol Suite 17

18. TTaabbllee 33..11 AAddddrreesssseess iinn IIEEEEEE 880022..1111
TCP/IP Protocol Suite 18

19. 3.2 Point-to-Point WANs
A second type of network we encounter in the Internet iiss tthhee ppooiinntt--ttoo--
ppooiinntt wwiiddee aarreeaa nneettwwoorrkk.. AA ppooiinntt--ttoo--ppooiinntt WWAANN ccoonnnneeccttss ttwwoo rreemmoottee
ddeevviicceess uussiinngg aa lliinnee aavvaaiillaabbllee ffrroomm aa ppuubblliicc nneettwwoorrkk ssuucchh aass aa tteelleepphhoonnee
nneettwwoorrkk.. WWee ddiissccuussss tthhee pphhyyssiiccaall aanndd ddaattaa lliinnkk llaayyeerrss ooff tthheessee
tteecchhnnoollooggiieess hheerree....
TThhee ttooppiiccss ddiissccuusssseedd iinn tthhiiss sseeccttiioonn iinncclluuddee::
PPhhyyssiiccaall LLaayyeerr
DDaattaa LLiinnkk LLaayyeerr
TCP/IP Protocol Suite 19

20. Figure 3.16 56K modem
TCP/IP Protocol Suite 20

21. NNoottee::
ADSL is an asymmetric communication
technology designed for residential users;
it is not suitable for businesses.
TCP/IP Protocol Suite 21

22. Figure 3.17 Bandwidth division
TCP/IP Protocol Suite 22

23. Figure 3.18 ADSL and DSLAM
TCP/IP Protocol Suite 23

24. Figure 3.19 Cable bandwidth
TCP/IP Protocol Suite 24

25. Figure 3.20 Cable modem configurations
TCP/IP Protocol Suite 25

26. TTaabbllee 33..22 TT lliinnee rraatteess
TCP/IP Protocol Suite 26

27. TTaabbllee 33..33 SSOONNEETT rraatteess
TCP/IP Protocol Suite 27

28. Figure 3.21 PPP frame
TCP/IP Protocol Suite 28

29. 3.3 Switched WANs
The backbone networks in the Internet are uussuuaallllyy sswwiittcchheedd WWAANNss.. AA
sswwiittcchheedd WWAANN iiss aa wwiiddee aarreeaa nneettwwoorrkk tthhaatt ccoovveerrss aa llaarrggee aarreeaa ((aa ssttaattee oorr
aa ccoouunnttrryy)) aanndd pprroovviiddeess aacccceessss aatt sseevveerraall ppooiinnttss ttoo tthhee uusseerrss.. IInnssiiddee tthhee
nneettwwoorrkk,, tthheerree iiss aa mmeesshh ooff ppooiinntt--ttoo--ppooiinntt nneettwwoorrkkss tthhaatt ccoonnnneeccttss
sswwiittcchheess.. TThhee sswwiittcchheess,, mmuullttiippllee ppoorrtt ccoonnnneeccttoorrss,, aallllooww tthhee ccoonnnneeccttiioonn ooff
sseevveerraall iinnppuuttss aanndd oouuttppuuttss..
TThhee ttooppiiccss ddiissccuusssseedd iinn tthhiiss sseeccttiioonn iinncclluuddee::
XX..2255
FFrraammee RReellaayy
AATTMM
TCP/IP Protocol Suite 29

30. Figure 3.22 Frame Relay network
TCP/IP Protocol Suite 30

31. NNoottee::
ne A cell nettwwoorrkk uusseess tthhee cceellll aass tthhee bbaassiicc
uunniitt ooff ddaattaa eexxcchhaannggee.. AA cceellll iiss ddeeffiinneedd aass aa
ssmmaallll,, ffiixxeedd--ssiizzee bblloocckk ooff iinnffoorrmmaattiioonn..
TCP/IP Protocol Suite 31

32. Figure 3.23 ATM multiplexing
TCP/IP Protocol Suite 32

33. Figure 3.24 Architecture of an ATM network
TCP/IP Protocol Suite 33

34. Figure 3.25 Virtual circuits
TCP/IP Protocol Suite 34

35. NNoottee::
c Note that a virtual coonnnneeccttiioonn iiss ddeeffiinneedd bbyy
aa ppaaiirr ooff nnuummbbeerrss::
tthhee VVPPII aanndd tthhee VVCCII..
TCP/IP Protocol Suite 35

36. Figure 3.26 An ATM cell
TCP/IP Protocol Suite 36

37. Figure 3.27 ATM layers
TCP/IP Protocol Suite 37

38. NNoottee::
TThhee IIPP pprroottooccooll uusseess tthhee AAAALL55 ssuubbllaayyeerr..
TCP/IP Protocol Suite 38

39. NNoottee::
We will discuss IP over ATM in
Chapter 23.
TCP/IP Protocol Suite 39

40. 3.4 Connecting Devices
LANs or WANs do not normally operate in isolation. TThheeyy aarree ccoonnnneecctteedd
ttoo oonnee aannootthheerr oorr ttoo tthhee IInntteerrnneett.. TToo ccoonnnneecctt LLAANNss oorr WWAANNss,, wwee uussee
ccoonnnneeccttiinngg ddeevviicceess.. CCoonnnneeccttiinngg ddeevviicceess ccaann ooppeerraattee iinn ddiiffffeerreenntt llaayyeerrss ooff
tthhee IInntteerrnneett mmooddeell.. WWee ddiissccuussss tthhrreeee kkiinnddss ooff ccoonnnneeccttiinngg ddeevviicceess::
rreeppeeaatteerrss ((oorr hhuubbss)),, bbrriiddggeess ((oorr ttwwoo--llaayyeerr sswwiittcchheess)),, aanndd rroouutteerrss ((oorr
tthhrreeee--llaayyeerr sswwiittcchheess)).. RReeppeeaatteerrss aanndd hhuubbss ooppeerraattee iinn tthhee ffiirrsstt llaayyeerr ooff tthhee
IInntteerrnneett mmooddeell.. BBrriiddggeess aanndd ttwwoo--llaayyeerr sswwiittcchheess ooppeerraattee iinn tthhee ffiirrsstt ttwwoo
llaayyeerrss.. RRoouutteerrss aanndd tthhrreeee--llaayyeerr sswwiittcchheess ooppeerraattee iinn tthhee ffiirrsstt tthhrreeee llaayyeerrss
TThhee ttooppiiccss ddiissccuusssseedd iinn tthhiiss sseeccttiioonn iinncclluuddee::
RReeppeeaatteerrss
HHuubbss
BBrriiddggeess
RRoouutteerr
TCP/IP Protocol Suite 40

41. Figure 3.28 Connecting devices
TCP/IP Protocol Suite 41

42. Figure 3.29 Repeater
TCP/IP Protocol Suite 42

43. NNoottee::
A repeater ccoonnnneeccttss sseeggmmeennttss ooff aa LLAANN..
TCP/IP Protocol Suite 43

44. NNoottee::
A repeater ffoorrwwaarrddss eevveerryy bbiitt;;
iitt hhaass nnoo ffiilltteerriinngg ccaappaabbiilliittyy..
TCP/IP Protocol Suite 44

45. NNoottee::
A repeater is a regenerator, not an amplifier.
TCP/IP Protocol Suite 45

46. Figure 3.30 Function of a repeater
TCP/IP Protocol Suite 46

47. NNoottee::
A bridge has a table used in filtering
decisions.
TCP/IP Protocol Suite 47

48. Figure 3.31 Bridge
TCP/IP Protocol Suite 48

49. NNoottee::
A bridge does not change the physical
(MAC) addresses in a frame.
TCP/IP Protocol Suite 49

50. Figure 3.32 Learning bridge
TCP/IP Protocol Suite 50

51. NNoottee::
A router is a three-layer
(physical, data link, and network)
device.
TCP/IP Protocol Suite 51

52. NNoottee::
A repeater or aa bbrriiddggee ccoonnnneeccttss sseeggmmeennttss ooff
aa LLAANN..
AA rroouutteerr ccoonnnneeccttss iinnddeeppeennddeenntt LLAANNss oorr
WWAANNss ttoo ccrreeaattee aann iinntteerrnneettwwoorrkk ((iinntteerrnneett))..
TCP/IP Protocol Suite 52

53. Figure 3.33 Routing example
TCP/IP Protocol Suite 53

54. NNoottee::
A router changes the physical addresses
in a packet.
TCP/IP Protocol Suite 54