sit-01a (1087903), страница 3
Текст из файла (страница 3)
• поле начала фрейма (Frame Start);
• поле адреса (Address field);
• поле длины/типа/управляющее (Length/Type/Control field);
• поле данных (Data field);
• поле контрольной последовательности фрейма (Frame Check Sequence - FCS).
Поля фрейма
Поле начала фрейма
После того как компьютеры подключены к физической среде передачи, для каждого из них должен существовать способ привлечь внимание всех остальных, для того чтобы широковещательно передать некоторое сообщение, например, такое: "Внимание! В сеть поступает фрейм'". В различных технологиях для этого используются различные процедуры, однако, независимо от типа используемой технологии, все фреймы имеют начальную сигнальную последовательность байтов.
Поле адреса
Все фреймы содержат идентификационную информацию, такую, как адрес компьютера-отправителя (МАС-адрес) и адрес компьютера-получателя (МАС-адрес).
Поля длины и типа фрейма
Большинство фреймов имеют специализированные поля. В некоторых технологиях поле длины фрейма (Length field) указывает точную длину фрейма. В некоторых других имеется поле типа фрейма (Type field), указывающее протокол 3-го уровня, осуществляющий запрос. Во многих технологиях такие поля отсутствуют.
Поле данных
Целью отправки фреймов является передача данных более высокого уровня (в конечном итоге данных приложений пользователя) от компьютера-отправителя компьютеру-получателю. Пакет данных, который необходимо при этом доставить, включает само передаваемое сообщение (данные пользователя). Для того чтобы фрейм имел определенную минимальную длину, иногда в него добавляются байты-заполнители, не несущие смысловой нагрузки, В стандартных фреймах IЕЕЕ в поле данных включаются также байты подуровня управления логическим каналом (Logical Link Control - LLC). Следует помнить о том, что подуровень LLC добавляет управляющую информацию к данным сетевого протокола в пакет 3-го уровня для облегчения доставки пакета в пункт назначения. Таким образом, второй уровень взаимодействует с более высокими уровнями через подуровень LLC.
Поле контрольной последовательности фрейма
Все фреймы (а также содержащиеся в них биты, байты и поля) вследствие различных причин в процессе передачи могут повреждаться и к моменту поступления к получателю содержать ошибки. Поле контрольной последовательности фрейма (Frame Check Sequence - FCS) содержит значение, вычисленное на основе данных фрейма при его отправке компьютером-отправителем. При получении фрейма компьютер-получатель вновь вычисляет это значение и сравнивает его со значением FCS, содержащимся во фрейме. Если эти два значения не совпадают, то фрейм квалифицируется как ошибочный и отбрасывается.
Значение контрольной последовательности фрейма обычно вычисляется с помощью алгоритма проверки циклической избыточности (Cyclic Redundancy Check), который выполняет полиномиальные вычисления над данными фрейма.
6. Структура фрейма Ethernet.
На МАС-подуровне для всех скоростей передачи Ethernet (10/100/1000/10000 Мбит/с) структура фрейма практически одинакова. В версии полудуплексного Gigabit Ethernet 1000ВАSЕ-Т и в «W»-версиях 10 Гбит/с Ethernet есть некоторые особенности, связанные с синхронизацией, требующие изменений в обработке МАС-уровнем промежутков между фреймами, однако во всех остальных аспектах эти технологии аналогичны технологиям с другими скоростями. Однако на физическом уровне почти все версии Ethernet существенно отличаются друг от друга, и каждая скорость имеет свои собственные правила проектирования архитектуры сети.
Ethernet -фреймы спецификации IЕЕЕ 802.3
Кроме рассмотренного выше типа фрейма 802.2, существует более простой тип фрейма 802.3, разработанный Институтом IЕЕЕ. Что касается спецификации 802.2, то в современных локальных Ethernet -сетях она используется достаточно редко. На рис.6 показан базовый формат Ethernet -фрейма спецификации IЕЕЕ 802.3.
| Вычисление FCS | ||||||
| Преамбула 7 | Флаг SFD 1 | Получатель 6 | Отправитель 6 | Длина/ Тип 2 | Данные Заполнитель От 46 до 1550 | Поле FCS 4 |
Рис. 6 Структура фрейма Ethernet спецификации 802.3 Института IЕЕЕ
В табл.2 для каждого поля Ethernet -фрейма 802.3 приведены размер в октетах и название поля.
Таблица 2. Поля фрейма Ethernet IЕЕЕ 802.3
| Размер поля в октетах | Поле фрейма |
| 7 | Преамбула |
| 1 | Флаг начала фрейма (Start Frame Delimiter – SFD) |
| 6 | МАС-адрес получателя |
| 6 | МАС-адрес получателя |
| 2 | Поле длина/тип |
| 46 to 100 | Данные и/или биты заполнения |
| 4 | Контрольная последовательность фрейма (FSC), циклическая контрольная сумма (CRC) |
Поля Ethernet-фрейма.
- Преамбула (Preamble). Это поле содержит набор чередующихся нулей и единиц, которые использовались для временной синхронизации и асинхронной реализации технологии Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с и в более медленных. Высокоскоростные версии технологии Ethernet являются синхронными, поэтому эта информация синхронизации избыточна, однако сохраняется для совместимости с предыдущими версиями. Преамбула имеет длину семь октетов и представляется следующим бинарным набором:
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010.
- Флаг начала фрейма (Start Frame Delimiter). Это поле имеет длину один октет и отмечает конец информации синхронизации. Оно представляется двоичным значением 10101011. В старой DIX - версии технологии Ethernet этот октет был последним в восьмиоктетной преамбуле. Хотя в ней первые восемь октетов были описаны иначе, чем в версии Ethernet Института IЕЕЕ, вышеупомянутое значение и его использование были такими же. Следует также отметить, что информация синхронизации, представленная в преамбуле и поле SFD. отбрасывается и не принимается в расчет, когда речь идет о минимальном и максимальном размерах фрейма.
- Адрес получателя (Destination Address). Это поле содержит шестиоктетный МАС-адрес получателя. Адрес получателя может быть адресом одноадресатной рассылки (отдельный узел), многоадресатной рассылки (группа узлов) или широковещательным (рассылка всем узлам).
- Адрес отправителя (Source Address). Это поле содержит шестиоктетный МАС-адрес отправителя. Предполагается, что адрес отправителя может быть только одноадресатным идентификатором передающей Ethernet-станции. Однако все чаще применяются виртуальные протоколы, которые иногда используют конкретный МАС-адрес для идентификации виртуального объекта.
В старых спецификациях технологии Ethernet МАС-адреса могли состоять из двух или шести октетов, при условии, что этот размер был одинаковым для всех станций широковещательного домена (broadcast domain). Двухоктетная адресация была явным образом исключена параграфом 3.2.3 версии стандарта 802.3, принятой в 1998 году, и с тех пор в Ethernet-версии 802,3 не поддерживается.
- Длина/Тип (Length/Type). Если это значение меньше десятичного числа 1536 (или шестнадцатеричного 0600), то оно указывает длину фрейма. Интерпретация поля как длины используется в тех случаях, когда уровень LLC обеспечивает идентификацию протокола.
• Тип фрейма (тип Ethernet). Поле типа фрейма (Туре) указывает протокол более высокого уровня, которому будут переданы данные после окончания обработки на уровне Ethernet/
• Длина фрейма (длина IЕЕЕ 802.3). Поле длины фрейма указывает количество байтов данных, которые следуют за этим полем. Если это значение равно или больше десятичного числа 1536 (пли шестнадцатеричного 0600), то оно указывает тип протокола, и в этом случае содержимое поля данных декодируется согласно указанному протоколу.
- Данные и биты заполнения (Data and Pad field). Это поле может иметь произвольную длину, не превосходящую максимально допустимый размер фрейма. Максимальный блок, передачи (MTU) для технологии Ethernet составляет 1500 октетов, и объем данных не должен превосходить это значение. На содержимое этого поля не накладываются никакие условия. Заполнитель произвольного вида вставляется сразу после данных пользователя в том случае, когда пользовательских данных недостаточно для достижения фреймом минимальной длины. Согласно параметрам структуры фрейма, длина поля данных должна находиться в интервале от 46 до 1500 октетов. В действительности спецификация Ethernet не налагает это условие. От фрейма требуется, чтобы его длина была не менее 64 октетов и не более 1518 октетов, а размер поля данных строго не задан. Пользователю предлагается самостоятельно вычислить размер поля данных путем вычитания из полного размера фрейма длину всех остальных полей. Если используются требуемые в настоящее время шестиоктетные МАС-адреса, то размер поля данных будет находиться в диапазоне от 46 (при необходимости добавляется заполнитель) до 1500 октетов.
- Данные (IЕЕЕ 802.3). После того как обработка фрейма на физическом и канальном уровнях завершена, данные передаются протоколу более высокого уровня, который должен быть определен в поле данных фрейма. Если данных фрейма недостаточно для того. чтобы он имел минимальный размер 64 байта, то добавляются байты заполнителя, с тем чтобы фрейм имел длину как минимум 64 байта.
- Контрольная последовательность фрейма (Frame Check Sequence – FCS). Эта последовательность содержит четырехбайтовое значение циклического избыточного кода (CRC), которое вычисляется посылающим фрейм устройством, а затем повторно вычисляется получающим этот фрейм устройством для проверки того, не был ли фрейм поврежден в процессе передачи. В это четырехоктетное поле помещается результат выполнения алгоритма проверки CRC. Передающая станция вычисляет контрольную сумму для передаваемого фрейма, а полученное значение вставляется за полем данных (или за битами заполнения). Приемная станция (станции) выполняет те же вычисления и сравнивает новую контрольную сумму с находящейся в конце пересылаемого фрейма. Если эти два значения совпадают, фрейм считается полноценным. Для вычисления контрольной суммы используются значения всех полей, начиная с поля адреса получателя и заканчивая полем данных, как показано на рис.7.
Поскольку повреждение даже одного бита в любом месте, начиная от поля адреса получателя до поля FSC, приводит к неравенству контрольных сумм, при вычислении контрольной суммы используется и она сама. Вследствие этого невозможно отличить случай повреждения поля контрольной суммы от случая повреждения любого предшествующего поля, используемого при вычислении FSC.
7. Принцип работы сети Ethernet.
В тех случаях, когда нескольким станциям (узлам) необходимо получить доступ к физической среде и к другим сетевым устройствам, могут быть использованы различные методы управления доступом.
Несмотря на огромную историческую важность и большое практическое значение метода CSMA/CD на начальной стадии развития технологии Ethernet, в настоящее время его значение несколько уменьшается по двум причинам:
• при использовании кабеля UTP с четырьмя парами имеются отдельные пары для передачи (Тх) и приема (Rх), что потенциально делает медный кабель UТР свободным от коллизий и позволяет работать в дуплексном режиме, в зависимости от того, размещен ли он в совместно используемой среде (в сети с концентраторами) или в коммутируемой;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
