W zależności od standardu format ramki Ethernet (ramka) ma strukturę, zawiera mniej lub więcej pól informacji o modelach sieci. Podczas przesyłania danych, ramka o rozmiarze od 64 do 1518 bajtów jest odpowiedzialna za prawidłowe sformułowanie reguł i pomyślne przekazanie informacji odbiorcy.
Protokół został stworzony w latach 70. przez znanych producentów komputerów: DEC, Intel i Xerox. Pierwotnie nazywał się Ethernet DIX, a później - Thick Ethernet (gruby) dzięki zastosowaniu kabla koncentrycznego. Pod koniec lat osiemdziesiątych został zaktualizowany do formatu Ethernet 2, który obsługuje więcej funkcji i prędkości. Mniej więcej w tym samym czasie IEEE stworzył standardy dla sieci internetowych. W tym czasie skoczył prędkość: od 10 do 100 Mbit /s, dalej 1 Gbit /s, a dziś - 10 Gbit /s IEEE 802.3 AE.
Definicja formatu ramki
Ethernet jest protokołem wyboru w sieciach lokalnych, które reprezentują grupę powiązanych urządzeń i są względnie blisko siebie powiązane w ograniczonym obszarze. Istnieją czynniki, które odróżniają lokalne od globalnych sieci internetowych:
Mniejszy zasięg geograficzny.
Zasoby do szybkiego transferu danych.
Duża przepustowość od 100 Mb /s do 10 Gb /s wykorzystywana w zmodernizowanych sieciach.
Do podłączenia urządzeń nie jest wymagana łączność dzierżawiona lub dostawca usług internetowych.
LOM może być małym projektem biurowym lub zdalnym.
Aby wiedzieć, któryIstnieją rodzaje ramek Ethernetowych, trochę historii. Oryginalnie Ethernet został zaprojektowany do pracy na długim kablu koncentrycznym, który łączy wszystkie komputery w sieci. Ten typ nazywa się autobusem. Gdy jedna stacja przesłała dane, wszyscy inni je otrzymali. Został zaprojektowany w oparciu o fakt, że wszyscy usłyszą transmisję na odcinku przewodu używanego do połączenia. Stąd terminy "wiodący segment" i "domeny rozgłoszeniowe".
Domena domeny szerokiej obejmuje wszystkie przewody i komputery, które mogą się słyszeć, gdy jeden z komputerów ją transmituje. Segment drutu jest częścią drutu używanego do łączenia dwóch urządzeń. Ze względu na to, że sieci Ethernet składają się z domen rozgłoszeniowych, nie ma sygnału zegarowego, jak to często bywa w przypadku kolejnych połączeń. Zamiast tego system musi określić, czy przewód jest używany, a jeśli nie, wysłać wystarczającą ilość informacji, aby stacja zdalna mogła poprawnie zsynchronizować to połączenie. Mechanizm ten, w połączeniu z możliwością wykrywania innych komputerów, próbuje uzyskać dostęp do połączenia kablowego, jest sformalizowanym protokołem zwanym wykrywaniem wielokrotnego dostępu z nośnikiem CSMA /CD. W modelu OSI ramka znajduje się na poziomie kanału i jest odpowiedzialna za bezbłędną transmisję i dystrybucję strumienia bitów do bloków. Pierwsza wersja Ethernetu I była oparta na 16-bitowych polach. Nowoczesny format ramki Ethernet został po raz pierwszy wykorzystany w strukturze Ethernet II, zanim Instytut Inżynierów Elektryków i Elektronów opracował standardowy protokół IEEE802,3, z których pierwszy w 1983 roku stał się 3raw.
Podzespoły LAN
Sieć lokalna - tradycyjna pożywka do łączenia użytkowników i wykorzystanie zasobów w postaci danych, aplikacji i innych funkcji urządzeń wejściowych i wyjściowych, takich jak aparaty fotograficzne, komputery, telewizory i drukarki. Jedną z najważniejszych funkcji, jaką mają, jest komunikacja z innymi. Poprzez domyślne bramki, a także przez routery i urządzenia peryferyjne WAN. LAN służy jako brama do globalnej sieci, która zapewnia bogactwo zasobów i możliwość łączenia się z partnerami, dostawcami w formacie ramki Ethernet. Obecnie sieci lokalne mogą obsługiwać różne systemy konsumenckie z małego biura z kilkoma urządzeniami podłączonymi do Internetu, do systemów łączących kilka budynków i tysiące użytkowników. Grupa zdalnych pracowników i użytkowników mobilnych jest uważana za rozszerzenie sieci korporacyjnej za pomocą wirtualnych linii prywatnych VPN. Schemat zapewni przejrzysty dostęp do scenariusza, w którym interakcja użytkownika i jego praca będą bardzo podobne do bezpośredniego połączenia z lokalną siecią przedsiębiorstwa. Typowe komponenty: punkty końcowe, komputery PC, serwery, telefony IP, konsola wideo i urządzenia sieciowe zapewniające skonsolidowane miejsce do połączenia. Na przykład przełączniki, routery łączące różne sieci w jednej strukturze, a czasem bardziej tradycyjne ośrodki jako media ogólne. Karty sieciowe i kable są również częścią tego projektu.
Struktura ramki Ethernet
W tym formacie wszystkie maszyny mogą określić kanał i ustalić obecność sygnałów z innych nadajników. To pozwala im wykrywać kolizje, co czyni ramkę częścią protokołu wykrywania. Komputer w tym czasie zaplanuje transfer zgodnie z losowym zegarem, który jest inny dla każdej maszyny. Tworzy to funkcjonalne środowisko, które na dłuższą metę zapewnia dobrą wydajność. Niektóre modele mogą być funkcjonalne, ale w przypadku złych schematów projektowych duża domena jest w konflikcie z bardzo dużą liczbą komputerów korzystających z tego samego kanału. Zwiększy to prawdopodobieństwo równoczesnej transmisji i możliwych kolizji, co z kolei doprowadzi do ogólnego spadku wydajności. Inne problemy związane są z wadliwym sprzętem, który wysyła błędy do sieci. Dlatego kolejną ważną funkcją dowolnego poziomu protokołu 2 jest kadrowanie. Ramka Ethernet to bity przenoszące pojemnik, które są przesyłane przez sieć z formatowaniem pól. Na przykład Ethernet 2 i IEEE 802.3 reprezentują sekwencję bitów używanych do synchronizowania dwóch współpracujących urządzeń i sekwencji weryfikacji używanej dla integralności, jak również adres odbiornika i źródłowy, adres MAC.
Local Area Networking
Kolejną ważną koncepcją w połączeniu Ethernet LAN jest objętość konkretnej transmisji. W jednym adresie jest tylko jedno miejsce docelowe - adres odbiorcy reprezentujący jeden komputer. Jest to najbardziej typowe podejście, a adres MAC jest unikalnyidentyfikator używany do wysyłania takich ramek. Jeśli protokoły i aplikacje wysyłają je do wszystkich urządzeń w sieci, wówczas używane są transmisje.
Rozsyłanie jest miejscem docelowym, które jest przetwarzane przez wszystkie urządzenia. Jest to wygodne w przypadku protokołów takich jak ARP, wymagających konwersji adresu IP na MAC bez informacji o właścicielu IP. Transmisja w trybie multiemisji znajduje się w połowie między transmisjami pojedynczego adresu i emisji. To nie jest jeden, a nie wszystkie miejsca docelowe to tylko określona grupa. Innymi słowy, jeśli maszyny należą do grupy, zostanie przypisana do danej transmisji lub pakietu. Jest to bardziej dynamiczne, ponieważ maszyny łączą się i opuszczają grupy szybko i sprawnie. Przykład aplikacji multiemisji: wideokonferencje, e-learning i inne multimedia z szerokim zasięgiem użytkowników. Adresy MAC są powiązane z dostawcą sprzętu. IEEE definiuje zakresy, aby zagwarantować wyjątkowość, która pozwala na ich modyfikację w określonych celach. Składa się z 24-bitowego unikalnego identyfikatora organizacyjnego lub OUI, który identyfikuje producenta sprzętu, niezależnie od tego, czy jest to karta sieciowa, czy port routera. Te 24 bity mają 2 bity o specjalnym znaczeniu:
Wskazanie, czy istnieje połączenie broadcast lub multicast. Zarządzany bit adresu jest powszechnie używany podczas zmiany adresu MAC.
24-bitowy adres stacji, która jest regulowana i koordynowana przez określonego dostawcę sprzętu.
Standardy LAN
Ethernet pod względem OSI odnosi się do poziomu kanału ima specyfikacje na poziomie fizycznym. Na przykład, 1 GB i 10 Gbit Ethernet będzie mieć specyfikacje na fizycznych poziomach i łącza do światłowodów i złączy dla wyższych prędkości. Protokół jest podzielony na 2 podpoziomy: środowisko kontroli dostępu i definicja adresu MAC jako forma identyfikacji urządzeń w sieci Ethernet. Podwarstwa, która kontroluje kanał logiczny, będzie współdziałać z wyższymi poziomami, gdy komponenty będą przetwarzać każdy pakiet, będą się odnosić do CSMA /CD.
Formaty ramek ramek Ethernet zapewniają adresowanie MAC i metodę dostępu o nazwie CSMA /CD lub system wielokrotnego dostępu do wykrywania awarii. Jest to metoda punktowa, która dzięki unikalnej technologii działa dla sieci Ethernet i umożliwia wszystkim komputerom przesyłanie sygnałów jednocześnie, w dowolnym czasie bez priorytetów, ponieważ każdy ma równy dostęp i jest częścią protokołu wielodostępu.
Klasyczny model VLAN
Ramka Ethernet II, znana również jako V2, jest najczęściej spotykana w Internecie. Obecnie większość aplikacji TCP /IP, takich jak HTTP, FTP, SMTP i POP3, przesyła pakiety w następujący sposób. Fizyczny format warstwy ramki Ethernet II.
Długość
Opis
Przebieg pośredni
Co najmniej 12 bajtów
Brak miejsca między dwiema ramkami. Oznacza to, że urządzenie musi odczekać ustawiony czas przed wysłaniem kolejnej ramki. Gwarantuje, że odbiorca ma wystarczająco dużo czasu, aby przetworzyć odebraną ramkę na inną, pozwalając na takie procesy jakustawienia wskaźnika bufora lub aktualizacje statystyk. Standardy Ethernet określają minimalną 12-bajtową długość ramki Ethernet. Interfejsy GE mogą zmniejszyć tę przerwę do 64 bitów. Interfejsy 10GE może zmniejszyć zasięg 40 bitów
preambule
7 bajt
preambuły powinny +101010101010101010101010 +101010101010101010101010 10101010 (binarne) jedynie siedem bajtów , , oznaczony ramek zawierających znacznik VLAN przypisać wirtualnej sieci LAN (VLAN), oddzielające struktury na poziomie fizycznym i logicznym. Oznacza to, że za pomocą podsieci VLAN można zaimplementować bez instalowania sprzętu. Aby zidentyfikować ramki VLAN, potrzebujesz pola Tag. Na poziomie fizycznym sieci VLAN działają poprzez przełączniki. W modelu OSI VLAN działa w warstwie łącza 2 i kontroluje przepływ danych. Dzięki sieciom VLAN sieć może stać się bardziej wydajna i współdzielona w podsieci. Informacje przetwarzane przez przełącznik odpowiadają wybranym ramkom. W polu Typ Tag przed wdrożeniem i korzysta z 4 bajtów, zwiększając minimalny rozmiar ramki Ethernet przez 4 bajty.
Synchronizacja komunikacji 802.3
Sposób się synchronizację strumienia bitów, który umożliwia nadajnik i odbiornik do synchronizowania łączności. Preambuła stanowi wzorzec przemienne 56 binarnych zer i jedynek. Nagłówek znajduje się bezpośrednio za separatorem początkowych klatek:
Ogranicznik początkowy - zawsze 10101011 i używany do wskazania początku informacji.
Docelowy adres MAC odbiera dane. Gdy karta (NIC) nasłuchuje na przewodzie, sprawdza to polewłasny własny MAC
Wyjście MAC Transmitter.
Długość ramki w bajtach. Chociaż to pole może zawierać dowolną wartość od 0 do 65534, rzadko przekracza 1500 dla większości połączeń szeregowych. Sieci zazwyczaj używają urządzeń sekwencyjnych w celu uzyskania dostępu do Internetu.
Wypełnianie danych (inaczej Payload).
Dane dodaje się tutaj. Jest to miejsce, w którym nagłówek IP i inne informacje są wyświetlane, jeśli używasz IP przez Ethernet. To pole zawiera informacje o IPX podczas korzystania z protokołu IPX /SPX (Novell).
w postaci ramki nastawianej Ethernet 802 3 zawiera cztery specyficzne pola DSAP - punkt dostępowy powoływania SSAP - Dostęp źródło Poiont CTRL - bity komunikacie kontrolnym Ethernet tak, PIP - na poziomie interfejsu sieciowego.
FCS - Frame Check Sequence zawiera, oblicza się stosując kod cyklicznej kontroli zbędny (CRC) Błąd i może wykryć i odrzucić ramkę jeśli występuje uszkodzony.
Ta wersja pakietu otrzymał 802.3 niefortunna nazwa «Ethernet 802.3», został wydany przez firmę Novell do szerokiego zastosowania standardów i popularnej IEEE 802.3 IPX /SPX, co niestety doprowadziło do częstych nieporozumień z normą. W przeciwieństwie do tradycyjnego modelu Ethernet II określa dokładną sekwencję bitów zakończenia ramki do SFD. To identyfikuje pakiet danych jako standard 802.3 dla odbiorcy. Ramy nie zawierają surowe identyfikator protokołu 802.3, ponieważ mogą one być wykorzystywane tylko dla Novell IPX. Ponadto przesyłana informacja jest zawsze poprzedzana 2 bajtami, które składają się z jednostek. To jedyny sposób na rozróżnienie"Surowa" ramka od innych w rodzinie 802.3. Surowiec IEEE 802.3 raw może być używany tylko dla IPX, ponieważ nie ma identyfikatora pola ramki Ethernet. Nazwa surowa IEEE 802.3 jest również trochę myląca, ponieważ Novell przyjął nazwę bez włączania IEEE, gdy tworzy ramkę. Zastosowanie tej ramki oznacza dodatkową pracę dla użytkownika, ponieważ mogą występować problemy ze zgodnością między urządzeniami. Od 1993 r. Firma Novell zaleca standard Ethernet 802.2, w którym zastosowano standard IEEE 802.3, aby uniknąć możliwości pomylenia z ramką "surową".
Nowe funkcje - DSAP i SSAP
Aby ujednolicić strukturę 802.3 wprowadzono nowe funkcje - DSAP i SSAP, które zastępują pole i pole kontrolne zawierające ramkę LLC. Ta wersja definiuje do 256 zgodnych protokołów z ważnymi informacjami zintegrowanymi w polu danych. Nowe pole kontrolne ustawia "połączenie logiczne" (LLC). Ten moment zapewnia przejrzystość procedur udostępniania mediów i może kontrolować przepływ informacji. DSAP, czyli punkt dostępowy do usługi docelowej, jest polem 1-bajtowym, które po prostu działa jako wskaźnik do bufora pamięci stacji odbiorczej. Zgłasza się do karty NIC, która umieszcza informacje. Ta funkcja jest niezwykle ważna w sytuacjach, gdy użytkownicy używają wielu stosów protokołów. SSAP lub punkt dostępu do usługi źródłowej jest podobny do DSAP i wskazuje źródło wysyłania. Klasyczna struktura ramki Ethernetu SNAP 802.3 ze specjalną funkcją to pole SNAP dla ponad 256 protokołów. Ich liczba to 2 bajty, ponadto producent może się zintegrowaćunikalny identyfikator (3 bajty). W przeciwieństwie do swoich poprzedników, SNAP zapewnia także kompatybilność wsteczną z Ethernetem II. DSAP, SSAP i Kontrola są jasno zdefiniowane. Dzięki nowo dodanej przestrzeni informacyjnej 802.3 SNAP niezwykle wszechstronny i umożliwia współpracę z różnymi protokołami. Niemniej jednak przestrzeń dla rzeczywistych danych jest nieco mniejsza. Klasyczna struktura ramki Ethernet 802.3 ze znacznikami. Pole znacznika zawiera ważne informacje dotyczące integracji sieci VLAN. Znaczniki VLAN można również zainstalować w najpopularniejszym nowoczesnym formacie ramek IEEE 802.3. W tej ramce pole znacznika używa 4 bajtów i jest zaimplementowane do specyfikacji długości. Minimalny rozmiar ramki został teraz zwiększony z 4 do 68. Przegląd: bloki ramek Ethernet. Zwróć uwagę na tabelę.
dodatkowy znacznik VLAN Int Łask sieci VLAN (IEEE 802.1 q)
Produkt
2
Ethernet II warstwa protokołu znakowania 3
długości
2
, długość informacji toru ,
Punkt dostępu doNominacje usługowe (DSAP)
1
indywidualnie dla punktu dostępowego
Access Point oryginalnego usługi (SSAP)
1
adresu wyjściowy dla urządzenia
wysyłanie Kontrola
1
określa strzału LLC (związek logiczny)
Unikalny identyfikator (209 )
5
pole określić unikalny identyfikator organizacyjny (OUI) numer fabryczny i protokół (np "typ" ramki Ethernet)
, Dania
, 44-1500 (ograniczenia w zależności od konstrukcji ramowej)
do transmisji danych
sekwencji kontrolnej ramki (FCS)
, 4
, który oblicza sumę kontrolną całą ramę
odstępy międzyramkowe (IFS)
-
Podział transferu 96 mikrosekund
Nagłówek kanału transmisji danych
Standard przesyłania nagłówków - Przesunięcie 0-5: Adres odbiorcy. Pierwsze sześć bajtów rozmiaru ramki Ethernet to adres odbiorcy. Określa, który adapter wysłać ramkę danych. Docelowy adres URL określa komunikat rozgłoszeniowy, który jest odczytywany przez urządzenia odbierające. Pierwsze trzy bajty przypisania są przydzielane i zależą od dostawcy IEEE. Format docelowy jest taki sam we wszystkich implementacjach Ethernet. Następne sześć bajtów to adres źródłowy, standard to "Offset 6-11: Source Address". Wskazuje, do którego adapter wysłano wiadomość. Podobnie jak odbiorca, pierwsze trzy bajtywskazać dostawcę karty. Format źródłowy jest taki sam we wszystkich implementacjach Ethernet. Bajty 13 i 14 zawierają długość danych w ramce, z wyłączeniem preambuły, 32-bitowego CRC, DLC lub długości pola. Nie może być krótszy niż całkowita długość 64 bajtów. Nagłówek kanału transmisji powinien być logicznym nagłówkiem sterowania kanałem, który jest opisany w specyfikacji IEEE 802.2. Celem nagłówka LLC jest zapewnienie "dziury w suficie" poziomu kanału transmisyjnego. Określając, w jakim buforze pamięci adapter umieszcza ramkę, nagłówek LLC pozwala górnym poziomom dowiedzieć się, gdzie znaleźć dane. Obok przesunięcia 17: SAP, SAP jest jednobajtowym polem kontrolnym, które definiuje typ ramki LLC. Po nagłówku 802.2 wynosi od 43 do 1497 bajtów, zwykle składa się z nagłówków najwyższego poziomu, takich jak TCP /IP lub IPX, a następnie rzeczywistych danych. FCS: Ostatnie 4 bajty, które odczytują adapter, to sekwencja ramek lub CRC. Kiedy napięcie na przewodzie wraca do zera, adapter sprawdza ostatnie 4 bajty, które otrzymał, na podstawie sumy kontrolnej generowanej przy użyciu złożonego wielomianu. Jeśli obliczona suma kontrolna nie jest zgodna z wartością w ramce, odrzuca i nie osiąga buforów pamięci w stacji.
Porównanie 80211 kontra 802,3
Jedną z różnic między 802.3 ramek bezprzewodowych Ethernet, 80211 jest rozmiar ramki. Cadres 802.3 ma maksymalny rozmiar ramki Ethernet 1518 bajtów z ładownością 1500 bajtów. Jeśli ramki 802.3 są oznaczone siecią VLAN 802.1 Q i priorytetem użytkownika, maksymalna wielkość 802,3 wynosi 1522 bajtów, a użyteczne obciążenie danych wynosi 1504 bajty. 802.3 mają tylko adres źródłowy (SA) imiejsce docelowe (DA) w nagłówku poziomu 2. 80211 ma do czterech pól w nagłówku MAC i używa tylko trzech pól adresu MAC (4 w środowisku WDS). Standard 80211 jest w stanie transportować szybki format ramki Ethernet z ładunkiem MSDU. Jest to 2304 bajty wyższego poziomu. Adres MAC używany przez ramki 80211 jest znacznie bardziej skomplikowany niż w przypadku ramek Ethernet. W zależności od tego, czy ruch 80211 wznosi się, czy maleje, zmieni się każde z czterech pól MAC w nagłówku poziomu 2. Struktura ramek Ethernet IEEE 802.3 jest dziś najbardziej popularna i szeroko stosowana w sieci lokalnej. Jednak niektóre protokoły wymagają więcej miejsca na określone informacje. W związku z tym istnieją opcje ramek IEEE 80211, które zapewniają dodatkowe bloki danych dla określonych informacji, w tym rozszerzenia SNAP i znaczniki VLAN.
