Internetworking Technology Overview.

Глава 5. Ethernet и IEEE 802.3

Содержание

Библиографическая справка
Сравнение Ethernet и IEEE 802.3
Физические соединения
Форматы блока данныx

Библиографическая справка

Сеть Ethernet была разработана в Исследовательском Центре Palo Alto (PARC- Palo Alto Research Center ), принадлежащего компании Xerox, в 1970гг. Ethernet послужила технологической основой для спецификации IEEE 802.3 , которая впервые появилась в 1980г. Сразу после этого, компании Digital Equipment , Intel и Xerox совместно разработали и реализовали спецификацию Ethernet (Верисии 2.0), которая в основном была совместима с IEEE 802.3. В настоящее время протоколы Ethernet и IEEE 802.3 эанимают основное место среди протоколов Локальных Сетей (LAN - local-area network). Термин Ethernet часто используется для обозначения всех сетей, использующих метод Множественного Доступа с Контролем Несущей и Обнаружением Конфликтов (CSMA/CD - carrier sense multiple access/collision detection), которые в оснвном совместимы со спецификациями Ethernet, включая IEEE 802.3.

Таким образом, появившись на свет, сеть Ethernet заполнила нишу между глобальными и низкоскоростными сетями и стала работать в компьютерных центрах для быстрой передачи данных на очень ограниченные расстояния. Ethernet нашла прекрасное применение в локальных сетях, где коммуникационное оборудование должно выдерживать большие нагрузки в случайные моменты времени, передавая огромный объем данных.

Сравнение Ethernet и IEEE 802.3

Ethernet и IEEE 802.3 определяют схожие технологии. Обе относятся к локальным сетям типа CSMA/CD. Рабочие станции в CSMA/CD LAN имеют постоянный доступ к сети. Перед передачей данных станции CSMA/CD "прослушивают" сеть - работает ли с ней еще кто. Если да, то станция, желающая передать данные, ожидает. Если сеть свободна, станция передает данные. Конфликт возникает, когда две станции, "услышав", что сеть не занята, начинают передачу одновременно. Данные в таком случае портятся, и станции должны передать их еще раз через некоторое время. Алгоритмы Ожидания (Backoff) определяют, когда конфликтующие станции должны передать данные снова. Итак, станции CSMA/CD могут определить конфликт, и знают, когда им надо повторить передачу.

Обе сети - Ethernet и IEEE 802.3 - относятся к широковещательным. Другими словами, все станции видят все пакеты данных, независимо от того, куда они направляются. Каждая станция должна проверить полученные пакеты, чтобы определить, кому они предназначены. Если данные пришли по назначению, то они пропускаются для дальнейшей обработки на более высоком уровне.

Различия между сетями Ethernet и IEEE 802.3 незначительны. Ethernet обеспечивает связь, соответствующую уровням 1 и 2 Эталонной модели OSI, в то время как IEEE 802.3 обеспечивает физический уровень 1 и только часть канального уровня 2, определяя доступ к каналу, но не логический протокол его контроля. Оба протокола (Ethernet и IEEE 802.3) реализованы аппаратно. Выполняются они типично - либо в виде карты, либо на самой системной плате.

Физические соединения

Стандарт IEEE 802.3 описывает несколько различных физических уровней, тогда как Ethernet - только один. Протокол каждого физического уровня IEEE 802.3 имеет собственное, соответсвующее характеристкам, имя. Оно делится на составляющие, как показано на Рис. 5-1.

Рис. 5-1 IEEE 802.3 Составляющие имени физического уровня

Краткие характеристики Ethernet версии 2 и IEEE 802.3 показаны в Таблице 5-1.

Таблица 5-1 Физические характеристики Ethernet версии 2 и IEEE 802.3

Больше всего протокол Ethernet похож на 10Base5 стандарта IEEE 802.3. Оба эти протокола используют конфигурацию типа "шина" с соединительным кабелем между конечными станциями и непосредственно сетевым оборудованием. В Ethernet такой кабель называется кабелем приемопередатчика. Он связан с приемопередатчиком, который соединен с физическим сетевым оборудованием (сегментом). Конфигурация IEEE 802.3 в общем такая же, но соединительный кабель нызывается интерфейсом блока доступа (AUI - attachment unit interface), а передатчик - блоком доступа к среде (MAU - medium attachment unit). В обоих случаях соединительный кабель подключается к интерфейсной плате (или устройству) внутри конечной станции.

Форматы блока данных

Форматы блока данных (или кадра) Ethernet и IEEE 802.3 показаны на Рис. 5-2.

Рис. 5-2 Форматы кадра Ethernet и IEEE 802.3

Оба кадра Ethernet и IEEE 802.3 начинаются с комбинации нулей и единиц, называемой преамбулой. Преамбула позволяет определить принимающим станциям начало кадра.

И в Ethernet, и в IEEE 802.3 байт (или октет) перед адресом получателя называется начальным разделителем кадра ( SOF - start-of-frame delimiter) . Этот байт заканчивается двумя единичными битами, которые синхронизируют получение частей кадра всеми станциями сети.

Следом идут поля адресов получателя и отправителя. И в Ethernet, и в IEEE 802.3 адреса состоят из 6 байт. Сами адреса хранятся аппаратно в интерфейсных платах. Первые 3 байта адреса IEEE определяются пользователем, а последние 3 байта специфицируются поставщиком. Адрес отправителя всегда односоставной (единственный), тогда как адрес получателя может быть односоставным, многосоставным (групповым), либо широковещательным (для всех узлов).

В кадрах Ethernet 2-байтное поле, следующее за адресом отправителя, называется типом кадра. Это поле указывает, какой протокол следующего уровня необходимо использовать для получения данных после того, как закончится процесс работы с сетью.

В кадрах сети IEEE 802.3 2-байтное поле после адреса отправителя называется полем длины, которое показывает количество байт данных, следуемых за ним . За блоком данных начинается поле кадровой проверочной последовательности (FCS - frame check sequence).

Таким образом, следом за полем типа/длины хранятся собственно сами данные кадра. После завершения процессов, связанных с физическим и канальным уровнями, эти данные в конце концов будут переданы протоколу верхнего уровня. В Ethernet такой протокол указывается полем типа. В случае IEEE 802.3, протокол верхнего уровня должен быть определен по полю данных, если это возможно. Если данные не заполняют минимальный 64-байтный объем, то в оставшуюся часть вставляются дополнительные "забойные" байты.

4-байтное FCS поле находится за полем данных и содержит значение циклической проверочной последовательности ( CRC - cyclic redundancy check). CRC создается передающим устройством и пересчитывается принимающим, чтобы проверить, не было ли возможных повреждений блока данных при передаче.