Коммутаторы и мосты сетей Ethernet. Часть 1. Основные принципы функционирования: Учебное пособие, страница 3

3.2.  Стандарты канального уровня

На 2 (канальном уровне)  модель взаимосвязи открытых систем определяет формат кадров и метод доступа к среде. Любая информация, подлежащая передаче по сети, разбивается на ограниченные по длине кадры. Размер кадра ограничен сверху и снизу В технологии используется  4 формата кадра, имеющие сходную структуру.

-  Ethernet II;

-  Ethernet 802.3;

-  Ethernet 802.2;

-  Ethernet SNAP.

Форматы этих кадров несколько различаются, но существуют поля, общие для всех форматов кадра. Рассмотрим эти поля (см. таблицу 4).

Поля кадра Ethernet определены следующим образом:

-  Поле преамбулы (7 байт)  Предназначены для синхронизации приемной и передающей станции. Преамбула представляет собой  семи байтовую последовательность единиц и нулей (101010101010…).

-  Признак начала кадра SDF (Start Frame Delimiter). Имеет размер один байт и продолжает последовательность единиц и нулей, но заканчивается двумя единицами (10101011).

-  Адрес получателя  DA (Destination Address)  -  6 байт. Представляет собой физический адрес сетевого адаптера получателя (MAC – адрес сетевого адаптера, которому предназначено сообщение). 3 старших байта являются идентификатором фирмы-производителя и назначаются специальным  комитетом централизованно. 3 младших байта – собственно номер сетевой карты данного производителя. Первый бит первого байта адреса получателя имеет специальное назначение. Если он равен нулю, то адрес представляет собой  уникальный адрес, а если 1 – широковещательный.  Широковещательный адрес предназначен для получения всеми станциями локальной сети. Обычно в широковещательном адресе все оставшиеся биты тоже устанавливаются равными единице, т.е. адрес широковещательного сообщения имеет вид – FF FF FF FF FF FF.  Если  в качестве адреса получателя задан адрес определенной станции сети (адрес сетевого адаптера), то первый бит первого байта адреса получателя всегда устанавливается   в 0.  Широковещательный адрес используется  в специальных целях протоколами более высокого уровня.

-  Адрес отправителя. Указывается уникальный номер сетевого адаптера станции, пославшей сообщение в сеть. Первый бит адреса отправителя должен быть всегда равен 0.

-  Контрольная сумма. Перед посылкой данных отправитель рассчитывает контрольную сумму всех полей кадра (за исключением полей преамбулы, признака начала кадра и самой контрольной суммы) и помещает полученное значение в четырех байтовое поле контрольной суммы  FCS (Frame Check Sequence), располагающееся в конце кадра. Станция назначения при получении кадра осуществляет аналогичный расчет и, если  его результат не совпадает со значением контрольной суммы, то кадр «забраковывается». Повторная передача кадра в случае его повреждения реализуется протоколами верхнего уровня.

Рассмотрим поля, специфичные для каждого типа кадров Ethernet.

Ethernet II.  Помимо стандартных полей адресов получателя и отправителя кадр Ethernet  II  содержит двух байтовое поле типа (Type),  идентифицирующее протокол сетевого уровня  (см. таблицу), пакет которого переносится этим кадром. Все идентификаторы имеют значение старше 05BC (1500 в десятичной системе). Поле данных может иметь длину от 46 до 1500 байт.

Ethernet 802.3                         Хотя название этого типа кадра соответствует обозначению принявшего  стандарт сети Ethernet подкомитета (см. рис ) последний был создан фирмой Novell, и является базовым для сетевой ОС NetWare версии 3.11 и всех более ранних версий. Иногда он обозначается как Raw_802.3. В отличие  от Ethernet_II  в кадре Ethernet 802.3 поле типа (Type) заменено полем длины (Length).  Поскольку  в кадре Ethernet 802.3 отсутствует идентификатор протоколов сетевого уровня, он может быть использован только для одного из них, а именно для протокола IPX , разработанного фирмой Novell. Заголовок пакета IPX следует непосредственно за полем длины, поэтому первые два байта кадра Ethernet 802.3  всегда содержат значение FF. Поле данных может меняться от 0 до 1500 байт, но если длина поля меньше 46 байт, то  используется следующее поле PAD, для того, чтобы дополнить кадр до минимально допустимой длины.  Поле PAD  состоит из такого количества байт заполнителей, чтобы обеспечить определенную минимальную длину кадра. Минимально заданная длина кадра обеспечивает корректную работу  механизма обнаружения коллизий.  Если длина поля данных достаточна, то поле PAD не появится в кадре (оно становится полем нулевой длины).