Главная страница
Поиск по модели:
  
Определить давление сосуда
Построить монолитный дом под ключ
Приказ 834н от 15 декабря 2014
Карта города орла с улицами и номерами
Пожелания новому сотруднику в коллективе
Личный план структура
Презентация воронежской области
Витамины для женщин
 

Назначение и структура кадра в сетях ethernet - Технология Ethernet и кабельные сети

Ethernet - это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии.

В более узком смысле Ethernet - это сетевой стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в году. В году фирмы DEC, Intel и Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet версии II для сети, построенной на основе коаксиального кабеля, который стал последней версией фирменного стандарта Ethernet.

Поэтому фирменную версию стандарта Ethernet называют стандартом Ethernet DIX или Ethernet II.

Взаимодействие на физическом и канальном уровне Ethernet и IEEE 802.3

На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE Спецификации Ethernet определяют протокол как совокупность из трех необходимых компонентов:. Протокол разработан таким образом, что каждый узел имеет равные права на доступ к сетевой среде передачи.

Когда узел в сети Ethernet хочет передать данные, сначала он проверяет сетевую среду, пытаясь определить, используется ли она. Это - фаза контроля несущей. Если узел выявляет в сети трафик, он выдерживает короткую паузу и снова прослушивает сеть.

Если сеть свободна, то любой узел сети может осуществить через нее передачу своих данных. Это - фаза множественного доступа. Описанный механизм сам управляет доступом к среде передачи, но не без ошибок. Вполне возможно для двух или более систем установить, что сеть свободна, и начать передавать свои данные примерно в один и тот же момент. Это приводит к спорной ситуации, которая в спецификациях IEEE называется ошибкой качества сигнала SQE, signal quality error или, что более широко употребимо, коллизией collision.

Коллизии возникают, когда одна система передает данные, а другая система выполняет контроль несущей в течение короткого промежутка времени до того момента, как первый бит переданного пакета достигнет ее.

Этот интервал известен как время состязания contention time или временной зазор slot time , так как каждая вовлеченная в процесс система полагает, что она начала передавать данные первой.

Таким образом, каждый узел в сети всегда находится в одном из трех возможных состояний: Когда сталкиваются пакеты от двух различных узлов, в кабеле возникает состояние, отличное от нормы, которое распространяется навстречу обеим системам.

Когда каждая передающая система выявляет ненормальную ситуацию, она осознает, что имеет место коллизия, немедленно прекращает посылать данные и предпринимает действия, чтобы исправить эту ситуацию. Это - стадия обнаружения коллизии. Из-за того, что столкнувшиеся пакеты считаются поврежденными, обе задействованные системы передают в остальную сеть сигнал задержки jam pattern , который устанавливает во всем кабеле напряжение, информирующее другие системы в сети о столкновении и предотвращающее возможную передачу ими данных.

После передачи сигнала задержки оба узла, вовлеченные в конфликт, откладывают свою передачу на случайный интервал времени, который вычисляется по алгоритму с использованием их собственных МАС-адресов в качестве уникальных факторов. Этот процесс называется отсрочкой или временной выдержкой.

Так как оба узла выполняют независимые вычисления временной паузы, то шанс, что они начнут повторную передачу в одно и тоже, время, существенно снижается. Однако это по-прежнему возможно, и, если между теми же двумя узлами возникнет очередная коллизия, то они оба увеличивают продолжительность интервалов задержки и снова переходят в состояние отсрочки. Большинство коллизий, которые возникают в типичной сети Ethernet, разрешаются в течение микросекунд. Следует понимать, что возникновение коллизий пакетов для сети Ethernet естественно и ожидаемо, и не обязательно является проблемой.

Коллизии пакетов могут стать проблемой только в том случае, если их очень много, тогда в сети начинают накапливаться значительные задержки трафика. В обычной сети Ethernet загрузка находится приблизительно в диапазоне от 30 до 40 процентов. Когда загрузка возрастает примерно до 80 процентов, количество конфликтов увеличивается до значения, после которого производительность сети заметно снижается. В самом крайнем случае, известном как коллапс collapse , сеть настолько забита трафиком, что почти всегда находится в состоянии состязания.

Спецификации Физического уровня для протокола Ethernet разработаны таким образом, что первые переданные 64 байта каждого пакета полностью распределяются по всей совокупной длине кабеля области коллизий. Очень важно, чтобы первый бит каждого передаваемого пакета достиг каждого узла в сети прежде, чем будет отправлен последний бит. Это требование выдвигается в связи с тем, что передающая система может выявить коллизию только тогда, когда она все еще передает данные.

Если коллизия возникает после того, как последний бит покинул передающий узел, она называется поздней коллизией или иногда выходом за окно коллизий. Так как передающая система не имеет способа выявления поздних коллизий, она полагает, что пакет передан успешно. Любые данные, потерянные в результате поздней коллизии, не могут быть повторно переданы процессом Канального уровня. Эта задача переходит к протоколам, работающим на вышележащих уровнях модели OSI и использующим для обнаружения потери данных и вызова повторной передачи свои собственные механизмы.

Последний процесс может отнимать время в сотни раз большее, чем повторная передача Ethernet, и это - одна из причин, по которой данной тип коллизии является проблемой. Поздние коллизии не являются обычным явлением для сети Ethernet, напротив, их появление свидетельствует о существовании серьезных проблем, которые надо немедленно устранить.

Основным недостатком протокола Ethernet является то, что одновременно данные могут передаваться только в одном направления. Такой режим называется полудуплексным. Применяя специальное оборудование, также возможно организовать работу соединений Ethernet в дуплексном режиме, означающем, что устройство может передавать и получать данные одновременно.

Дуплексный Ethernet возможен только для сегментов, которые имеют раздельные каналы для взаимодействия в каждом из направлений. Это относится к витой паре и оптоволоконному кабелю, поддерживаемым обычным Ethernet и Fast Ethernet, но не к коаксиальному кабелю.

Из-за того, что обе системы при дуплексной связи могут передавать и получать данные одновременно, нет причин для возникновения конфликтов. В силу сказанного, нет необходимости в ограничениях кабельной системы, направленных на поддержку механизма выявления коллизий. Исторически первые сети технологии Ethernet были созданы на коаксиальном кабеле диаметром 0,5 дюйма.

Ethernet.Метод доступа,структура кадра

В дальнейшем были определены и другие спецификации физического уровня для стандарта Ethernet, позволяющие использовать различные среды передачи данных.

Физические спецификации технологии Ethernet на сегодняшний день включают следующие среды передачи данных. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - метров без повторителей. Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между концентратором и конечным узлом - не более м.

Топология аналогична топологии стандарта 10Base-T. Имеется несколько вариантов этой спецификации - FOIRL расстояние до м , 10Base-FL расстояние до м , 10Base-FB расстояние до м.

Стандарт технологии Ethernet, описанный в документе IEEE Тем не менее, на практике в сетях Ethernet на канальном уровне используются кадры 4-х различных форматов типов.

Это связано с длительной историей развития технологии Ethernet, насчитывающей период существования до принятия стандартов IEEE Консорциум трех фирм Digital, Intel и Xerox в году представил на рассмотрение комитету Отличия касались и формата кадра, что породило существование двух различных типов кадров в сетях Ethernet.

Еще один формат кадра появился в результате усилий компании Novell по ускорению работы своего стека протоколов в сетях Ethernet. И, наконец, четвертый формат кадра стал результатом деятельности комитета Различия в форматах кадров могут приводить к несовместимости в работе аппаратуры и сетевого программного обеспечения, рассчитанного на работу только с одним стандартом кадра Ethernet. Ниже приводится описание всех четырех типов кадров Ethernet.

Один и тот же тип кадра может иметь разные названия, поэтому ниже для каждого типа кадра приведено по нескольку наиболее употребительных названий:. Поле преамбулы Preamble состоит из семи синхронизирующих байт Начальный ограничитель кадра Start-of-frame-delimiter, SFD состоит из одного байта Появление этой комбинации бит является указанием на то, что следующий байт - это первый байт заголовка кадра.

Ethernet — Студопедия

Адрес назначения Destination Address, DA может быть длиной 2 или 6 байт. На практике всегда используются адреса из 6 байт. Первый бит старшего байта адреса назначения является признаком того, является адрес индивидуальным или групповым. Если он равен 0, то адрес является индивидуальным unicast , а если 1, то это групповой адрес multicast. Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса - централизованный или локальный.

Адрес источника Source Address, SA - это 2- или 6-байтовое поле, содержащее адрес узла - отправителя кадра. Первый бит адреса всегда имеет значение 0. Подкадр протокола управления логической связью Logical Link Control - LLC — является одним из механизмов, позволяющих взаимодействовать локальным сетям разных топологий. Эта структуру из трех полей предшествует полю данных в кадре и используется для идентификации необходимого протокола в многопротокольных компьютерах.

Это поле необходимо в связи с ограниченными возможностями протокола Подкадр LLC содержит следующие элементы:. Точки доступа к службам service access points идентифицируют протокол верхнего уровня, для которого предназначен пакет. Протоколам присвоены шестнадцатеричные значения, которые и записываются в поля DSAP и SSAP пакета. Уровень LLC выполняет адресацию и управляет каналом связи. На этом уровне принимается решение о том, какой механизм следует использовать для адресации станций в среде передачи и управления обменом данными между машинами отправителя и получателя.

Длина Length, L - 2-байтовое поле, которое определяет длину поля данных в кадре. Поле данных Data может содержать от 0 до байт. Но если длина поля меньше 46 байт, то используется следующее поле - поле заполнения, чтобы дополнить кадр до минимально допустимого значения в 46 байт. Поле заполнения Padding состоит из такого количества байт заполнителей, которое обеспечивает минимальную длину поля данных в 46 байт. Это обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий.

Поле контрольной суммы Frame Check Sequence, FCS состоит из 4 байт, содержащих контрольную сумму. Это значение вычисляется по алгоритму CRC Из рисунка видно, что это кадр подуровня MAC стандарта Компания Novell долгое время не использовала служебные поля кадра LLC в своей операционной системе NetWare из-за отсутствия необходимости идентифицировать тип информации, вложенной в поле данных, так как там всегда находился пакет протокола IPX, долгое время бывшего единственным протоколом сетевого уровня в операционной системе ОС NetWare.

Теперь, когда необходимость идентификации протокола верхнего уровня появилась, компания Novell стала использовать возможность инкапсуляции в кадр подуровня MAC кадра LLC, то есть использовать стандартные кадры Такой кадр компания обозначает теперь в своих операционных системах как кадр Кадр Ethernet DIX , называемый также кадром Ethernet II , имеет структуру рис.

Однако 2-байтовое поле Длина кадра Raw Это поле, теперь получившее название Type Т или EtherType, предназначено для тех же целей, что и поля DSAP и SSAP кадра LLC - для указания типа протокола верхнего уровня, вложившего свой пакет в поле данных этого кадра. Для устранения разнобоя в кодировках типов протоколов, сообщения которых вложены в поле данных кадров Ethernet, комитетом В результате появился кадр Ethernet SNAP SNAP - SubNetwork Access Protocol, протокол доступа к подсетям.

Кадр Ethernet SNAP рис. Поле Type состоит из 2-х байт и повторяет по формату и назначению поле Type кадра Ethernet II то есть в нем используются те же значения кодов протоколов.

Поле OUI Organizationally Unique Identifier определяет идентификатор организации, которая контролирует коды протоколов в поле Type. С помощью заголовка SNAP достигнута совместимость с кодами протоколов в кадрах Ethernet II, а также создана универсальная схема кодирования протоколов. Обычно его называют Fast Ethernet или BaseT.

Fast Ethernet быстро стал промышленным стандартом для монтажа новых ЛВС в основном за счет того, что он значительно улучшает производительность сети, а изменения относительно исходного Ethernet при этом минимальны. Ethernet оставляет неизменными два из трех определяющих элементов сети Ethernet. Новый протокол использует такой же формат кадра, как IEEE Усовершенствования, которые позволяют увеличить пропускную способность, заключаются в нескольких элементах конфигурации средств Физического уровня, включая типы применяемого кабеля, длину сегментов и допустимое количество концентраторов.

Коаксиальный кабель, давший миру первую сеть Ethernet, в число разрешенных сред передачи данных новой технологии Fast Ethernet не попал. Это общая тенденция многих новых технологий, поскольку на небольших расстояниях витая пара категории 5 позволяет передавать данные с той же скоростью, что и коаксиальный кабель, но сеть получается более дешевой и удобной в эксплуатации. На больших расстояниях оптическое волокно обладает гораздо более широкой полосой пропускания, чем коаксиал, а стоимость сети получается ненамного выше, особенно если учесть высокие затраты на поиск и устранение неисправностей в крупной кабельной коаксиальной системе.

Основным отличием конфигураций сетей Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до м, что объясняется уменьшением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз за счет увеличения скорости передачи в 10 раз по сравнению с мегабитным Ethernet. Тем не менее, это обстоятельство не очень препятствует построению крупных сетей на технологии Fast Ethernet. Дело в том, что середина х годов отмечена не только широким распространением недорогих высокоскоростных технологий, но и бурным развитием локальных сетей на основе коммутаторов.

При использовании коммутаторов протокол Fast Ethernet может работать в полнодуплексном режиме, в котором нет ограничений на общую длину сети, а остаются только ограничения на длину физических сегментов, соединяющих соседние устройства метров между сетевым адаптером и коммутатором и 5 метров между коммутаторами.

Поэтому при создании магистралей локальных сетей большой протяженности технология Fast Ethernet также активно применяется, но только в полнодуплексном варианте, совместно с коммутаторами. Защита персональных данных ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ. Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась - это был конец пары: Ethernet, TokenRing, FDDI, VG-AnyLAN, FastEthernet, ATM Технология Ethernet.

Ethernet — это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Но предоставляет возможность бесплатного использования.

Есть нарушение авторского права? Спецификации Ethernet определяют протокол как совокупность из трех необходимых компонентов:



 
004573
В освоении новой техники Вы поступаете так:
изучаете инструкцию
просите кого-нибудь помочь
полагаетесь на интуицию
© 2005 — 2016 «xn----otbfdoaebgkp6a.xn--p1ai» Документы на все случаи!