Технология Ethernet. Методы доступа и форматы кадров технологии Ethernet

Сетевая технология - это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств (сетевых адаптеров, драйверов, кабелей и разъемов), достаточный для построения локальной вычислительной сети. Термин «достаточный» говорит о том, что этот набор представляет собой минимальный набор средств для построения работоспособной сети. Возможно, эту сеть можно улучшить, например, за счет выделения в ней подсетей, что сразу потребует протоколы стандарта Ethernet и протокола IP, также специальных коммуникационных устройств - маршрутизаторов. Улучшенная сеть станет надежней и быстродействующей, но всё это за счет надстроек над технологией Ethernet, которая составила базис сети.

Термин «сетевая технология» применяется и в расширенном толковании - любой набор средств и правил для построения сети, например, «технология сквозной маршрутизации», «технология создания защищенного канала», «технология IP-сетей».

Протоколы, на основе которых строится сеть определенной технологии (в узком смысле), специально разрабатывались для совместной работы, поэтому от разработчика сети не требуется дополнительных усилий по организации их взаимодействия. Иногда сетевые технологии называют базовыми технологиями, говоря о том, что на их основе строится базис любой сети. Примеры базовых сетевых технологий локальных сетей: Token Ring и FDDI, Х.25 и frame relay. Для получения работоспособной сети необходимо приобрести программные и аппаратные средства - сетевые адаптеры с драйверами, концентраторы, коммутаторы, кабельную систему и тому подобное - и соединить их в соответствии с требованиями стандарта на данную технологию.

Стандарт Ethernet был принят в 1980 году. Число сетей, построенных на основе этой технологии - 5 миллионов, а количество компьютеров, работающих в таких сетях - в 50 миллионов.

Основной принцип в основе Ethernet, - случайный методдоступа к разделяемой среде передачи данных. В качестве такой среды может использоваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно или радиоволны.

В стандарте Ethernet строго зафиксирована топология электрических связей. Компьютеры подключаются к разделяемой среде в соответствии с структурой «общая шина». С помощью разделяемой во времени шины любые два компьютера могут обмениваться данными. Управление доступом к линии связи осуществляется специальными контроллерами - сетевыми адаптерами Ethernet. Каждый сетевой адаптер, имеет уникальный адрес. Передача данных происходит со скоростью 10 Мбит/с. 10 Мбит/с - величина пропускной способностью сети Ethernet. В самом начале сеть Ethernet выглядела так (см. рисунок 1.2)

Рисунок 1.2 Сеть Ethernet

 

 

Метод доступа

Принцип работы случайного метода доступа состоит в следующем. Компьютер в сети Ethernet может передавать данные по сети, только если сеть свободна, то есть если никакой другой компьютер в данный момент не занимается передачей. Поэтому важная часть технологии Ethernet - процедура определения доступности среды.

После того как сеть прощупана и компьютер убедился, что сеть свободна, он начинает передачу, при этом «захватывает» среду. Время монопольного использования разделяемой среды одним узлом ограничивается временем передачи одного кадра. Кадр - это единица данных, которыми обмениваются компьютеры в сети Ethernet. Кадр имеет фиксированный формат и содержит различную служебную информацию, например адрес получателя и адрес отправителя.

В сети Ethernet при попадании кадра в разделяемую среду передачи данных все сетевые адаптеры одновременно начинают принимать этот кадр. Они анализируют адрес назначения, располагающийся в одном из начальных полей кадра, и, если этот адрес совпадает с их собственным адресом, кадр помещается во внутренний буфер сетевого адаптера. В итоге, компьютер-адресат получает предназначенные ему данные.[1]

Формат кадров.

Существует несколько форматов Ethernet-кадра.

Первоначальный Version I (больше не применяется).

Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, называющийся DIX (первые буквы фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) — наиболее распространена и используется и сейчас. Используется непосредственно протоколом Интернет.

 

Рисунок 1. 3. Формат кадра Ethernet II

Наиболее распространенный формат кадра Ethernet II см. рисунок 1.3.

Novell — внутренняя модификация IEEE 802.3 без LLC (Logical Link Control).

Кадр IEEE 802.2 LLC.

Кадр IEEE 802.2 LLC/SNAP.

Некоторые сетевые карты Ethernet, производимые компанией Hewlett-Packard использовали при работе кадр формата IEEE 802.12, соответствующий стандарту 100VG-AnyLAN.

В качестве дополнения Ethernet-кадр может содержать тег IEEE 802.1Q для идентификации VLAN, к которой он адресован, и IEEE 802.1p для указания приоритетности.

Разные типы кадра имеют различный формат и значение MTU.

На основе данной информации для локальной сети здания, рассматриваемой в курсовой работе, была выбрана технология Ethernet.