Формат кадра Ethernet . Назначение полей. Адресация в среде Ethernet .

В связи с длительной историей развития технологии Ethernet на практике используются 4 различных форматов кадров. Приведем один из форматов представленный как фирменный консорциумом трех фирм Digital, Intel и Xerox в 1980 году – кадр 802.3/LLC. Заголовок кадра состоит из 8 полей: поля преамбулы, начальный определитель, адрес назначения, адрес источника, длина, поле данных, поле заполнения, поле контрольной суммы.

поле преамбулы – состоит из семи синхронизирующих байт 10101010, соответственно предназначено для синхронизации источника и приемника.

начальный ограничитель кадра состоит из одного байта следующего за полем преамбулы, предназначено для указания, что следующий байт – это первый байт заголовка кадра.

адрес назначения может быть длиной 2 или 6 байт. На практике всегда используются адреса из 6 байт. Содержит адрес приемника кадра.

адрес источника это 2 или 6 байтовое поле, содержащее адрес узла – отправителя кадра.

длина – 2-байтовое поле, которое определяет длину поля данных в кадре.

поле данных может содержать от 0 до 1500 байт.

поле заполнения – предназначено для заполнения недостающих байт, которые обеспечат минимальную длину 46 байт. Что обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Может отсутствовать.

поле контрольной суммы состоит из 4 байт, содержащих контрольную сумму.

Адресация в данном формате такова – первый бит старшего байта адреса назначения является признаком того, является адрес индивидуальным или групповым. Если он равен 0, то адрес является индивидуальным, а если 1, то это групповой адрес. Групповой адрес может предназначаться всем узлам сети или же определенной группе узлов сети. Если адрес состоит из всех единиц, то он предназначен всем узлам сети и называется широковещательным адресом. В остальных случаях групповой адрес связан только с теми узлами, которые сконфигурированы как члены группы, номер, который указан в групповом адресе. Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса – центральный или локальный. Если бит равен 0, то адрес назначен централизованно, и распределен между производителями оборудования так называемые организационно уникальные идентификаторы. Этот идентификатор помещается в 3 старших байта адреса. За уникальность младших 3 байт адреса отвечает производитель оборудования.

 При каких ошибках концентратор Ethernet отключает порт?

Основной причиной отключения порта в стандартах Ethernet интенсивность прохождения через порт кадров, имеющих ошибки, превышает заданный порог, то порт отключается, а затем при отсутствии ошибок в течение заданного времени, включается снова. Такими ошибками могут быть: неверная длина кадра, неоформленный заголовок кадра.

Множественные коллизии. Если концентратор фиксирует, что источником коллизии был один и тот же порт 60 раз подряд, то порт отключается. Через некоторое время порт будет вновь включен.

Затянувшаяся передача. Как и сетевой адаптер, концентратор контролирует время прохождения одного кадра через порт. Если это время превышает время передачи кадра максимальной длины в 3 раза, то порт отключается.

 За счет чего увеличена скорость передачи данных в технологии Fast Ethernet?

Все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Для повышения скорости были уменьшены расстояния между узлами необходимые для выявления коллизий.

Почему минимальный размер кадра в технологии Gigabit Ethernet увеличен до значения 512 бит?

Для расширения максимального диаметра сети Gigabit Ethernet в полудуплексном режиме до 200 м разработчики технологии предприняли меры, основывающиеся на известном соотношении времени передачи кадра минимальной длины и временем двойного оборота.

 

Для чего нужны автопереговоры в технологии Fast Ethernet?

В сети Fast Ethernet автопереговоры позволяют двум соединенным физическим устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, выбирать наиболее выгодный режим работы.

Формат кадра Fast Ethernet.

Формат кадров технологии Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-Мегабитного Ethernet'а. На рисунке приведен формат МАС-кадра Ethernet, а также временные параметры его передачи по сети для скорости 10 Мб/с и для скорости 100 Мб/с. В качестве указания свободного канала в технологии Fast Ethernet используется служебные символы Idle, вместо отсутствия сигнала как это было в предыдущих версиях. Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов Start Delimiter (пара символов J (11000) и К (10001) кода 4В/5В), а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ Т. Между символами JK и Т располагаются поля преамбулы, SFD, DA, SA, L, данные, CRC.

 

 

Как мост строит свою внутреннюю таблицу?

Мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом пост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети. Каждый порт моста работает как конечный узел своего сегмента за одним исключением – порт моста не имеет собственного МАС-адреса. Порт моста работает в так называемом неразборчивом режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. С помощью такого режима мост следит за всем трафиком, передаваемым в присоединенных к нему сегментах, и использует проходящие через него пакеты для изучения состава сети. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен. В исходном состоянии мост не знает о том, компьютеры с каким МАС-адресами подключены к каждому из его портов. Поэтому в этом случае мост просто передает любой захваченный и буферизованный кадр на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице, которую также называют таблицей маршрутизации или фильтрации. Входы адресной таблицы могут быть динамическими, создаваемыми в процессе самообучения моста, и статическими, создаваемыми вручную администратором сети. Динамические входы имеют срок жизни – при создании или обновлении записи в адресной таблице с ней связывается отметка времени. По истечении определенного тайм-аута запись помечается как недействительная, если за это время мост не принял ни одного кадра с данным адресом в поле адреса источника. Это дает возможность автоматически реагировать на перемещения компьютера из сегмента в сегмент – при его отключении от старого сегмента запись о его принадлежности к нему со временем вычеркивается из адресной таблицы. После включения этого компьютера в работу в другом сегменте его кадры начнут попадать в буфер моста через другой порт, и в адресной таблице появится новая запись, соответствующая текущему состоянию сети. Статические записи не имеют срока жизни, что дает администратору возможность поправлять работу моста, если это необходимо.

В случае если адрес назначения занесен в таблицу, мост определяет, на какой порт сегмента передать кадр, на остальные порты кадр не передается. Если же оказалось, что компьютеры принадлежат одному сегменту, то кадр просто удаляется из буфера и работа моста с ним заканчивается. Такая операция называется фильтрацией.

 

Номер записи

Адрес узла назначения

Адрес узла отправления

Номер порта.

 

 

Содержит ли таблица маршрутизации записи обо всех сетях составной сети?

Таблица маршрутизации содержит информацию об адресе сети назначения, сетевом адресе следующего маршрутизатора, сетевой адрес выходного порта и расстояние до узла. Поэтому обо всех сетях составной сети содержать информацию не может.

 

Сколько уровней имеет стек протоколов TCP / IP? Соответствие стека TCP / IP и модели OSI.

В стеке TCP/IP определены 4 уровня.

прикладной уровень. Объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям.

основной (транспортный) уровень. Обеспечивает доставку данных к месту назначения в том виде, в котором были переданы.

уровень межсетевого взаимодействия. Реализует концепцию передачи пакетов без установления соединения.

уровень сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей.

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровня модели OSI достаточно условно. В отличие от модели OSI стек TCP/IP имеет 4 уровня, а не 7 как в OSI. В уровнях TCP/IP объединяется по несколько уровней модели OSI.

 Как производится инкапсуляция пакета данных при передачи из одной сети (подсети) в другую.

Инкапсуляция – способ упаковки данных формата одного протокола в формат другого протокола. Например, упаковка IP-пакета в кадр Ethernet или ТСР-сегмента в IP-пакет. Согласно словарю иностранных слов термин "инкапсуляция" означает "образование капсулы вокруг чужих для организма веществ (инородных тел, паразитов и т.д.)". В рамках межсетевого обмена понятие инкапсуляции имеет немного более глубокий смысл. В случае инкапсуляции IP в Ethernet речь идет действительно о помещении пакета IP в качестве данных Ethernet-фрейма, или, в случае инкапсуляции ТСР и IP, помещение ТСР-сегмента в качестве данных в IP-пакет, то при передаче данных по коммутируемым каналам происходит дальнейшая "нарезка" пакетов теперь уже на пакеты SLIP или фреймы PPP. Механизм инкапсуляции подразумевает применение специального протокола. С использованием этого протокола инкапсуляции, две удаленных подсети организовывают между собой сеанс связи. После формирования сеанса связи, все данные, предназначенные для передачи между удаленными сетями, шифруются, инкапсулируются в поля данных протокола подсети и передаются. В подсети, получающей пакет, данные выделяются из поля данных, расшифровываются и передаются конкретному адресату.

Какие из ниже приведенных адресов не могут быть использованы в качестве IP -адреса конечного узла сети, подключенной к Интернету? Для синтаксически правильных адресов определите их класс.

127.0.0.1

201.13.123.245

226.4.37.105

103.24.254.0

10.234.17.25

154.12.255.255

13.13.13.13

204.0.3.1

193.256.1.16

194.87.45.0

195.34.116.255

161.23.45.305

Все адреса являются синтаксически правильными, но в протоколе IP существует несколько соглашений об интерпретации IP-адресов. Первый октет равный 127 зарезервирован, он используется для тестирования сети, поэтому в качестве адреса конечного узла использоваться не может и имеет название loopbacr. Так же зарезервированными являются адреса, состоящие из одних 0 – означает адрес узла, который сгенерировал этот пакет, 1 – пакет рассылается всем узлам сети, в которой сгенерирован. Адреса, у которых в поле номера сети стоят только нули по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, который отправил пакет. Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. В том случае, когда все двоичные разряд равны 1, пакеты с таким адресом рассылаются всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник. Такие адреса являются зарезервированными, и использоваться в качестве адреса конечного узла не может.

Определившись с зарезервированными адресами можно определить адреса, которые не могут быть использованы в качестве адреса конечного узла. Это:

127.0.0.1 – loopbacr.

154.12.255.255 – широковещательное сообщение. Класс В.

195.34.116.255 – широковещательное сообщение. Класс С.

Адреса, которые можно использовать для адреса конечного узла.

10.234.17.25 – класс А

193.256.1.16 – класс С

201.13.123.245 – класс С

226.4.37.105 – класс D

194.87.45.0 – класс С

13.13.13.13 – класс А

204.0.3.1 – класс С

103.24.254.0 – класс А

l)       161.23.45.305 – класс В

IP-адрес узла подсети равен 198.65.12.67, а значение маски 255.255.255.240. Определить номер подсети. Какое максимальное число узлов может быть в этой подсети?

Номером подсети является адрес 198.65.12.240. Максимальное число узлов в подсети 14.