Кадр 802.3/LLC

Формати кадрів технології Ethernet

Стандарт технології Ethernet, описаний в документі IEEE 802.3, дає опис єдиного формату кадру рівня MAC. Оскільки в кадр рівня MAC повинен вкладатися кадр рівня LLC, описаний в документі IEEE 802.2, то за стандартами IEEE в мережі Ethernet може використовуватися тільки єдиний варіант кадру канального рівня, заголовок якого є комбінацією заголовків MAC і LLC підрівнів.

Проте на практиці в мережах Ethernet на канальному рівні використовуються кадри 4-х різних форматів (типів). Це пов'язано з тривалою історією розвитку технології Ethernet, що налічує період існування до ухвалення стандартів IEEE 802, коли підрівень LLC не виділявся із загального протоколу і, відповідно, заголовок LLC не застосовувався.

Консорціум трьох фірм Digital, Intel і Xerox в 1980 році представив на розгляд комітету 802.3 свою фірмову версію стандарту Ethernet (у якій був, природно, описаний певний формат кадру) як проект міжнародного стандарту, але комітет 802.3 прийняв стандарт, що відрізняється в деяких деталях від пропозиції DIX. Відмінності стосувалися і формату кадру, що породило існування двох різних типів кадрів в мережах Ethernet.

Ще один формат кадру з'явився в результаті зусиль компанії Novell по прискоренню роботи свого стека протоколів в мережах Ethernet.

І нарешті, четвертий формат кадру став результатом діяльності комітету 802:2 по приведенню попередніх форматів кадрів до деякого загального стандарту.

Відмінності у форматах кадрів можуть приводити до несумісності в роботі апаратури і мережевого програмного забезпечення, розрахованого на роботу тільки з одним стандартом кадру Ethernet. Проте сьогодні практично всі мережеві адаптери, драйвери мережевих адаптерів, мости/комутатори і маршрутизатори уміють працювати зі всіма використовуваними на практиці форматами кадрів технології Ethernet, причому розпізнавання типу кадру виконується автоматично.

Нижче приводиться опис всіх чотирьох типів кадрів Ethernet (тут під кадром розуміється весь набір полів, які відносяться до канального рівня, тобто поля MAC і LLC рівнів). Один і той же тип кадру може мати різні назви, тому нижче для кожного типу кадру приведено по декілька найбільш вживаних назв:

· кадр 802.3/LLC (кадр 802.3/802.2 або кадр Novell 802.2);

· кадр Raw 802.3 (або кадр Novell 802.3);

· кадр Ethernet DIX (або кадр Ethernet II);

· кадр Ethernet SNAP.

Формати всіх цих чотирьох типів кадрів Ethernet приведені на рис. 3.6.

Заголовок кадру 802.3/LLC є результатом об'єднання полів заголовків кадрів, визначених в стандартах IEEE 802.3 і 802.2.

Стандарт 802.3 визначає вісім полів заголовка (рис. 3.6; поля преамбули і початковий обмежувач кадру на рисунку не показані).

· Поле преамбули (Preamble) складається з синхронізуючих байт 10101010. При манчестерському кодуванні ця комбінація представляється у фізичному середовищі періодичним хвилевим сигналом з частотою 5 Мгц.

· Початковий обмежувач кадру (Start-of-frame-delimiter, SFD) складається з одного байта 10101011. Поява цієї комбінації біт є вказівкою на те, що наступний байт - це перший байт заголовка кадру.

· Адреса призначення (Destination Address, DA) може бути завдовжки 2 або 6 байт. На практиці завжди використовуються адреси з 6 байт. Перший біт старшого байта адреси призначення є ознакою того, є адреса індивідуальною або груповою. Якщо вона рівна 0, то адреса є індивідуальною (unicast), а якщо 1, то це групова адреса (multicast). Групова адреса може призначатися всім вузлам мережі або ж певній групі вузлів мережі. Якщо адреса складається зі всіх одиниць, тобто має шістнадцятиричне представлення 0xFFFFFFFFFFFF, то вона призначається всім вузлам мережі і називається широкомовною адресою (broadcast). У решті випадків групова адреса пов'язана тільки з тими вузлами, які конфігуровані (наприклад, вручну) як члени групи, номер якої вказаний в груповій адресі. Другий біт старшого байта адреси визначає спосіб призначення адреси - централізований або локальний. Якщо цей біт рівний 0 (що буває майже завжди в стандартній апаратурі Ethernet), то адреса призначена централізовано, за допомогою комітету IEEE. Комітет IEEE розподіляє між виробниками устаткування так звані організаційно унікальні ідентифікатори (Organizationally Unique Identifier, OUI). Цей ідентифікатор поміщається в 3 старших байта адреси (наприклад, ідентифікатор 000081 визначає компанію Bay Networks). За унікальність молодших 3-х байт адреси відповідає виробник устаткування. Двадцять чотири біти, що відводяться виробнику для адресації інтерфейсів його продукції, дозволяють випустити 16 мільйонів інтерфейсів під одним ідентифікатором організації. Унікальність централізованих розподілюваних адрес розповсюджується на всі основні технології локальних мереж - Ethernet, Token Ring, FDDI і т.д.

У стандартах IEEE Ethernet молодший біт байта зображається в найлівішій позиції поля, а старший біт - в найправішій. Цей нестандартний спосіб відображення порядку біт в байті відповідає порядку передачі біт в лінію зв'язку передавачем Ethernet. У стандартах інших організацій, наприклад RFC IETF, ITU-T, ISO, використовується традиційне представлення байта, коли молодший біт вважається найправішим бітом байта, а старший - найлівішим. При цьому порядок проходження байтів залишається традиційним. Тому при читанні стандартів, опублікованих цими організаціями, а також читанні даних, що відображаються на екрані операційною системою або аналізатором протоколів, значення кожного байта кадру Ethernet потрібно дзеркально відобразити, щоб одержати правильне уявлення про значення розрядів цього байта відповідно до документів IEEE. Наприклад, групова адреса, наявний в нотації IEEE вигляд 1000 0000 0000 0000 1010 0111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 або в шістнадцятиричному записі 80-00-A7-F0-00-00, буде, швидше за все, відображений аналізатором протоколів в традиційному вигляді як 01-00-5E-0F-00-00.

· Адреса джерела (Source Address, SA) - це 2- або 6-байтове поле, що містить адресу вузла -- відправника кадру. Перший біт адреси завжди має значення 0.

· Довжина (Length, L) - 2-байтове поле, яке визначає довжину поля даних в кадрі.

· Поле даних (Data) може містити від 0 до 1500 байт. Але якщо довжина поля менше 46 байт, то використовується наступне поле - поле заповнення, - щоб доповнити кадр до мінімально допустимого значення в 46 байт.

· Поле заповнення (Padding) складається з такої кількості байт заповнювачів, яке забезпечує мінімальну довжину поля даних в 46 байт. Це забезпечує коректну роботу механізму виявлення колізій. Якщо довжина поля даних достатня, то поле заповнення в кадрі не з’являється.

· Поле контрольної суми (Frame Check Sequence, FCS) складається з 4 байт, що містять контрольну суму. Це значення обчислюється по алгоритму CRC-32. Після отримання кадру робоча станція виконує власне обчислення контрольної суми для цього кадру, порівнює набутого значення із значенням поля контрольної суми і, таким чином, визначає, чи не спотворений одержаний кадр.

Кадр 802.3 є кадром МАС-підрівня, тому відповідно до стандарту 802.2 в його полі даних вкладається кадр підрівня LLC з видаленими прапорами початку і кінця кадру. Формат кадру LLC був описаний вище. Оскільки кадр LLC має заголовок завдовжки 3 (у режимі LLC1) або 4 байт (у режимі LLC2), то максимальний розмір поля даних зменшується до 1497 або 1496 байт.

Рис. 3.6. Формати кадрів Ethernet

Дата добавления: 2015-05-26