Аппаратная адресация и определение типа фрейма

Ошибки передачи.

Потеря или искажение битов известны под общим названием ошибок передачи. Они являются основной причиной усложнения компьютерных сетей.

Способы обнаружения и возможного устранения ошибок:

1. Использование бита чётности.

2. Контрольное суммирование.

3. Циклическая контрольная сумма.

При всех прочих равных условиях наибольшую защищённость от ошибок обеспечивает циклическая контрольная сумма.

Таким образом, структура фрейма может быть проиллюстрирована следующим образом:

soh

Данные фрейма

eot

CRC

Где CRC – контрольная сумма (в данном случае циклическая контрольная сумма), которая может занимать 2 или 4 байта.

10.11.02

Напоминание. Чтобы провести различие между общим понятием пакетов и пакетами, используемыми в сети, для обозначения сетевых пакетов применяется термин фрейм.

В каждой сетевой технологии определены размеры и формат используемых фреймов. К каждому компьютеру, подключённому к локальной сети, присвоен номер, называемый его физическим адресом.

Фрейм, передаваемый по локальной сети, содержит адрес компьютера-отправителя, называемый адресом источника, и адрес получателя, называемый адресом назначения. То есть каждому компьютеру локальной сети присваивается уникальное числовое значение, называемое физическим адресом, аппаратным адресом доступа к передающей среде (MAC).

Аппаратное обеспечение каждой станции (компьютера) проверят адрес каждого входящего фрейма, чтобы определить, должна ли станция принять этот фрейм или нет. В связи с этим возникает ряд проблем:

1) Как связать две рабочие станции (передать информацию с одной станции на другую). Решением является фильтрация. При отправлении сообщения все станции получат фрейм, но посмотрит его только адресат, так как фильтр у остальных его не пропустит из-за несовпадения адреса во фрейме. Желательно, чтобы фильтрация выполнялась аппаратно.

Категории способов аппаратной адресации:

1. Стати ческая адресация.

2. Настраиваемая адресация.

3. Динамическая адресация.

Пример статической адресации: в Ethernet адрес платы 00:00:0C:10:0F:AB.

Настраиваемая адресация: переключатели на плате.

Динамическая адресация: в момент загрузки компьютер присваивает себе уникальный адрес на основе исследования физических адресов в сети.

2) Широковещательная рассылка (радио, ТВ).

Для локальной сети используется специальный адрес для широковещательной рассылки.

3) Групповая рассылка. Рассылка производится конкретной группе. Решением данной проблемы являются мосты.

Пример структуры фрейма для технологии Ethernet:

Преамбула	Адрес получателя	Адрес источника	Тип фрейма	Данные фрейма	CRC
8 байт	6 байт	6 байт	2 байта	46 ¸ 1500 байт	4 байта
	Заголовок	Тело фрейма

В книге Камера «Компьютерные сети и Internet. Разработка приложений для Internet» на странице 143 есть таблица с перечислением некоторых типов фреймов. Вот некоторые из них:

0800 – версия 4 протокола IP

6559 – протокол Frame Relay

8014 – сетевые игры корпорации Silicon Graphics

8137 – Novel

Не все сетевые технологии поддерживают структуру фрейма, в которой задаётся тип. В этом случае структура выглядит так:

Заголовок

Данные фрейма

И если двум приложениям нужно связаться, и не поддерживаются типы фреймов, то они договариваются, что информация о типе фрейма будет содержаться в поле данных (длина и способ представления оговариваются).

Выводы:

Хотя к локальной сети подключено множество компьютеров, схема аппаратной адресации позволяет отправить фрейм на конкретный компьютер. При отправке фрейма компьютер должен поместить физический адрес компьютера-получателя в одно из полей заголовка фрейма. После этого отправитель ждёт своей очереди для доступа к разделяемой передающей среде и отправляет фрейм.

По мере передачи отправителем битов фрейма, все подключенные компьютеры получают копию соответствующих электронных сигналов, которые распределяются по разделяемой передающей среде. После сборки полученных битов в один фрейм сетевой интерфейс каждого компьютера сравнивает адрес получателя в заголовке фрейма с физическим адресом компьютера и широковещательным адресом.

Если фрейм предназначен для другого компьютера, сетевой интерфейс отбрасывает его и ожидает поступления следующего фрейма. Если адрес назначения во фрейме совпадает с физическим адресом компьютера или с широковещательным адресом, сетевые аппаратные средства прерывают работу процессора и передают фрейм компьютеру на обработку.

Поскольку сетевые интерфейсные аппаратные средства работают независимо от процессора компьютера, компьютер может продолжать обычную обработку, пока интерфейс принимает фреймы и выполняет сравнение.

Широковещательная рассылка является эффективным средством передачи данных в разделяемой локальной сети, поскольку достаточно передать широковещательный фрейм только один раз, и копия этого фрейма будет получена всеми компьютерами. Основным недостатком широковещательной рассылки является то, что компьютеры, которые не должны получать широковещательный фрейм, расходуют процессорное время на исследование входящего фрейма и его уничтожение.

Групповая рассылка. Это ограниченная форма широковещательной рассылки, преимуществом которой является то, что в ней для исследования фреймов используются сетевые интерфейсные аппаратные средства. При использовании групповой рассылки приложению присваивается уникальный групповой адрес. Интерфейсные аппаратные средства на каждом компьютере, участвующем в групповой рассылке, настраиваются на приём фреймов с указанным групповым адресом. Все компьютеры, настроенные таким образом, будут получать копии фреймов, отправленные по этому адресу. Другие компьютеры такую копию не получат.

Структура физических адресов зависит от сетевой технологии. Может использоваться статическая адресация, когда каждому устройству назначается уникальный адрес изготовителем интерфейсных аппаратных средств. Может использоваться назначение настраиваемых адресов, когда системный администратор выбирает уникальный адрес для каждого подключенного к сети компьютера. После этого выполняется настройка сетевых аппаратных средств компьютера для установки этого адреса. Кроме этого может использоваться динамическая адресация, когда компьютер случайным образом выбирает ряд физических адресов до тех пор, пока не находит адрес, который в настоящее время не используется.

Кроме адреса назначения, заголовок фрейма во многих сетевых технологиях содержит поле для обозначения типа фрейма. Для каждого возможного способа использования сети должен быть назначен уникальный тип фрейма. Отправитель помещает нужное значение в поле для обозначения типа данных во фрейме. Получатель проверяет содержимое поля типа данных, чтобы определить, как должен обрабатываться фрейм. Если получатель не распознаёт значение типа входящего фрейма, то этот фрейм отбрасывается.

В некоторых сетевых технологиях не предусмотрено поле типа данных. Во всех компьютерах такой сети должно быть согласовано, каким образом будет представлена информация о типе.

Задание. Найти полный список всех типов фреймов Ethernet (поможет RFC на общедоступном CD в терминалках).

14.11.02

Дата добавления: 2014-01-06