Стандарт IEEE 802. 3 Ethernet. Основні характеристики. Формат пакета. Специфікації Ethernet

Основу стандарта 802.3 составила технология экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году. В 1980 году фирмы DEC, Intel и Xerox (сокращенно — DIX) совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet версии II для сети, построенной на основе коаксиального кабеля. Эту последнюю версию фирменного стандарта Ethernet называют стандартом Ethernet DIX, или Ethernet II. На базе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3, который во многом совпадает со своим предшественником.

В стандартах IEEE Ethernet младший бит байта изображается в самой левой позиции поля, а старший

бит — в самой правой. Этот нестандартный способ отображения порядка следования битов в байте

соответствует порядку передачи битов в линию связи передатчиком Ethernet (первым передается

младший бит). В стандартах других организаций, например RFC IETF, ITU-T, ISO, используется

традиционное представление байта, когда младший бит считается самым правым битом байта, а стар-

ший — самым левым. При этом порядок следования байтов остается традиционным. Поэтому при

чтении стандартов, опубликованных этими организациями, а также чтении данных, отображаемых

на экране операционной системой или анализатором протоколов, значения каждого байта кадра

Ethernet нужно зеркально отобразить, чтобы получить представление о значении разрядов этого

байта в соответствии с документами IEEE. Например, групповой адрес, имеющий в нотации IEEE

вид 1000 0000 0000 0000 1010 0111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 или в шестнадцатеричной записи

80-00-A7-F0-00-00, будет, скорее всего, отображен анализатором протоколов в традиционном виде

как 01-00-E5-0F-00-00.

Существует несколько стандартов формата кадра Ethernet. На практике в оборудовании Ethernet используется только один формат кадра, а именно кадр Ethernet DIX, который иногда называют кадром Ethernet II по номеру последнего стандарта DIX. Этот формат представлен на рис.

Первые два поля заголовка отведены под адреса:

• DA (Destination Address) — МАС-адрес узла назначения;

• SA (Source Address) — МАС-адрес узла отправителя.Для доставки кадра достаточно одного адреса — адреса назначения; адрес источника помещается в кадр для того, чтобы узел, получивший кадр, знал, от кого пришел кадр и кому нужно на него ответить. Принятие решения об ответе не входит в компетенцию протокола Ethernet, это дело протоколов верхних уровней. Ethernet же только выполнит такое действие, если с сетевого уровня поступит соответствующее указание.

• Поле Т (Туре, или EtherType) содержит условный код протокола верхнего уровня, данные которого находятся в поле данных кадра, например шестнадцатеричное значение08-00 соответствует протоколу IP. Это поле требуется для поддержки интерфейсных функций мультиплексирования и демультиплексирования кадров при взаимодействии с протоколами верхних уровней.

• Поле данных может содержать от 46 до 1500 байт. Если длина пользовательских данных меньше 46 байт, то это поле дополняется до минимального размера байтами заполнения. Эта операция требуется для корректной работы метода доступа Ethernet(он рассматривается в следующем разделе).

Поле контрольной последовательности кадра (Frame Check Sequence, FCS) состоит из 4 байт контрольной суммы. Это значение вычисляется по алгоритму CRC-32. Наиболее популярными спецификациями физической среды Ethernet для скорости передачи данных 10 Мбит/с являются следующие:

Существуют еще три стандартных формата кадра Ethernet:

• Кадр 802.3/LLC является стандартом комитета IEEE 802 и построен в соответствии

с принятым разбиением функций канального уровня на уровень MAC и уровень LLC.

Поэтому результирующий кадр является вложением кадра LLC, определяемого стан-

дартом 802.2, в кадр MAC, определяемого стандартом 802.3.

• Кадр Raw 802.3, или Novell 802.3, появился в результате усилий компании Novell по

ускорению разработки своего стека протоколов в сетях Ethernet.

• Кадр Ethernet SNAP стал результатом деятельности комитета 802.2 по приведению

предыдущих форматов кадров к некоторому общему стандарту и приданию кадру

необходимой гибкости для учета в будущем возможностей добавления полей или из-

менения их назначения.

• 10Base-5 — коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, называемый «толстым» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента: 500 м(без повторителей). Максимальное количество узлов подключаемых к сегменту — 100.Максимальное число сегментов — 5 (4 повторителя), из которых.только 3 могут использоваться для подключения узлов, а 2 играют роль удлинителей сети.

• 10Base-2 — коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый «тонким» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента — 185 м(без повторителей). Максимальное количество узлов подключаемых к сегменту — 30.Максимальное число сегментов — 5 (4 повторителя), из которых только 3 могут использоваться для подключения узлов, а 2 играют роль удлинителей сети.

• 10Base-T — кабель на основе неэкранированной витой пары (UTP). Образует звездообразную топологию на основе концентратора (многопортового повторителя). Расстояние между концентратором и конечным узлом — не более 100 м. Между любыми двумя узлами сети может быть не более 4-х концентраторов (так называемое «правило4-х хабов»).

• 10Base -F — волоконно-оптический кабель. Топология аналогична топологии стандарта 10Base-T, но расстояние между концентратором и конечным узлом может достигать 2000 м. Правило 4-х хабов остается в силе.