формати кадрів

Опис технології Ethernet

Формати кадрів Ethernet

Дані, що передаються в мережі Ethernet, розбиті на кадри. Нагадаємо, що практично кожної мережевої технології (незалежно від її рівня) відповідає одиниця передачі даних. Ethernet - кадр, АТМ - осередок, IP - дейтаграмма і т.д. Дані по мережі в чистому вигляді не передаються. Як правило, до одиниці даних "прістраевается" заголовок. У деяких мережевих технологіях додається також закінчення. Тема і закінчення несуть службову інформацію і складаються з певних полів.

Так як існує кілька типів кадрів, то для того, щоб зрозуміти один одного, відправник і одержувач повинні використовувати один і той же тип кадрів. Кадри можуть бути чотирьох різних форматів, кілька відрізняються один від одного. Базових форматів кадрів (raw formats) існує всього два - Ethernet II і Ethernet 802.3. Ці формати відрізняються призначенням всього одного поля.

Більшість мережевих адміністраторів не приділяє належної уваги типам кадрів Ethernet, а це може бути джерелом проблем. Наприклад, якщо клієнтське мережеве програмне забезпечення налаштоване на невірний тип кадру, то користувач не зможе взаємодіяти з сервером. За типом кадру доводиться особливо уважно стежити в мережах Nowell NetWare, так як в нових версіях цієї операційної системи тип кадру за замовчуванням був змінений з 802.3 на 802.2. Крім того, в корпоративних мережах застосовуються пристрої від декількох постачальників, які базуються на різних протоколах взаємодії і використовують різні типи кадрів.

Для того, щоб робочі станції мали можливість взаємодіяти з сервером в одному сегменті мережі, вони повинні підтримувати єдиний формат кадру. Існує чотири основні різновиди кадрів Ethernet:

  • Ethernet Type II
  • Ethernet 802.3
  • Ethernet 802.2
  • Ethernet SNAP (SubNetwork Access Protocol).

Розглянемо поля, загальні для всіх чотирьох типів кадрів (рис. 1).

Преамбула (56 біт)

Ознака початку кадру (8 біт)

Довжина / тип (16 біт)

Дані (змінна довжина)

Контрольна сума (32 біт)

Мал. 1. Загальний формат кадрів Ethernet

Поля в кадрі мають таке значення:

Слід зазначити, що мінімальна допустима довжина всіх чотирьох типів кадрів Ethernet становить 64 байта, а максимальна - 1518 байт. Так як на службову інформацію в кадрі відводиться 18 байт, то поле "Даних" може мати довжину від 46 до 1500 байт. Якщо передаються по мережі дані менше допустимої мінімальної довжини, кадр буде автоматично доповнюватися до 46 байт. Такі жорсткі обмеження на мінімальну довжину кадру ввденія для забезпечення нормальної роботи механізму виявлення колізій.

Розглянемо більш докладно формати кадрів різних типів. Тип кадру Ethernet II використовується багатьма протоколами верхнього рівня, такими як IPX, TCP / IP і Apple Talk. Даний тип кадру був розроблений фірмами DEC, Intel і Xerox. Необхідно враховувати, що хоча даний тип кадру є найбільш широко використовуваним, він не схвалений організаціями ISO і IEEE. Формат даного типу кадру відрізняється від розглянутого вище тільки тим, що в поле "Довжина / тип" завжди вказується тип протоколу.

Мережеві операційні системи Nowell NetWare 2.x і 3.x (за винятком 3.12) за замовчуванням використовують кадри Ethernet 802.3. Хоча в назві цього кадру є згадка комітету IEEE, останній не мав ніякого відношення до його розробки.

Даний тип кадру не містить ніякої інформації про протокол. Поле "Довжина / тип" завжди вказує довжину кадру. В результаті немає стандартних методів ідентифікації мережевого протоколу, якому належить даний кадр. Однак, тільки відповідно до концепції фірми Nowell, тільки протокол IPX може використовуватися з даним типом кадрів. Розроблена спеціальна послідовність дій для визначення того, що саме протокол IPX був инкапсулирован в кадр даного типу:

  1. Перевіряється поле "Довжина / тип". Якщо воно містить значення від 0 до 1518 (05ЕЕ), то дане поле визначає довжину кадру, а не тип протоколу (тобто це кадр 802.3, в іншому випадку - кадр Ethernet II).
  2. Перевіряються два байта, наступні за полем "Довжина / тип". Якщо вони містять FFFF, це означає, що кадр належить протоколу IPX, так як заголовок цього протоколу завжди починається з FFFF.
  • Поле "DSAP" вказує на використовуваний одержувачем протокол мережевого рівня. Розмір поля становить 1 байт (один біт в ньому зарезервований). Для протоколу IPX значення поля одно Е0, для протоколів IP - 06, для NetBIOS - F0.
  • Поле "SSAP" вказує на використовуваний відправником протокол мережевого рівня. Розмір даного поля становить 1 байт (один біт зарезервований). Зазвичай значення даного поля збігається із значенням поля DSAP.
  • Поле "Контроль" вказує на тип сервісу, необхідний для мережевого протоколу. Розмір даного поля становить 1 байт. Мережева операційна система Nowell NetWare встановлює значення даного поля в 03.

Формат кадру Ethernet 802.2 має деякі недоліки, зокрема, він містить непарне число байтів службової інформації. Це не зовсім зручно для роботи більшості мережевих пристроїв. Крім того, для ідентифікації протоколу мережевого рівня відводиться 7 біт, що дозволяє підтримувати "всього" 128 різних протоколів. Кадр Ethernet SNAP, що є подальшим розвитком Ether n et 802.2, містить наступні додаткові поля (рис. 2):

  • Поле "Код організації" має довжину 3 байта і вказує на код конкретної організації (фірми), яка привласнила значення поля "Ідентифікатор протоколу". Якщо значення поля одно 000000 (а це так практично завжди, за винятком мереж Apple Talk), то поле "Ідентифікатор протоколу" містить значення, що звичайно міститься в поле "Довжина / тип", тобто ідентифікатор протоколу верхнього рівня.
  • Поле "Ідентифікатор протоколу" має довжину два байта і ідентифікує протокол верхнього рівня, інкапсульований в поле "Дані" кадру. При використанні протоколу IPX це поле містить значення 8137.

У сукупності ці два поля складають додаткове пятібайтовое поле для ідентифікації протокола.Ето було зроблено для збільшення числа підтримуваних протоколів.