5. Ethernet. Ethernet локальды желісінің стандарттары. Ethernet желілік адаптерлері. Ethernet жіберу ортасы.

Ethernet адрестелуі

Барлық құрылғылардың физикалық адресі болу қажет. Ол әлемдегі басқа құрылғылардан ажырату үшін біркелкі болып құрылады. Ethernet адрестелуінің негізіне тарататын ортаға қатынауды басқару адрестері, немесе MAC адрестер (Ethernet адресі немесе физикалық әдіс) жатады. Бұл адрес 48 –биттік адрес, әдетте ол 12 оналтылық сан түрінде жазылады, мысалы 23-02-82-АВ-FE-D.

1.Бірінші алты оналтылық сандар құрылғыны дайындаушыны, ал соңғы алтауы – дайындаушы шығарған бөлек құрылғыны білдіреді.

МАС- адрес құрылымы келесі суретте көрсетілген

Тұрақты адрестер желілік платаға «тігіледі» деп айтылады. Кез келген таратылатын Ethernet фреймінде 2 өріс қабылдаушының МАС-адресін және жіберушінің МАС- адресін қамтиды. Бұл өрістер толтырылуы қажет. Егер хаттаманың бағдарламалық қамсыздануы белгіленген қабылдаушының МАС –адресі туралы ақпарат берілмесе немесе хабарлама желінің барлық түйіндеріне жіберу керек болса, онда арнайы МАС- адрес кең таратылатын адрес деп аталынады.

МАС адрестің түрлері

Unicast Кез келген коммуникациондық құрылғыда арналық деңгейде өзіңе тән алты байтты уникальды адресі болады. Онда бірінші бит ылғи 0 тең.

Multicast Бұл адрес администратор белгілі топқа бөлген станцияны идентификациялайды. Онда бірінші бит - 1, ал қалғандары әртүрлі. Және ол адрес таратушының адресі SA болмауы керек.

Broadcast Адрестің барлық биты 1, яғни

FF-FF-FF-FF-FF-FF. Бұндай адресті кадр желідегі барлық станцияға арналған.

Ethernet технологиясы.

Ethernet бұл бүгінгі күнгі ең таралған локальды желінің стандарты. Ethernet бұл желілік стандарт. 1975 жылы Xerox фирмасымен құрылған және шығарылған. 1980 жылы Dec Intel және Xerox бірігіп желі үшін Ethernet стандартының екінші версиясын шығарды, сондықтан Ethernet стандартының фирмалық версиясын Ethernet Dix немесе Ethernet 2 стандарты деп аталады. Ethernet Dix стандартына сәйкес IEEE 802.3 стандарты құрылды, олар бір-бірімен ұқсас. Ethernet Dix-те конфигурациялық тестілеу протоколы анықталады, ал IEEE 802.3 ол анықталмайды. Минималды және максималды өлшемі бұл стандартында ұқсас болса да кадр форматы ерекше болады. Физикалық аймақтың типіне байланысты IEEE 802.3 стандарты түрлі модификациялары бар:

10 Base 5, 10 Base 2, 10 Base T, 10 Base Fl, 10Base FB.

1995 жылы Fast Ethernet стандарты қабылданған. Ол 802.3 стандарты үшін қосымша бөлігі болып саналады – 802.3u бөлігі. 1998 жылы қабылданған Gigabit Ethernet 802.3z бөлімінің негізгі құжатында көрсетілген. Ethernet технологиясы түгел нұсқасының физикалық деңгейі нің кбелі бойынша екілік ақпаратты жіберу үшін 10Мбит/с өткізу мүмкіндігімен қамтамасыздандыратын манчестерлік код қолданады. Ethernet стандартының түгел түрлері бір ғана әдісті қолданады:CSMA/CD әдісі. Бұл әдіс логикалық жалпы шинамен желілерде қолданылады. Мұндай желінің түгел компьютердің жалпы шинаға қатынасы бар. Барлық компьютерлер бір уақытта мәліметтерді алу мүмкіндіктері бар.

Ethernet желідегі ең маңызды жағдай коллизия, екі станция бір уақытта мәліметтер кадрын жіберуге тырысады. Желі өнімділігінің мінездемеде жүктеуді көрсететін желінің қолдану коэфициентіне үлкен мән беріледі. Бұл коэфициенттің белгілері 50% -тен жоғарғылары болғандағы, желінің өткізу қабілетіндегі тез түседі.

Ethernet сегментінің кадрларда максималды мүмкін болатын өткізу қабілетіндегі сегментацияда минималды ұзындығы 14880 кадр/сек жылдамдықпен желі бойынша өтетін максималды ұзындығы. 1518 байт кадрдың қоланылуымен сәйкес келеді. Ethernet топологиясы 4типті кадрды қолдайды. Олар түйіндер адресінің ортақ форматына ие болады. Формальды белгілері бар. Сол бойынша желілік адаптерлер автоматты түрде кадр типін көреді.

Физикалық аймақтың типіне байланысты IEEE 802.3 стандарты түрлі спецификацияларды анықтайды: 10 Base 5, 10 Base 2, 10 Base T,FOIRL, 10 Base Fl, 10Base FB.Әр спецификация үшін кадр типі анықталады.

 Ethernet кадрларының форматтары.

Кадрлар форматтындағы айырмашылықтар кейде тек бір стандартқа ғана есептелген аппаратураның үйлесімсіздігіне әкелуі мүмкін, бірақ көптеген желілік адаптерлер, көпірлер және маршрутизаторлар Ethernet технологиясының практикада қолданылатын барлық кадрлар форматтарымен жұмыс жасай алады.

-802.3/LLC кадры (немесе Novell 802.2 кадры);

-Raw 802.3 кадры (немесе Novell 802.3 кадры);

-Ethernet DIX кадры (немесе Ethernet II кадры);

-Ethernet SNAP

Өрістердің келесі міндеттері бар:

1) Преамбула: 7 байт, оның әрқайсысы бір мен нөлдің алмасуын көрсетеді 10101010.

Преамбула қабылдау жағында биттік синхрондауды орнатуға мүмкіндік береді;

2) Кадр бастамасын шектеуші (SFD, start frame delimiter): 1 байт, тізбектелу

10101011, ары қарай кадрдың ақпараттық өрісі жүретінін көрсетеді. Бұл байт

преамбулаға жатуы мүмкін;

3) Қабылдаушы адресі (DA, destination address): 6 байт, станциялардың МАС

адресін көрсетеді (станцияның MAC-адресі), олар осы кадрлерге белгіленген. Бұл жалғыз физикалық адрес (unicast),топтық адрес (multicast) немесе кең түрде хабарлау адресі (broadcast);

4) Жіберуші адресі (SA, source address): 6 байт, кадр жіберетін станцияның МАС-адресін көрсетеді;

5) Тип немесе кадр ұзындығы өрісі (T or L, type or length): 2 байт. Екі негізгі кадр форматы бар: Ethernet – Ethernet-II және IEEE 802.3, әр түрлілігі қарастырылып отырған өрісінде жатыр. Ethernet-II кадры үшін осы өрісте кадр типі жайлы ақпарат бар;

6) Мәліметтер (LLC Data): LLC деңгей астымен өңделетін мәліметтер өрісі. Жалпы алғанда, IEEE 802.3 әлі аяқталған емес осы өрістің алдыңғы бірнеше байтының мәніне байла-нысты осы IEEE 802.3 кадрының үш соңғы форматы болуы мүмкін

7) Бақылау тізбегі (Контрольная после-довательность) FCS - Frame Check Status:4 байт; құрастырылған дестені бакылау разрядтары, циклдік толық код барлық өрістер үшін, оларға Pre+SFD и FCS өрістері кірмейді.

Ethernet желісінде 4 бір бірінен қатты ерекшелінбейтін әр түрлі кадр форматтары қолданылады. Негізгі кадр форматтары Ethernet_II және Ethernet_802.3, олар бір өрістің тағайындалуымен ғана ерекшелінеді.

Ең төменгі минимальды кадр ұзындығы барлық Ethernet кадрларлары түрлеріне 64 байт, ал максимальды – 1518 байт.

6. MAC-адрестер. Екілік және оналтылық сандар. ETHERNET желілік адаптерлері. ETHERNET жіберу ортасы.

MAC-адрес -Тораптық локальды адресі, ол құрамына осы торап кіретін бөлек желіні құру технологиясымен анықталады. Локальды желіге кіретін тораптар үшін - бұл желі адаптердің немесе маршрутизатор портының MAC-адресі болып табылады. Мысалы, 11-AO—17-3D-BC-01. Бұл адресті орталықтан басқарылатындықтан өндірушілер тағайындайды және бірден-бір адрес болып келеді. Локальды желілердің барлық технологиялары үшін MAC-адресінің 6-байтты форматы бар:үлкен 3 байты - өндіруші фирманың идентификаторы, ал 3 кіші байтты бірегей жолмен өндіруші тағайындалады. X.25 немесе frame relay сияқты глобальды желілерге кіруші тораптар үшін локальді адресті глобальды желінің администраторы қояды.

Ehternet жіберу ортасы -Сигналдың өшуі – көздің импеданстары мен кабельдің ипмпеданс артық жүк қасиеттері сәйкес келгендегі кіріс сигналы қуатының шығыс сигналы қуатына децибелда (дБ) берілген қатысы. Кіріс қуатының мәні артық жүкті көзге сигналдың кабельсіз өту арқылы қосылғанында қуатты өлшеу жолымен алынады. Кейбір жағдайларда, мысалы терминалдау орындарында импеданстар бір-біріне жақсы сәйкес келмейді, ішкі қуаттың шығыс қуатына қатысы енгізілген шығын немесе енгізілген өшу атын алып жүреді. Ethernet аппаратурасы көбіне кабельден, разъемдардан, Т- коннекторларынан, теминаторлардан және тораптық адаптерлерден тұрады. Кері шығындар (көрсетілгендегі шығын). Кабельдің импедансы мен артық жүк сәйкес келмеген жағдайда, кабельде өтетін сигнал біртіндеп кабель-артық жүк интерфейс нүктесінде көрінетін болады. Көрінген сигналдың қуаты көрінгендегі шығын немесе кері шығын атына ие. Импеданстардың үйлесімділігі жақсы болған сайын, көрстеілетін қуат та аз және сәйкесінше кері шығындар да төмен болады. Сигналды жіберудегі уақытша кешігу. Кіріс нүктесінен шығыс нүктесіне жіберілетін сигнал уақытша кешігумен келеді, оның шамасы кабель ұзындығының жіберу ортасындағы V жіберу сигналы жылдамдығы қатысымен анықталады. Вакуумда екі сымнан тұратын жіберу линиясы (сызығы) жақсы болғанда, сигналды жіберу жылдамдығы вакуумда жарық жіберу жылдамдығы с-ға тең. Іс жүзінде кабельде сигналды жіберу жылдамдығы сымдарды қоршап тұрған диэлектрик материалдардың қасиеттеріне тең.

 Ethernet желілік адаптер Ethernet технологиясының максимальды кадр ұзындығы - 1500 байт, ал қызмет ақпаратпен 1518 байт, преамбуламен 1526 байт немесе 12 208 бит. Ethernetтехнологиясының стандарттары, МАС деңгейіндегі форматтың сипаттамасын береді. Ал, МАС өзі LLC форматына келіп саяды. Ethernetжелілерінде арналық деңгейде 4 түрлі пішін қолданылады. Бір - бірінен тәуелсіз үш Digital, Intel және Xerox фирмалары 802,3 комитетіне Ethernet стандартының халықаралық стандарты ретінде өз екі түрлі нұсқаларын ұсынды. Ал, келесі бір формат Novell компаниясының күшімен туындады. Соңында, төртінші пішін алдыңғы форматтар негізінде туындаған 802,2 комитетінің жалпы нұсқасы болды. Әр түрлі пішімдегі кадрларды қолдану жабдықтаманың жұмысына не болмаса желінің бағдарламалық қамсыздануына сәйкес келмеушілікті туындатады. Бірақ, қазіргі күнде барлық желі адаптерлері, желі адаптерлерінің драйверлері, коммутаторлар мен маршруттар Ethernet технологиясының барлық форматтағы кадрларымен жұмыс атқара алады. Сонымен қатар, пішім типін анықтау автоматты түрде жүзеге асырылады.

Ethernet кадрларының төрт типі:

1)802,3/LLCкадры (немесе Novell802,2) 2)Raw 802,3кадры (немесе Novell 802,3) 3)Ethernet DIX (немесе Ethernet ΙΙ) 4)Ethernet SNAPкадры