Технология Ethernet

Кадр

Сеть с маркерным доступом определяет три типа кадров: данные, маркер и прерывание.

Кадр данных. В сети с маркерным доступом кадр данных - только один из трех типов, который несет протокольные модули данных (PDU - Protocol Date Unit) и только с одним адресом заданного конечного пункта. рис. 2.16 показывает формат кадра данных.

Рис. 2.16.

Ниже дается описание каждого поля в кадре:

• Начальный ограничитель (SD - Start delimiter). Это первое поле кадра данных SD длиной 1 байт. Оно используется для подготовки принимающей станции к поступлению кадра, а также для того, чтобы обеспечить синхронизацию, восстанавливающую тактовые импульсы.
• Управление доступом (AC - Access Control). Это поле AC длиной 1 байт включает четыре подполя. Первые три бита - это поле приоритета. Четвертый бит называется маркерным битом и устанавливается для того, чтобы показать, что кадр есть кадр данных, а не маркер или кадр прерывания. Маркерный бит следует за битом наблюдения. Последние 3 бита - резервное поле, которое может быть установлено станцией, желающей зарезервировать доступ к кольцу.
• Управление кадром (FC - Frame Control). Поле FC имеет длину 1 байт и содержит два поля. Первое - это однобитовое поле, которое указывает тип информации, содержащейся в протокольной единице PDU (это информация управления или данные). Второе использует 7 оставшихся бит из байта и содержит информацию, используемую сетью с маркерным доступом (например, как использовать информацию в поля AC).
• Адрес пункта назначения (DA - Destination Address). Поле DA в 6 байт содержит физический адрес кадров следующего конечного пункта.
• Адрес источника (SA - Source Address). Поле SA также имеет длину 6 байт и содержит физический адрес передающей станции.
• Данные. Шестое поле, данные размещает 4500 байт и содержит протокольные единицы PDU. Кадр сети с маркерным доступом не включает единицу длины или типа поля.
• Циклический избыточный код (CRC - Cyclic Redundancy Code). Поле CRC имеет длину 4 байта и содержит CRC-32, обнаруживающую последовательность ошибок
• Конечный ограничитель (ED - End Delimiter). ED - второе поле флага в один байт, который указывает конец передачи данных и управляющей информации.
• Состояние Кадра (FS - Frame Status). Последний байт кадра - поле FS. Он может быть установлен приемником для того, чтобы указать, что кадр прочтен, или монитором, чтобы указать, что кадр прошел вокруг кольца. Это поле - не подтверждение, но оно указывает передатчику, что приемная станция скопировала кадр, который может теперь быть удален.

Кадр маркера. Поскольку маркер реально заполняет место и кадр резервирования, он имеет только три поля: разделитель старта (SD), разделитель управления доступом AC и разделитель окончания. Поле SD указывает, что кадр поступил. Поле AC указывает, что кадр - маркер, и включает поля резервирования и приоритет. Поле ED указывает конец кадра.

Кадр прерывания. Прерывание не несет вообще никакой информации - только разделитель (SD) старта и окончание. Он может быть передан любым передатчиком при остановке своей собственной передачи (по любой причине) или монитором, чтобы произвести чистку информации старой передачи на линии.

Адресация. Так же как и большинство реализаций локальной сети Ethernet, кольцевая сеть с маркерным доступом использует 6-байтовый адрес. Механизм адресации тот же самый, что у локальной сети Ethernet, за исключением того, что кольцевая сеть с маркерным доступом сначала передает самый старший бит каждого байта.

Реализация. Кольцо в кольцевой сети с маркерным доступом состоит из ряда экранированных секций витых пар, связывающих каждую станцию с ее непосредственным соседом. Формирование сети как кольца приводит к потенциальной проблеме: один неработающий или отсоединенный узел может остановить поток нагрузки по всей сети. Методы защиты кольцевых сетей, которые применимы и в данном случае, уже рассматривались в "Образование групповых трактов высокого порядка. Плезиохронная цифровая иерархия" . В конкретной сети возможно следующее решение: каждая станция соединена с автоматическим коммутатором. Этот коммутатор может обойти бездействующую станцию. В то время как станция не работает, коммутатор замыкает кольцо в обход. Когда станция приходит в порядок, сигнал, посылаемый центром сетевой информации, включает коммутатор и включает станцию в кольцо. Для практических целей индивидуальные автоматические выключатели объединены в центр, называемый многостанционным модулем доступа (MAU - Multi Access Unit) (см. рис. 2.17). Один MAU может обеспечить работу до восьми станций.

увеличить изображение
Рис. 2.17.

MAU могут быть объединены, чтобы создать большее кольцо.

Краткие итоги

• Локальная сеть Ethernet - наиболее широко используемый протокол локальной вычислительной сети.
• Традиционная Локальная сеть Ethernet использует CSMA/CD (множественный доступ с опросом несущей и разрешением конфликтов) со скоростью данных 10 Mbps и доменом конфликта 2500 метров.
• Каждая станция имеет равное право на среду (коллективный доступ): если в среде нет данных, станция может начать передачу данных; если две станции, следящие за средой, находят, что она не занята, и начинают посылать данные, возникает конфликт, называемый коллизией.
• Уровень звена передачи данных Локальной сети Ethernet состоит из подуровня LLC (управления логической связью) и подуровня MAC (управления средой доступа).
• Подуровень управления средой доступа несет ответственность за работу CSMA/CD (множественного доступа с опросом несущей и разрешением конфликтов).
• Подключающие устройства могут соединять вместе сегменты сети; они могут также соединять вместе сети, чтобы создать Internet.
• Есть пять типов подключающих устройств: ретрансляторы, концентраторы, мосты, маршрутизаторы и коммутаторы.
• Ретрансляторы восстанавливают сигнал на физическом уровне.
• Концентратор - многовходовой ретранслятор.
• Мосты имеют доступ к станционной адресации и могут отправлять или фильтровать сетевые пакеты. Они работают на физическом уровне и уровне линии звена передачи данных.
• Маршрутизаторы определяют путь, который должен пройти пакет. Они работают на физическом уровне и уровне линии звена передачи данных.
• Коммутатор уровня два - сложный мост; коммутатор уровня три -сложный маршрутизатор.
• Каждая станция на Ethernet имеет уникальный адрес на 48 битов, закрепленный на её интерфейсной сетевой карте (NIC).
• Обычная реализация 10-Mbps Ethernet - 10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T и 10BASE-FL.
• Быстрый Ethernet - CSMA/CD со скоростью передачи данных 100 Mbps и области разрешения конфликтов 250 метров.
• Обычная реализация быстрой Локальной сети Ethernet - 100BASE-TX, 100BASE-FX и 100BASE-T4.
• Локальная гигабитная сеть Ethernet имеет скорость передачи данных 1000 Mbps. Обычная реализация - 1000BASE-SX, 1000BASE-LX, и 1000BASE-T.