11.2 Елементи системи Ethernet.

Систему Ethernet складають три основні елементи:

• фізичне середовище, яке застосоване для переносу сигналів Ethernet між комп’ютерами;

• рамка (пакет) Ethernet, яка складається із стандартизованої системи бітів, використаної для переносу даних через систему;

• правила доступу до середовища, вбудованs в кожний інтерфейс Ethernet, що дозволяє багатьом комп’ютерам коректно здобувати доступ до спільних каналів Ethernet.

Локальні мережі Ethernet використовують широкомовну мережеву топологію, тобто сигнал, який передається довільною станцією, досягає до всіх інших станцій в мережі. Будь-який комп’ютер в мережі Ethernet, відомий під назвою станція, оперує незалежно від усіх інших станцій в мережі: центральне управління відсутнє. Всі станції в Ethernet під’єднані до спільної сигнальної системи, яка називається середовище. Хоч усі локальні мережі в основній смузі частот передають у півдуплексному режимі, одночасно вести передачу може тільки одна робоча станція. Сигнали Ethernet передаються послідовно, біт за бітом через спільне сигнальне середовище до під’єднаної до нього робочої станції. Щоб вислати дані, станція спочатку прослухує канал, і коли канал простоює, станція висилає свої дані, упаковані у вигляді рамки або пакету Ethernet. Рамки Ethernet і стандарту IEEE 802.3 незначно відрізняються між собою.

Після передавання кожної рамки, всі станції в мережі мусять змагатися за нагоду передати наступну рамку. Цим досягається коректність доступу до мережевого зв'язкового каналу, так що жодна станція не може блокувати інші станції. Доступ до спільного каналі визначений механізмом управління доступом до середовища (Medium Access Control - MAC), вбудованим в інтерфейс Ethernet, розміщений у кожній станції. Механізм управління доступом до середовища оснований на системі, яка називається множинний доступ з розпізнаванням носія і виявленням колізій (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - CSMA/CD).

Кожна станція в мережі має унікальну адресу і повідомлення може бути адресоване таким чином:

• Адресація конкретній станції: повідомлення адресується тільки одній станції в мережі.

• Багатоадресна адресація: повідомлення адресується групі станцій через пов'язання їх унікальних адрес з логічним ім’ям (наприклад, файлові сервери, прінт-сервери).

• Широкомовна адресація: повідомлення адресується всім станціям.

Адреси і рамки Ethernet.

Основою системи Ethernet є пакет або рамка Ethernet, яка застосовується для передавання даних між комп’ютерами. Рамка складається із системи бітів, організованих в окремі поля. Загальний вигляд типової рамки Ethernet показаний на рис. 11.2.1.

Рис. 11.2.1. Загальний вигляд рамки Ethernet.

Адресація.

Перші два поля в рамці переносять 48-бітові (8-октетні) адреси, які називають адресою призначення та адресою джерела. IEEE керує призначенням цих адрес шляхом адміністрування порцією адресного поля. IEEE досягає цього, забезпечуючи 24-бітовий (4-октетний) ідентифікатор, який називають організаційно-унікальними ідентифікаторами (Organizationally Unique Identifiers - OUI), оскільки унікальний 24-бітовий ідентифікатор приписаний кожній організації, яка хоче випускати інтерфейс Ethernet. Організація, в свою чергу, створює 48-бітову адресу з використанням приписаного OUI як перших 24 бітів адреси. Наприклад, адреси всіх карт фірми 3Com починаються трьома байтами 02 60 8C (в шістнадцятковому форматі). Ця 48-бітова адреса відома як фізична адреса, адреса обладнання або MAC-адреса.

Унікальна 48-бітова адреса звичайно надається кожній карті мережевого інтерфейсу Ethernet при його виготовленні, що значно спрощує встановлення мережі та оперування в ній. Надані адреси дозволяють уникнути можливих ускладнень в адмініструванні адресами для різних груп, які використовують мережу.

Коли деякий пакет Ethernet висланий у спільний сигнальний канал, всі інтерфейси Ethernet перш за все розглядають 48-бітове поле, яке містить адресу призначення. Інтерфейси порівнюють адресу призначення пакету із своєю власною адресою. Інтерфейс Ethernet із тією ж адресою, що й адреса призначення в пакеті, може читати отриманий пакет і передати її мережевому програмному забезпеченню цього комп’ютера. Всі інші мережеві інтерфейси припиняють читання пакету, коли встановлюють, що адреса призначення не відповідає їх власній адресі.

Багатоадресність дозволяє групі станцій прийняти окремий пакет Ethernet. Мережеве програмне забезпечення може встановити інтерфейс Ethernet станцій для прослуховування багатьох визначених адрес. Це можливо зробити для системи станцій, приписаних до багатоадресної групи, для якої дана особлива адреса. Окремий пакет, висланий за адресою, приписаною групі, може бути прийнятий всіма станціями в групі.

Особливий випадок багатоадресності відомий як широкомовна адреса, якою є 48-бітова адреса із усіма бітами, рівними одиниці (тобто адреса рівна FF FF FF FF у шістнадцятковій формі запису). Всі інтерфейси Ethernet, які бачать пакет з цією адресою призначення, можуть читати пакет і передати його мережевому програмному забезпеченню комп’ютера.