Форматы кадров технологии Ethernet

В сетях Ethernet существует 4 типа фреймов: кадр 802.3/LLC (или кадр Novell 802.2), кадр Raw 802.3 (или кадр Novell 802.3), кадр Ethernet DIX (или кадр Ethernet II), кадр Ethernet SNAP.

Большинство устройств Ethernet умеет работать со всеми вышеупомянутыми форматами фреймов. Чаще всего используется фрейм Ethernet II. Стандарт технологии Ethernet, описанный в документе IEEE 802.3, дает описание единственного формата кадра уровня MAC. Так как в кадр уровня MAC должен вкладываться кадр уровня LLC, описанный в документе IEEE 802.2, то по стандартам IEEE в сети Ethernet может использоваться только единственный вариант кадра канального уровня, заголовок которого является комбинацией заголовков MAC и LLC подуровней.

Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещё называемый DIX— наиболее распространена и используется по сей день.

Часто используется непосредственно протоколом интернет.

Рис. 32. Кадр Ethernet II (64-1518 byte)

Logical Link Control (общепринятое сокращение – LLC) – подуровень управления логической связью. По стандарту IEEE 802 – верхний подуровень канального уровня модели ISO/OSI, осуществляет:

· управление передачей данных;

· обеспечивает проверку и правильность передачи информации по соединению.

По своему назначению все кадры уровня LLC (называемые в стандарте IEEE 802.2 блоками данных – Protocol Data Unit, PDU) подразделяются на три типа – информационные, управляющие и ненумерованные:

· информационные кадры предназначены для передачи информации в процедурах с установлением логического соединения и должны обязательно содержать поле информации. В процессе передачи информационных блоков осуществляется их нумерация в режиме скользящего окна;

Тег (иногда тэг, англ. tag— «ярлык, этикетка, бирка; метить»)— метка как ключевое слово, в более узком применении – идентификатор для категоризации, описания, поиска данных и задания внутренней структуры. Метка-идентификатор, добавляемая к Ethernet-пакетам, используемая при выделении разных виртуальных каналов данных в одном физическом канале. Определяется в стандарте IEEE 802.1Q;

· управляющие кадры предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков4;

· ненумерованные кадры предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов, выполняющих в процедурах без установления логического соединения передачу информации, идентификацию и тестирование LLC-уровня, а в процедурах с установлением логического соединения — установление и разъединение логического соединения, а также информирование об ошибках.

Рис. 33. Формат кадра Ethernet IEEE 802.3

Стандарт IEEE 802.3 определяет восемь полей заголовка.

Поле преамбулы состоит из семи байтов синхронизирующих данных. Каждый байт содержит одну и ту же последовательность битов - 10101010. При манчестерском кодировании эта комбинация представляется в физической среде периодическим волновым сигналом. Преамбула используется для того, чтобы дать время и возможность схемам приемопередатчиков прийти в устойчивый синхронизм с принимаемыми тактовыми сигналами.

Начальный ограничитель кадра состоит из одного байта с набором битов 10101011. Появление этой комбинации является указанием на предстоящий прием кадра.

Адрес получателя может быть длиной 2 или 6 байтов (MAC-адрес получателя). Первый бит адреса получателя – это признак того, является адрес индивидуальным или групповым: если 0, то адрес указывает на определенную станцию, если 1, то это групповой адрес нескольких (возможно всех) станций сети. При широковещательной адресации все биты поля адреса устанавливаются в 1. Общепринятым является использование 6-байтовых адресов.

Адрес отправителя – 2-х или 6-ти байтовое поле, содержащее адрес станции отправителя. Первый бит - всегда имеет значение 0.

Поле TAG включает в себя данные QoS и номер VLAN , все пакеты, содержащие информацию о качестве обслуживания, являются тегированными.

Поле данных может содержать от 0 до 1500 байт. Но если длина поля меньше 46 байт, то используется следующее поле - поле заполнения, чтобы дополнить кадр до минимально допустимой длины.

Поле заполнения состоит из такого количества байтов заполнителей, которое обеспечивает определенную минимальную длину поля данных (46 байт). Это обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Если длина поля данных достаточна, то поле заполнения в кадре не появляется.

Поле контрольной суммы - 4 байта, содержащие значение, которое вычисляется по определенному алгоритму (CRC-32). После получения кадра рабочая станция выполняет собственное вычисление контрольной суммы для этого кадра, сравнивает полученное значение со значением поля контрольной суммы и, таким образом, определяет, не искажен ли полученный кадр.