Структура стандартов Ethernet. Понятие МАС-адреса

В 80-е годы, как уже отмечалось ранее,произошёл бурный рост компьютерных технологий, связанный с появлением новой элементной базы, и новым витком развития сетевых решений.

Были приняты основные стандарты на коммуникационные технологии для локальных сетей: в 1980 году — Ethernet, в 1985— Token Ring, в конце 80-х — FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых операционных систем на нижних уровнях, а также стандартизировать интерфейс ОС с драйверами сетевых адаптеров.

В 1980 году в результате работы «комитета 802», организации Instituteof Electrical and Electronics Engineers, IEEE, было принято семейство стандартов IEEE 802-х, которые содержат рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей. Позже результаты работы этого комитета легли в основу комплекса международных стандартов ISO 8802-1...5.

Стандарты семейства IEEE 802.х охватывают два нижних уровня модели ISO /OSI - физический и канальный, потому что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей

Функции канального уровня подразделяются на два подуровня:

· управление доступом к среде передачи (MediaAccess Control, MAC);

· управление логическим соединением (LogicalLink Control, LLC).

Подуровень MAC определяет такие элементы канального уровня, как логическая топология сети, метод доступа к среде передачи информации и правила физической адресации между сетевыми объектами.Аббревиатура MAC используется также при определении физического адреса сетевого устройства: физический адрес устройства (который определяется внутри сетевого устройства или сетевой карты на этапе производства) часто называют МАС-адресом этого устройства. Существует возможность программно изменить МАС-адрес большого количества сетевых устройств, особенно сетевых карт. При этом необходимо помнить, что канальный уровень модели ISO /OSI накладывает ограничения на использование МАС-адресов: в одной физической сети не может быть двух или более устройств, использующих одинаковый МАС-адрес.

Для определения физического адреса сетевого объекта может быть использовано понятие«адрес узла». Адрес узла чаще всего совпадает с МАС-адресом или определяется логически при программном переназначении адреса.

Подуровень LLC определяет правила синхронизации передачи и сервиса соединений. Этот подуровень канального уровня тесно взаимодействует с сетевым уровнем модели ISO /OSI и отвечает за надежность физических (с использованием МАС-адресов) соединений.

Канальный уровень обеспечивает сервис соединений.

Существует три типа сервиса соединений:

· сервис без подтверждения и без установления соединений (unacknowledged connectionless) - посылает и получает фреймы без управления потоком и без контроля ошибок или последовательности пакетов;

· сервис, ориентированный на соединение (connection-oriented), -обеспечивает управление потоком, контроль ошибок и последовательности пакетов посредством выдачи квитанций(подтверждений);

· сервис с подтверждением без установления соединения (acknowledged connectionless) - использует квитанции для управления потоком и контроля ошибок при передачах между двумя узлами сети.

Сервис соединений использует подтверждения,или квитанции, представляющие собой специальные сообщения, которые подтверждают факт приема фрейма или пакета данных. Подтверждения используются для управления потоком данных LLC-уровня и для контроля ошибок.

Рисунок 85 . Структура стандартов IEEE802.х.

Помимо IEEE в работе по стандартизации протоколов локальных сетей принимали участие и другие организации. Так, для сетей, работающих на оптоволокне, американским институтом по стандартизации ANSI был разработан стандарт FDDI, обеспечивающий скорость передачи данных 100 Мб/с. Работы по стандартизации протоколов ведутся также ассоциацией ЕСМА, которой приняты стандарты ЕСМА-80, 81, 82 для локальной сети типа Ethernet и впоследствии стандарты ЕСМА-89,90 по методу передачи маркера.

Технология Ethernet была разработана вместе со многими первыми проектами корпорации Xerox PARC. Общепринято считать, что Ethernet был изобретён 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet. Но законное право на технологию Меткалф получил через несколько лет. В 1976 году он и его ассистент Дэвид Боггс издали брошюру под названием «Ethernet:Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks». Меткалф ушёл из Xerox в 1979 году и основал компанию 3Com для продвижения компьютеров и локальных вычислительных сетей. Ему удалось убедить DEC, Intel и Xerox работать совместно и разработать стандарт Ethernet (DIX). Впервые этот стандарт был опубликован 30 сентября 1980 года. Он начал соперничество с двумя крупными запатентованными технологиями: Token Ring и ARCNET,— которые вскоре уступили свои места под накатывающимися волнами продукции Ethernet.

В стандарте первых версий (Ethernetv1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.

Причинами перехода на витую пару были:

· возможность работы в дуплексном режиме;

· низкая стоимость кабеля «витой пары»;

· более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле;

· большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала;

· возможность питания по кабелю маломощных узлов,например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE);

· отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети.

При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров,применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока.

Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей, и возможность увеличения скорости передачи данных.