Канальный уровень определяет методы форматирования данных для передачи и методы контроля доступа в сеть. В этой главе рассмотрены следующие протоколы канального уровня:
- Ethernet;
- TokenRing;
- FDDI.
FDDI, TokenRing и Ethernet могут рассматриваться как физические интерфейсы или логические протоколы, инкапсулированные в протоколы WAN или ATM.
На Рис. 4.1 показано представление протоколов ЛВС в модели OSI.
Рис. 4. 1Протоколы ЛВС в модели ISO/OSI
4.1. Ethernet
ANSI/ IEEE 802.3 1933-00
Широко используемый для построения компьютерных сетей стандарт Ethernet был разработан компаниями DEL, Intel и Xerox. Ethernet — самая популярная в настоящее время сетевая архитектура. Она использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/с, топологию "шина" или "звезда", а для регулирования трафика в физическом сегменте— CSMA/CD.
Сеть Ethernet имеет следующие характеристики:
топологии — линейная шина, звезда-шина;
— тип передачи — узкополосная;
— метод доступа CSMA/CD;
— скорость передачи данных кабельная система — 10 и 100 Мбит/с;
— спецификации — IEEE 802.3;
— кабельная система — толстый и тонкий коаксиальный, UTP.
Структура заголовка Ethernet показана на Рис. 4.2.
Рис. 4. 2 Структура заголовка Ethernet
Адрес получателя
Поле адреса получателя имеет структуру, показанную на Рис. 4.3.
Рис. 4. 3 Структура адреса получателя
I/G Персональный (I) или групповой (G) адрес:
0 персональный адрес DASP;
1 групповой адрес DASP.
U/L Универсалльный (U) или локальный (L) адрес:
0 универсальный адрес DASP;
1 локальный адрес DASP.
Адрес отправителя
Поле адреса отправителя имеет показанную на Рис. 4.4 структуру.
Рис. 4. 4 Структура адреса отправителя
0 Первый бит адреса отправителя всегда имеет нулевое значение.
U/L Универсальный(U) или локальный (L) адрес:
0 универсальный адрес SSAP;
1 локальный адрес SSAP.
Длина / Тип
Для протокола Ethernet это поле содержит идентификатор типа Ethernet (используемый отправителем протокол сетевого уровня – значение, превышающее 0x0600).
Для протокола 802.3 значение этого поля (46-1500) показывает длину поля данных, представляющего собой инкапсуляцию протокола LLC (заголовок LLC показывает тип вложенного протокола).
Данные + биты заполнения
Протокол LLC.
FSC
Контрольная сумма кадра.
4.2. TokenRing
IEEE 802.3 1995-00
TokenRing представляет собой протокол ЛВС, в которых все станции соединены в (логическое) кольцо и каждая станция может принимать данные только от своего ближайшего соседа. Разрешение на передачу определяется специальным маркером (token), передаваемым по кольцу.
Структура заголовка TokenRing показана на Рис. 4.5.
Рис. 4. 5 Структура заголовка TokenRing
SDEL / EDEL
Начальный (SDEL) или конечный (EDEL) указатель. Оба типа полей содержат преднамеренные нарушения манчестерского кодирования, которые позволяют отличить поля SDEL и EDEL в потоке другой информации.
Управление доступом
Поле управления доступом имеет формат, показанный на Рис. 4.6.
Рис. 4. 6 Структура поля упраления доступом
РРР Биты приоритета:
000 низший приоритет;
111 высший приоритет.
Т Бит маркера:
0 маркер;
1 кадр.
М Счетчик мониторинга:
0 исходное значение;
1 изменено для активного монитора.
R Биты резервирования:
000 резервирование низшего приоритета;
111 резервирование высшего приоритета.
Управление кадром
Формат поля управления кадром показан на Рис. 4.7:
Рис. 4. 7 Структура поля управления
Поле, обозначающее тип кадра может принимать следующие значения:
00 MAC-кадр;
01 кадр LLC;
10 тип кадра не определен;
11 тип кадра не определен.
Следующие два бита всегда имеют нулевые значения.
Индикатор показывает кадры, для которых адаптер использует специальные средства буферизации и обработки:
0000 экспресс-буфер;
0010 предостережение;
0011 маркер претензий;
0100 чистка кольца;
0101 присутствует активный монитор;
0110 присутствует неактивный (standby) монитор.
Адрес получателя
Поле адреса получателя имеет структуру, показанную наРис. 4.8:
Рис. 4. 8 Структура адреса получателя
I/G Персональный (I) или групповой (G) адрес:
0 персональный адрес DSAP;
1 групповой адрес DSAP.
U/L Универсальный (U) или локальный (L) адрес:
0 универсальный адрес DSAP;
1 локальный адрес DSAP.
Адрес отправителя
Поле адреса отправителя имеет общую стрктуру (Рис. 4.9):
Рис. 4. 9 Структура адреса отправителя
RII Индикатор маршрутной информации:
0 маршрутная информация отсутствует;
1 маршрутная информация присутствует.
I/G Персональный (I) или групповой (G) адрес:
0 персональный адрес SSAP;
1 групповой адрес SSAP.
Сведения о маршрутизации
Поле маршрутной информации имеет следующую стрктуру (Рис. 4.10):
Рис. 4. 10 Структура поля маршрутной информации
RC Управление маршрутизацией.
RDn Дескриптор маршрута.
RT Тип маршрутизации.
LTH Длина
D Бит направления.
LF Самый большой кадр.
r Зарезервирован.
Данные
Информационное поле (данные) может содержать данные уровня LLC или MAC. Структура поля показана на Рис. 4.11:
Рис. 4. 11 Структура инфомационного поля
VL
Длина основного вектора в октета (байтах).
VI
Идентификатор основного вектора. Поле VI имеет следующий формат, показанный на Рис. 4.12.
Рис. 4. 12 Идентификатор основного вектора
Класс отправителя и получателя
Поля класса отправителя и получателя обеспечивают корректную маршрутизацию в станции кольца:
0 станция кольца;
4 сервер конфигурационных отчетов;
5 сервер параметров кольца;
6 монитор ошибок в кольце.
Код основного вектора
Код основного вектора определяет тип этого вектора, например:
0x00 отклик;
0x02 предостережение (beacon) и т.д.
SVL
Длина субвектора в октетах (байтах).
SVI
Код субвектора определяет тип этого вектора, например:
0x00 тип предостережения (beacon);
0x02 NAUN (NextAdress. UpstreamNeighbor) – адрес соседней станции, от которой приходят кадры и т.д.
SVV
Значение субвектора (информационное поле переменной длины).
FCS
Контрольная сумма кадра.
Состояние кадра
Это поле содержит биты, которые могут быть установлены получателем кадра для того, чтобы сообщить о распознавании адреса и успешном копировании кадра.
4.3. FDDI
FDDI (FiberDistributedDataInterface) представляет собой технологию передачи данных со скоростью 100 Мбит/с по двойному кольцу (из деревьвев). Стандарт FDDI предложен Американским интститутлм стандартизации (ANSI).
Структура заголовка кадра FDDI показа на на Рис. 4.13.
Рис. 4. 13 Структура заголовка FDDI
Управление кадром.
Поле управления кадром имеет следующую структуру (Рис. 4.14):
Рис. 4. 14 Структура поля управления кадром FDDI
C Бит класса:
0 асинхронный кадр;
1 синхронный кадр.
L Бит длины адреса:
0 16 битов (не используется никогда);
1 48 битов (используется всегда).
FF Биты формата.
ZZZZ Биты управления
Адрес получателя
Поле адреса получателя имеет следующую структуру (Рис. 4.15).
Рис. 4. 15 Структура адреса получателя
I/G Персональный (I) или групповой (G) адрес:
0 персональный адрес DASP;
1 групповой адрес DASP.
U/L Универсалльный (U) или локальный (L) адрес:
универсальный адрес DASP;
локальный адрес DASP.
Адрес отправителя
Поле адреса отправителя имеет общую стрктуру (Рис. 4.16):
Рис. 4. 16 Структура адреса отправителя
I/G Персональный (I) или групповой (G) адрес:
0 персональный адрес SSAP;
1 групповой адрес SSAP.
RII Индикатор маршрутной информации:
0 маршрутная информация отсутствует;
1 маршрутная информация присутствует.
Маршрутная информация
Структура поля маршрутной инфомации показана на Рис. 4.17.
Рис. 4. 17 Структура поля маршрутной информации
RC Управление маршрутизацией (16 битов).
RDn Дескриптор маршрута.
RT Тип маршрутизации.
LTH Длина
D Бит направления.
LF Самый большой кадр.
r Зарезервирован.
Данные
Информационное поле (данные) может содержать протокол LLC, MAC или SMT.
FSC
Контрольная сумма кадра.
Заключение
Задачей уровня передачи данных является преобразование необработанного потока битов, поступающего с физического уровня, в поток кадров, который может использовать сетевой уровень. В данном реферате были рассмотрены различные методы кадрирования, включая подсчет символов, символьное и битовое заполнение. Протоколы уровня передачи данных могут обладать возможностями контроля ошибок, который осуществляется при повторной передаче потерянных млм испорченных кадров.
Также в данной работе рассмотрены протоколы множественного доступа, такие как семейства протоколов ALOHA и CSMA. Даны описания работы протоколов и оценена их эффективность. Приведены сравнительные графики КПД протоколов.
Были рассмотрены примеры конкретных протоколов (Ethernet, TokenRing, FDDI).