4.1.3.2.Структури рамок Ethernet.

Відомі чотири основні види рамок Ethernet: рамка в стандарті Ethernet II (DIX), у стандарті 802.2, у стандарті 802.3 та у стандарті Ethernet-SNAP (SubNetwork Access Point). Хоч відмінності між рамками в різних стандартах незначні, ці види в загальному випадку несумісні між собою і вимагають спеціального настроювання, яке може здійснюватися адміністратором мережі або автоматично.

Границі байтів (октетів) 	1		2		3		4		5		6		7		8
Преамбула/початковий обмежувач рамки (8)
Адреса призначення (6)																		
Адреса джерела (6)																	Поле рамки	14
Тип рамки (2)																		
Дані																		
(46...1500)	. . .																Поле даних	46... 1500
Доповнення (якщо потрібно)																		
Контрольна послідовність (4)																	Поле рамки	 4
Повна довжина рамки																		64... 1518

Рис. 4.2. Рамка в стандарті Ethernet II.

Рамка в стандарті Ethernet II. Стандарт Ethernet II є попередником стандарту 802.3. Цей тип рамки, опрацьований DIX, забезпечує той самий метод доступу CSMA/CD, що й 802.3 (рис.4.2). Щоб дозволити всім станціям у мережі зсинхронізувати свої тактові генератори трансіверів для забезпечення передавальній станції можливості виявлення сигналів інших станцій, застосовується 7-октетна преамбула і 1-байтовий початковий обмежувач рамки (рис. 4.3). 7-байтова преамбула і 1-байтовий початковий обмежувач гарантують, що станція, що передає, може виявити інше передавання (або сигнал глушіння, який сигналізує про колізію) незалежно від того, як далеко в сегменті розташована інша станція, що створила колізію. Преамбулу/початковий обмежувач звичайно розглядають як частину апаратно-програмного забезпечення передавання даних через кабельну систему, а не як частину власне рамки.

Преамбула/початковий обмежувач рамки (8)

Преамбула (7) 10101010...

Початковий обмежувач (1) 10101011

Рис. 4.3 . Преамбула/початковий обмежувач рамки.

Безпосередньо за преамбулою та початковим обмежувачем розташовані 6-октетні поля адрес станції-призначення і станції-джерела та 2-октетне поле типу рамки. Разом ці три поля утворюють заголовок рамки Ethernet II. При передаванні кожного байта адресного поля біти передаються справа наліво, тобто першим передається наймолодший (перший справа) біт. Для адреси призначення перший біт, що передається (I/G), вказує, чи адреса відноситься до конкретної станції, чи є багатоадресною. Якщо перший байт адреси призначення непарний, то то рамка призначена групі станцій, а не одній унікальній фізичній адресі. Спеціальним випадком багатоадресності є широкомовна адреса, для якої всі біти адресного поля встановлені в "1". Як вказано вище, для індивідуальної адреси перші три байти ідентифікують виробника мережевої карти, а останні три - конкретну мережеву карту. Адреса призначення ідентифікує безпосереднього приймача в мережі, а не обов'язково остаточного приймача. Структура поля адреси призначення має такий вигляд:

Біти	1	2	3	4	...	47	48
Значення	I/G	S	S	S	S	S	S

Перший біт (I/G - individual/group) може приймати такі значення: 0 - одноадресна рамка, 1 - багато- або загальноадресна (широкомовна) рамка. Решта бітів першого байта та решта байтів цього поля (S) вказують адресу групи вузлів (перші три байти) і локальну адресу в групі (другі три байти). Для загальноадресних пакетів усі біти рівні 1. Адреса джерела ідентифікує вузол, який передав пакет. Найстарший біт першого байта (I/G) завжди рівний 0.

Поле Тип рамки ідентифікує протокол вищого рівня, застосований для створення пакету, інкапсульованого в рамку Ethernet II. Це можуть бути протоколи TCP/IP, XNS, AppleTalk тощо. Приклади можливих значень поля Тип рамки (в шістнадцятковому форматі) наведені в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2. Коди протоколів вищого рівня.

Значення	Тип протоколу
0600	XNS
0800	IP
0806	ARP
8035	RARP
809B	AppleTalk
80F3	AppleTalk ARP
8137	IPX/SPX NetWare

Наступне поле містить дані, поміщені в рамку. Це поле може мати довжину до 1500 октетів і включає як заголовок, так і дані протоколу більш високого рівня. Повна довжина рамки Ethernet II лежить в межах від 64 до 1518 октетів. Проте це не означає, що найменша можлива довжина даних становить 64 байти; якщо дані коротші, то вводиться поле Доповнення, заповнене, наприклад, символами проміжку, які додаються для доведення довжини поля даних до 64 октетів.

Останнім полем є Контрольна послідовність рамки (Frame Check Sequence - FCS) - лишок циклічної контрольної суми (Cyclic Redundancy Checksum - CRC) для виявлення помилок при передаванні. Значення лишку циклічної контрольної суми обчислюється для всьго вмісту рамки (без преамбули/початкового обмежувача) з використанням алгоритму CRC-32. Станція, яка прийняла рамку, здіснює власне обчислення лишку циклічної контрольної суми за тим самим алгоритмом і порівнює отримане значення із вмістом вказаного поля. Якщо результати відрізняються, то пакет вважається помилковим і відкидається.

Рамка в стандарті 802.3. Існує два варіанти рамок в стандарті 802.3: формат 802.3 і "сирий" формат 802.3 (802.3 Raw Format). Відмінність між ними полягає в тому, що специфікація IEEE 802.3 визначає фізичний формат рамок CSMA/CD, додаючи до початку поля даних заголовок LLC згідно із стандартом 802.2, використовуючи для цього 3 октети на початку поля даних:

Октети поля даних	1	2	3
Значення	Адреса DSAP	Адреса SSAP	Поле управління

DSAP - це точка доступу до послуг призначення (Destination Service Access Point); поле має такий вигляд (I/G=0 для індивідуальної адреси, I/G=1 для групової адреси і D - біти значення адреси DSAP):

I/G

D

D

D

D

D

D

D

SSAP - це точка доступу до послуг джерела (Source Service Access Point), поле має такий вигляд (C/R означає команду в полі управління, а C/R=1 - відклик на неї; S - біти адреси SSAP):

C/R

S

S

S

S

S

S

S

Деякі найбільш поширені значення SAP (Service Access Point), визначені IEEE:

Значення	Тип послуг
04	IBM SNA
06	IP
80	3Com
AA	SNAP (SubNet Access Point)
E0	Novell
F0	NetBIOS
F4	LAN Manager FE-CLNS

Поле управління визначає вид послуг від Мережевого рівня (Рівень 3):

• режим передавання без встановлення сполучення і без підтвердження (connectionless mode), визначений як операція типу 1;

• режим передаванням із встановленням сполучення (connection mode), визначений як операція типу 2.

Початкові відомості про ці режими наведені в п.п. 1.3.2. Операція типу 1 кодується в полі управління як 03, що означає нечисловий формат в стандарті 802.2.

Найновіший тип протоколу - SNAP (SubNetwork Attachment Point ~ точка під'єднання до підмережі) доповнює заголовок LLC 5-байтовим полем ідентифікації протоколу. Для буль-якої рамки 802.3 LLC+SNAP поля DSAP і SSAP дорівнюють AA і в полі управління встановлене значення 03:

LLC			SNAP
AA	AA	03	00	00	00	08	00
			3 октети OUI			2 октети поля TYPE

OUI (Organization Unique Identifier) ідентифікує організацію, а поле TYPE визначає тип протоколу, який помістив інформацію в поле даних (див. табл. 4.2). Для даного прикладу це протокол IP (код рівний 0800).

"Сирий" формат рамки 802.3 застосовується лише в мережах Novell NetWare. Замість заголовка LLC NetWare додає власну інформацію про протокол вищого рівня. Перші два байти поля даних містять інформацію заголовка протоколу IPX і завжди рівні FF FF. Ці два байти уможливлюють розпізнання того, що рамка "сирого" 802.3 містить інкапсульовану інформацію від протоколу IPX. Слід відзначити, що IEEE не рекомендує формат "сирого" 802.3, використаного Novell; він рекомендує тільки рамки 802.3, які містять заголовки 802.2 і 802.2 SNAP.

Основна різниця між рамками в стандартах Ethernet II і 802.3 полягає у використанні двобайтового поля після адреси джерела (див. рис. 4.2 і 4.4). Якщо Ethernet II визначає це поле як Тип рамки, то 802.3 використовує його як поле Довжина даних. Хоч видається, що це робить рамки Ethernet II та 802.3 несумісними в рамках одної кабельної системи, насправді це не так. Сумісність можлива внаслідок того, що для рамок 802.3 існує обмеження довжини рамки до 1518 байтів (октетів), а всі рамки типу Ethernet II мають значення цього поля, більші від 1518 (у десятковому форматі) або 05 FE (у шістнадцятковому форматі). Отже, якщо рамка має значення 05 FE або менше у 13-му та 14-му байтах, то вона розглядається як рамка 802.3.

Друга різниця між рамками Ethernet II і 802.3 видна в полях адреси призначення і адреси джерела. Тоді як Ethernet II використовує один біт для індикації багатоадресності, 802.3 застосовує для цього два біти. Структура поля адреси призначення в стандарті 802.3 має такий вигляд:

Біти	1	2	3	4	...	47	48
Значення	I/G	U/L	S	S	S	S	S

Перший біт (I/G - individual/group) приймає такі значення: 0 - одноадресна рамка, 1 - багато- або широкомовна рамка. Другий біт -це ознака U/L (universal/local) унівесальної (0) або локальної (1) адреси. Решта байтів цього поля (S) вказують адресу групи вузлів (перші три байти) і локальну адресу в групі (другі три байти). Другий біт рідко застосовується в мережах Ethernet. Його використання в основному пов'язане з операціями мостів при об'єднанні мереж з різними методами доступу (наприклад, Ethernet і Token Ring).

Границі байтів (октетів) 	1	2	3	4	5	6	7	8
Преамбула/початковий обмежувач рамки (8)
Адреса призначення (6)										
Адреса джерела (6)									Поля рамки	14
Довжина даних (2)										
Дані										
(46...1500)	. . .								Поле даних	46... 1500
Доповнення										
Циклічна контрольна сума рамки (CRC) (4)									Поле рамки	 4
Повна довжина рамки, байтів										64... 1518

Рис. 4.4. Рамка в стандарті IEEE 802.3.