8. Структура кадра Ethernet, полезная нагрузка, min размер кадров

1. Преамбула – 7 байт – указывает на начало кадра данных

2. Разделитель – 1 байт

3. Адрес получателя – 6 байт

4. Адрес отправителя – 6 байт

5. Длина LLC – 2 байта

6. Контрольный байт для получателя – 1 байт

7. Контрольный байт для отправителя – 1 байт

8. Управление – 2 байта – если стоит 1 байт, то это ненадежная передача данных без установления соединения, если стоит 2 байта, то надежное соединение, требующее установки соединения.

9. Полезная нагрузка – от 46 до 1500 байт – пакеты, включающие это поле, называются информационными, без этого поля – управляющими

10. Контрольная сумма (CRC) – 4 байта

1-5 – это заголовок кадра Ethernet; 6-9 – это кадр LLC

9. ARP-протокол. Примеры запроса/ответа, обнаружение конфликта IP-адресов

Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разрешения адреса (Address Resolution Protocol, ARP). Необходимость в обращении к протоколу ARP возникает каждый раз, когда модуль IP передает пакет на уровень сетевых интерфейсов, например драйверу Ethernet. IP-адрес узла назначения известен модулю IP. Требуется на его основе найти МАС - адрес узла назначения.

Работа протокола ARP начинается с просмотра так называемой АRР-таблицы. Каждая строка таблицы устанавливает соответствие между IP-адресом и МАС - адресом. Для каждой сети, подключенной к сетевому адаптеру компьютера или к порту маршрутизатора, строится отдельная ARP-таблица.

Итак, после того как модуль IP обратился к модулю ARP с запросом на разрешение адреса, происходит поиск в ARP-таблице указанного в запросе IP-адреса. Если таковой адрес в ARP-таблице отсутствует, то исходящий IP-пакет, для которого нужно было определить локальный адрес, ставится в очередь. Далее протокол ARP формирует свой запрос (ARP-запрос), вкладывает его в кадр протокола канального уровня и рассылает запрос широковещательно.

Все узлы локальной сети получают ARP-запрос и сравнивают указанный там IP-адрес с собственным. В случае их совпадения узел формирует ARP-ответ, в котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес, а затем отправляет его уже направленно, так как в ARP-запросе отправитель указывает свой локальный адрес. ARP-запросы и ответы используют один и тот же формат пакета.

Ответ присылает узел, опознавший свой IP-адрес. Получает этот ответ машина, сделавшая ARP-запрос. Если в сети нет машины с искомым IP-адресом, то ARP-ответа не будет. Протокол IP уничтожает IP-пакеты, направляемые по этому адресу. (Заметим, что протоколы верхнего уровня не могут отличить случай повреждения сети Ethernet от случая отсутствия машины с искомым IP-адресом.) Если такой IP есть, то модуль ARP анализирует ARP-ответ и добавляет запись в свою ARP-таблицу. Новая запись в ARP-таблице появляется автоматически, спустя несколько миллисекунд после того, как она потребовалась. Если запись не обновлялась в течение определенного времени (порядка нескольких минут, примерно 10 мин), то она исключается из таблицы. Таким образом, в ARP - таблице содержатся записи не обо всех узлах сети, а только о тех, которые активно участвуют в сетевых операциях. Поскольку такой способ хранения информации называют кэшированием, ARP-таблицы иногда называют ARP-кэш.

Структура ARP-заголовка:

1. Аппаратный тип – в какой сети используется – 2 байта

2. Тип протокола (IP) – 2 байта

3. Длина аппаратного адреса – 1 байт (6, т.к. длина MAC-адреса равна 6)

4. Длина адреса сетевого протокола – 1 байт (4, т.к. IPv4)

5. Режим работы – ARP-запрос или ARP-ответ – 2 байта

6. Аппаратный адрес отправителя – 6 байт

7. Адрес протокола-отправителя – 4 байта

8. Аппаратный адрес получателя – 6 байт

9. Адрес протокола-получателя – 4 байта

ARP-протокол посылается на сетевом уровне. Используется только для разрешения адресов, никакой информации от протоколов верхних уровней он передать не может.