Формат кадра Ethernet

На канальном уровне формируется кадр, который затем транслируется на физический. Наиболее распространен кадр стандарта Ethernet DIX (Ethernet II), который появился в результате работы консорциума трех фирм Digital, Intel и Xerox в 1980 году.

Поля кадра имеют следующие значения:

• Преамбула - 7 байтов, представляет чередование единиц и нулей 10101010. Преамбула позволяет установить битовую синхронизацию на приемной стороне.

• Ограничитель начала кадра (SFD, Start Frame Delimiter) 1 байт, последовательность 10101011, указывает, что далее последуют информационные поля кадра.

• Адрес назначения (DA, Destination Address) 6 байтов, указывает MAC-адрес станции (станций), для которой (которых) предназначен этот кадр. Это может быть единственный физический адрес (unicast), групповой адрес (multicast) или широковещательный адрес (broadcast).

• Адрес отправителя (SA, Source Address) 6 байтов, указывает MAC-адрес станции, которая посылает кадр.

• Поле типа или длины кадра (T или L, Type or Length) 2 байта. В этом поле указывается протокол сетевого уровня, данные которого переносит кадр (0x0800 для IP, 0x0806 для ARP).

• Данные (LLC Data), поле данных, которое обрабатывается подуровнем LLC (от 46 до 1500 байтов).

• Дополнительное поле (pad – наполнитель) – заполняется только в том случае, когда поле данных невелико, с целью увеличения длины кадра до минимального размера 64 байта (преамбула не учитывается). Ограничение снизу до минимальной длины кадра необходимо для правильного разрешения коллизий.

• Контрольная последовательность кадра (FCS, Frame Check Sequence) 4 байта.

Рисунок 2‑23

Определение mac-адреса

Перед тем как передать пакет сетевого уровня через сеть Ethernet, сетевой уровень проверяет наличие информации о физическом адресе (MAC-адресе) узла-получателя данные, хранящейся в кэш–таблице ARP (ARP cache). Кэш–таблица ARP устанавливает однозначное соответствие между MAC-адресом и IP-адресом сетевого устройства. Если такой записи нет, то есть для указанного в пакете IP-адреса, нет записи о физическом адресе устройства, то выполняется широковещательный запрос ARP (ARP request). При этом в запросе ARP физический адрес получателя (THA) равен 0, а в заголовке кадра Ethernet поле DA=FF FF FF FF FF FF. Этот запрос для устройств сети имеет следующий смысл: «Кто-нибудь знает физический адрес устройства, обладающего указанным IP-адресом?»

Когда получатель с указанным IP-адресом примет этот пакет, то он должен будет сформировать ответ ARP (ARP reply) с указанием своего физического адреса, в данном случае DD DD DD DD DD DD, как в поле SHA (физического адреса отправителя) ARP reply, так и в поле SA кадра Ethernet. Это означает: «Да, это мой IP-адрес. Мой физический адрес следующий: …». После этого отправитель обновит свои данные в кэш–таблице ARP (ARP cache) и будет способен передать информацию получателю, используя физический адрес.

Стандартное время жизни каждой записи в памяти ARP составляет 2 минуты с момента создания записи.

Рисунок 2‑24