Ethernet на физическом уровне

В Ethernet используется шинная технология. То есть, передача данных одним устройством предполагает распространение сигнала от одного конца сегмента, до другого. Кроме того в Ethernet определена технология передачи в основной полосе частот. То есть, во время передачи данных, станция использует всю доступную полосу пропускания линии и не предполагает ее распределение с другими устройствами (Base band technology). Существуют следующие исходные стандарты IEEE 802.3:

1. 10Base2 (тонкая Ethernet)– скорость передачи 10 Мбит/с, технология передачи в основной полосе частот. Длина линии до 185 метров. (Дань истории ). В одном сегменте поддерживалось до 30 рабочих станций.

2. 10Base5 – скорость передачи 10 Мбит/с, технология передачи в основной полосе частот. Длина линии до 500 метров.

3. 10BaseT –скорость передачи 10 Мбит/с, по витым парам категории 3. Основным отличием от предыдущих стандартов стало то, что каждое устройство подключается к концентратору или коммутатору, а в одном сегменте или линии, может быть только один хост.

Во всех стандартах 802.3 определен интерфейс подключения элемента AUI (Attachment Unit Interface), что позволяет выполнять побитовую пересылку данных на физическом уровне с помощью метода доступа, определенного на канальном уровне. Исходный интерфейс AUI определяет 15-ти контактный соединитель, что позволяет обеспечить приёмо-передачу между 15-ти контактным разъёмом и витыми парами.

Интерфейс AUI не поддерживает 100 Мегабитный Ethernet, поскольку необходима высокая частота передачи данных. Для 100BaseT Ethernet требуется новый интерфейс, который определен в спецификации 802.3u – это интерфейс независимого носителя MII(Media Independent interface). Он обеспечивает пропускную способность 100Мбит/с. В gigabyte Ethernet используется интерфейс независимого носителя GMII (Gigabyte Media Independent Interface).

Инкапсуляция данных

Когда хост пересылает данные по сети на другое устройство, данные инкапсулируются внутри информации о протоколе каждого уровня в модели OSI. Каждый уровень способен взаимодействовать только с равным себе уровнем на принимающем устройстве. Информация взаимодействия и обмена на каждом уровне называется элементом данных протокола PDU (Protocol Data Unit). Внутри этого элемента находится управляющая информация, которая подключена к данным каждого уровня модели. Обычно подключение происходит через добавление заголовка к полям данных. Однако может использоваться концевой элемент находящийся после полей данных. Каждый элемент PDU во время инкапсуляции подключается к данным на любом уровне модели OSI. Каждый PDU имеет специальное имя, зависящее от размещенной в заголовке информации. Она читается только соответствующим уровнем принимающего устройства, а затем удаляется при передаче информации на следующий уровень вверх.

	Уровень приложений (Application Layer)
	Уровень представлений (Presentation Layer)
Д с ВУ	Сеансовый уровень (Session Layer)
Залог TCP: Д с ВУ	Транспортный уровень (Transport Layer)	Сегмент
Заголовок IP: Данные	Сетевой уровень (Network Layer)	Пакет
	Канальный уровень (Data Link Layer)	Кадр
Заголовок LLC: Данные	Физический уровень (Physical Layer)	Биты
Заголовок MAC: Данные

На передающем устройстве инкапсуляция выполняется следующим образом:

1. Информация пользователя преобразуется в данные для передачи по сети.

2. Данные преобразуются в сегменты и устанавливается надежное соединение, между передающим и принимающим хостами.

3. Сегменты преобразуются в пакеты, а заголовок каждого пакета вставляется логический адрес, чтобы пакеты можно было пересылать по объединенной сети.

4. Пакеты разбиваются на кадры, для пересылки по локальной сети. Аппаратный адрес позволяет уникально идентифицировать хост в сегменте локальной сети.

5. Кадры преобразуются в поток битов с использованием цифрового кодирования и схемы внедрения тактовой частоты.

06.11.12