2 Адресація пакетів

Кожен абонент (вузол) локальної мережі повинен мати свою унікальну адресу (ідентифікатор або MAC-адресу), для того щоб йому можна було адресувати пакети. Існують дві основні системи присвоєння адрес абонентам мережі (точніше, мережним адаптерам цих абонентів).

Перша система зводиться до того, що при встановленні мережі кожному абонентові користувач привласнює індивідуальну адресу один за одним, приміром, від 0 до 30 або від 0 до 254. Присвоювання адрес здійснюється програмно або за допомогою перемикачів на платі адаптера. При цьому необхідна кількість розрядів адреси визначається з нерівності:

2ⁿ > N_max

де n – кількість розрядів адреси, а N_max – максимально можлива кількість абонентів у мережі. Наприклад, вісім розрядів адреси досить для мережі з 255 абонентів. Одна адреса (звичайно 1111....11) приділяється для широкомовної передачі, тобто він використовується для пакетів, адресованих всім абонентам одночасно.

Переваги даного підходу - малий об'єм службової інформації в пакеті, а також простота апаратур адаптера, що розпізнає адресу пакета. Недолік - трудомісткість завдання адрес і можливість помилки (наприклад, двом абонентам мережі може бути привласнена однакова адреса). Контроль унікальності мережних адрес всіх абонентів покладається на адміністратора мережі.

Другий підхід до адресації був розроблений міжнародною організацією IEEE, що займається стандартизацією мереж. Саме він використовується в більшості мереж і рекомендований для нових розробок. Ідея цього підходу полягає в тому, щоб привласнювати унікальну мережну адресу кожному адаптеру мережі ще на етапі його виготовлення. Якщо кількість можливих адрес буде досить великою, то можна бути впевненим, що в будь-якій мережі по усому світі ніколи не буде абонентів з однаковими адресами. Тому був обраний 48-бітний формат адреси, що відповідає приблизно 280 трильйонам різних адрес. Зрозуміло, що стільки мережних адаптерів ніколи не буде випущено.

Для того щоб розподілити можливі діапазони адрес між численними виготовлювачами мережних адаптерів, була запропонована наступна структура адреси (рис. 4.7):

Рис. 4.7. Структура 48-бітної стандартної MAC-адреси

• Молодші 24 розряди коду адреси називаються OUA (Organizationally Unique Address) - організаційно унікальну адресу. Саме їх привласнює кожний із зареєстрованих виробників мережних адаптерів. Усього можливо понад 16 мільйонів комбінацій, тобто кожен виробник може випустити 16 мільйонів мережних адаптерів.

• Наступні 22 розряди коду називаються OUI (Organizationally Unique Identifier) - організаційно унікальний ідентифікатор. IEEE привласнює один або кілька OUI кожному виробникові мережних адаптерів. Це дозволяє виключити збіг адрес адаптерів від різних виробників. Усього можливо понад 4 мільйонів різних OUI, це означає, що теоретично може бути зареєстровано 4 мільйони виробників. Разом OUA й OUI називаються UAA (Universally Administered Address) - універсально керована адреса або IEEE-адреса.

• Два старших розряди адреси є керуючими, вони визначають тип адреси, спосіб інтерпретації інших 46 розрядів. Старший біт I/G (Individual/Group) указує на тип адреси. Якщо він установлений в 0, то адреса індивідуальна, якщо в 1, те групова (багатопунктова або функціональна) адреса. Пакети із груповою адресою одержать всі мережні адаптери, що мають цю групову адресу. Причому групова адреса визначається 46 молодшими розрядами. Другий керуючий біт U/L (Universal/Local) називається прапорцем універсального/місцевого керування й визначає, як була привласнена адреса даному мережному адаптеру. Звичайно він установлений в 0. Установка біта U/L в 1 означає, що адреса задана не виробником мережного адаптера, а організацією, що використає дану мережу. Це трапляється досить рідко.

Для широкомовної передачі (тобто передачі всім абонентам мережі одночасно) застосовується спеціально виділена мережна адреса, всі 48 бітів якого встановлені в одиницю. Його приймають всі абоненти мережі незалежно від їх індивідуальних і групових адрес.

Даної системи адрес дотримуються такі популярні мережі, як Ethernet, Fast Ethernet, Token-Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN. Її недоліки - висока складність апаратури мережних адаптерів, а також більша частка службової інформації в пакеті, що передається (адреси джерела й приймача разом вимагають уже 96 бітів пакета або 12 байт).

У багатьох мережних адаптерах передбачений так званий циркулярний режим. У цьому режимі адаптер приймає всі пакети, що приходять до нього, незалежно від значення поля адреси приймача. Такий режим використовується, наприклад, для проведення діагностики мережі, виміру її продуктивності, контролю помилок передачі. При цьому один комп'ютер приймає й контролює всі пакети, що проходять по мережі, але сам нічого не передає. У даному режимі працюють мережні адаптери мостів і комутатори, які повинні обробляти перед ретрансляцією всі пакети, що приходять до них.