Структура кадра

Существует несколько форматов кадра. Наиболее важный:

Биты 72	54	0-2744
Код доступа	Заголовок	Данные

Биты 3	4	1	1	1	8	18-битный заголовок повторяется 3 раза
Адрес	Тип	F	A	S	Контрольная сумма

В начале кадра указывается код доступа, который обычно служит идентификатором главного узла. Это позволяет двум главным узлам, которые расположены близко, различать, кому из них предназначаются данные. Затем следует 54-битный заголовок, в котором содержатся поля, характерные для кадра подуровня МАС. Далее расположено поле данных, размер которого ограничен 2744 битами (для передачи из пяти тактов). Если кадр имеет длину, соответствующую одному тактовому интервалу, то формат остается таким же, с той разницей, что поле данных в этом случае составляет 240 бит.

Рассмотрим, из чего состоит заголовок кадра.

Поле Адрес идентифицирует одно из восьми устройств, которому предназначена информация. Поле Тип определяет тип передаваемого кадра (ACL, SCO, опрос или пустой кадр), метод коррекции ошибок и количество временных интервалов, из которых состоит кадр.

Бит F (Flow — поток) выставляется подчиненным узлом и сообщает о том, что его буфер заполнен. Это такая примитивная форма управления потоком.

Бит А (Acknowledgement — подтверждение) представляет собой подтверждение (АСК), отсылаемое заодно с кадром.

Бит S (Sequence — последовательность) используется для нумерации кадров, что позволяет обнаруживать повторные передачи. Это протокол с ожиданием, поэтому 1 бита действительно оказывается достаточно.

Далее следует 8-битная контрольная сумма заголовка. Весь 18-битный заголовок кадра повторяется трижды, что в итоге составляет 54 бита. На принимающей стороне несложная схема анализирует все три копии каждого бита. Если они совпадают, бит принимается таким, какой он есть. В противном случае все решает большинство.

§10. Коммутации на уровне передачи данных

У многих организаций имеется по несколько локальных сетей, которые необходимо объединять между собой. Причины:

1. У каждого отдела или подразделения могут быть свои цели и задачи, поэтому требуются свои ЛВС, которые необходимо объединять.

2. Организация может размещаться в различных зданиях на значительных расстояниях, поэтому выгоднее организовать несколько объединенных сетей, чем одну.

3. Бывает необходимо разделить ЛВС на несколько, чтобы снизить нагрузку.

4. Единая сеть может быть нереализуема из-за удаленности отдельных станций. Их подключение к общей сети будет вызывать задержки из-за слишком большого двойного оборота.

5. Система из нескольких локальных сетей надежнее. Разделение сетей позволяет ограничить область передачи ошибочных пакетов по сети.

6. Разделение увеличивает безопасность сети.

Локальные сети могут быть объединены с помощью специальных устройств, называемых мостами, которые работают на уровне передачи данных. Они анализируют адреса, содержащиеся в кадрах этого уровня, и в соответствии с ними осуществляют маршрутизацию. Поскольку мосты не исследуют сами данные, передающиеся в кадрах, то они одинаково хорошо справляются с пакетами различных форматов.

Повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Прикладной уровень	Шлюз приложения
Транспортный уровень	Транспортный шлюз
Сетевой уровень	Маршрутизатор
Уровень передачи данных	Мост, коммутатор
Физический уровень	Повторитель, концентратор

Повторители – это аналоговые устройства, к которым подсоединяются концы двух сегментов. Повторители не знают о пакетах, кадрах, заголовках, а только об уровне напряжения.

Концентратор (хаб) имеет несколько неизолированных друг от друга входов. Кадры, пребывающие на один из входов, передается на остальные линии. Если на два разных входа одновременно придут кадры, то они столкнутся.

Мост объединяет две или более ЛВС. Когда прибывает кадр, мост извлекает из заголовка адрес назначения, сопоставляет с таблицей и передает дальше. В мостах имеются сетевые платы на несколько входов определенного типа (например, Ethernet). Таких плат может быть несколько, каждая для своего типа, что позволяет объединять различные сети.

Коммутаторы похожи на мосты использованием адресов кадров. Отличие коммутаторов в том, что они используются для соединения отдельных компьютеров, а не сетей.

Маршрутизаторы находятся на более высоком уровне и работают не с кадрами, а с пакетами, которые формируются из кадров. Например, если это IP-пакет, то в заголовке содержится IP-адрес адресата.

Транспортные шлюзы служат для соединения компьютеров, использующих разные транспортные протоколы. Транспортный шлюз может приводить пакеты к нужному формату.

Шлюзы приложений работают с содержимым, переформатируя на более высоком уровне. Например, шлюз e-mail может переводить электронные письма в SMS для мобильных телефонов.