Ethernetramme

En datapakke på et Ethernet-link kaldes et Ethernet-pakke, som transporterer en Ethernet ramme som nyttelast.

En Ethernet frame indledes med en præambel og begynde ramme skilletegn, der begge en del af lag 1 Ethernet pakke. Hver Ethernet ramme begynder med et Ethernet-header, som indeholder destination og kilde MAC-adresser, som de første to felter. Den midterste del af rammen er nyttelast data, herunder eventuelle overskrifter for andre protokoller, der transporteres i rammen. Rammen slutter med en rammekontrolsekvens-, som er en 32-bit cyklisk redundanskontrol anvendes til at detektere en hvilken som helst i transit ødelæggelse af data.

Struktur

En datapakke på wiren og rammen som sin nyttelast består af binære data. Data om Ethernet overføres mest betydelige oktet først. Inden for hver oktet er imidlertid de mindst betydende bit overføres først.

Nedenstående tabel viser den komplette Ethernet ramme, som transmitteres, for nyttelasten størrelse op til MTU på 1500 oktetter. Nogle implementeringer af Gigabit Ethernet støtter større rammer, kendt som jumbo frames.

Den interne struktur i et Ethernet ramme er specificeret i IEEE 802,3-2012.

Præambel og starte ramme afgrænser

En Ethernet ramme begynder efter en 7-oktet præamblen og 1-oktet starte ramme skilletegn, som begge er en del af Ethernet pakke omslutter rammen. Forud for Fast Ethernet, on-the-wire bit mønster for denne del af rammen er 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101011. Da oktetter overføres mindst betydende bit først, den tilsvarende hexadecimale repræsentation er 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0xD5.

SFD er en 8-bit værdi markerer afslutningen af ​​præamblen, som er det første felt af et Ethernet-pakke, og indikerer begyndelsen af ​​Ethernet rammen. SFD umiddelbart efterfølges af destinationen MAC-adresse, som er det første felt i en Ethernet frame. SFD har værdien af ​​171, som sendes med mindst betydende bit først som 213.

Den indledende del af et Ethernet-pakke består af en 56-bit-mønster af skiftevis 1 og 0 bit, som giver enheder på netværket for nemt at finde en ny indkommende ramme. SFD er designet til at bryde dette mønster og signalere starten af ​​den faktiske ramme.

Fysisk lag transceiver chips er nødvendigt at tilslutte Ethernet MAC til det fysiske medie. Forbindelsen mellem en PHY og MAC er uafhængig af det fysiske medium og bruger en bus fra medieuafhængigt grænseflade familie.

Fast Ethernet transceiver chips udnytte MII bus, som er en 4-bit bred bus, således indledningen er repræsenteret som 14 forekomster af 0x5 og startframen skilletegn er 0x5 0xD. Gigabit Ethernet transceiver chips bruger GMII bus, som er en 8-bit bred interface, således sekvensen ville være 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0xD5.

Header

Headeren har destination og source MAC-adresser, den EtherType feltet og eventuelt et IEEE 802.1Q tag.

Den EtherType felt er to oktetter lang, og det kan anvendes til to forskellige formål. Værdier på 1500 og nedenfor betyder, at det anvendes til at angive størrelsen af ​​nyttelasten i oktetter, mens værdier af 1536 og ovenfor viser, at den anvendes som en EtherType at angive, hvilke protokol er indkapslet i payload af rammen. Når det bruges som EtherType er længden af ​​rammen bestemmes af placeringen af ​​interpacket hul og gyldig rammekontrolsekvens-.

IEEE 802.1Q tag, hvis det findes, er en fire-oktet felt, der angiver VLAN medlemskab og IEEE 802.1p prioritet.

Payload

Den mindste nyttelast er 42 oktetter, når en 802.1Q tag er til stede, og 46 oktetter når fraværende. Den maksimale nyttelast er 1500 oktetter. Ikke-standard jumbo frames tillader større maksimal nyttelast størrelse.

Rammekontrolsekvens-

Rammekontrolsekvens- Det er et 4-oktet cyklisk redundanskontrol, som muliggør påvisning af beskadigede data inden for hele rammen. Kørsel af FCS-algoritmen over modtagne ramme data, herunder FCS vil altid resultere i det magiske nummer eller CRC32 rest 0xC704DD7B når data er blevet overført korrekt. Dette giver mulighed for at modtage en ramme og validering af FCS uden at vide, hvor FCS feltet faktisk starter.

Slut på rammen

Slutningen af ​​en ramme normalt angivet ved udgangen af ​​datastrømmen på det fysiske lag eller ved tab af bæresignalet; et eksempel er 10BASE-T, hvor modtagestationen detekterer enden af ​​en transmitteret ramme ved tab af bæreren. Nogle fysiske lag bruger en eksplicit ende af data eller slutningen af ​​stream symbol eller sekvens for at undgå tvetydighed; et eksempel er Gigabit Ethernet med sin 8b / 10b kodningsskema, der anvender specielle symboler, der transmitteres før og efter en ramme transmitteres.

Interpacket hul

Interpacket kløft er ledig tid mellem pakkerne. Efter en pakke er sendt, er sendere forpligtet til at transmittere et minimum på 96 bits af ledig linje tilstand, før at overføre den næste pakke.

Ethernet rammetyper

Der findes flere typer af Ethernet-rammer:

  • Ethernet II ramme eller Ethernet Version 2, eller DIX ramme er den mest almindelige type i brug i dag, da det ofte bliver brugt direkte af Internet Protocol.
  • Novell rå IEEE 802.3 ikke-standard variation ramme
  • IEEE 802.2 Logisk Link Control ramme
  • IEEE 802.2 Subnetmaske Access Protocol ramme

De forskellige rammetyper har forskellige formater og MTU værdier, men kan sameksistere på den samme fysiske medie. Differentiering mellem rammetyper er muligt baseret på bordet til højre.

Hertil kommer, alle fire Ethernet frames typer kan eventuelt indeholde en IEEE 802.1Q tag at identificere, hvad VLAN den tilhører og dens prioritet. Denne indkapsling er defineret i IEEE 802.3ac specifikation og øger den maksimale ramme ved 4 oktetter.

IEEE 802.1Q tag, hvis det findes, er placeret mellem Source Adresse og EtherType eller længde felter. De første to oktetter af tag er Tag protokolidentifikationsværdi af 0x8100. Dette er placeret på samme sted som EtherType / længde felt i ukodede rammer, så en EtherType værdi på 0x8100 betyder rammen er mærket, og den sande EtherType / længde er placeret efter Q-tag. Den TPID efterfølges af to oktetter der indeholder Tag Kontrol Information (IEEE 802.1p prioritet og VLAN id). Q-tag er efterfulgt af resten af ​​rammen, ved hjælp af en af ​​de ovenfor beskrevne typer.

Ethernet II

Ethernet II indramning, definerer to-oktet felt EtherType i et Ethernet-ramme, efterfulgt af destination og source MAC-adresser, der identificerer et øvre lag protokol indkapsle rammen data. For eksempel kan en EtherType værdi på 0x0800 signaler, at rammen indeholder en IPv4 datagram. Ligeledes en EtherType af 0x0806 indikerer en ARP ramme, 0x8100 indikerer en IEEE 802.1Q ramme og 0x86DD angiver en IPv6 ramme.

Da denne industri-udviklede standard gik gennem en formel IEEE standardiseringsproces blev EtherType feltet ændret til et felt længde i den nye 802.3 standarden. Da modtageren stadig behov for at vide, hvordan man fortolker rammen, standard krævede en IEEE 802.2 header til at følge længde og angive den type. Mange år senere, 802.3x-1997 standard, og senere versioner af 802.3 standarden, formelt godkendt af begge typer af indramning. I praksis begge formater er i bred anvendelse, med originale Ethernet indramning den mest almindelige i Ethernet lokalnet, på grund af sin enkelhed og lavere overhead.

For at give nogle rammer via Ethernet v2 indramning og nogle ved hjælp af den oprindelige version af 802.3 framing, der skal bruges på det samme Ethernet-segment, skal EtherType værdier være større end eller lig med 1536. Denne værdi er valgt, fordi den maksimale længde af nyttelasten inden for et Ethernet 802.3 ramme er 1500 oktetter. Således, hvis feltets værdi er større end eller lig med 1536 skal rammen være et Ethernet V2 ramme, med dette område er en type felt. Hvis det er mindre end eller lig med 1500, skal det være et IEEE 802.3 ramme, med dette område er et felt længde. Værdier mellem 1500 og 1536 eksklusiv, er udefineret. Denne konvention tillader softwaren at afgøre, om en ramme er en Ethernet II-ramme eller et IEEE 802.3 ramme, så sameksistensen af ​​begge standarder på samme fysiske medie.

Novell rå IEEE 802.3

Novells "rå" 802.3 frame format var baseret på tidlig IEEE 802.3 arbejde. Novell brugte dette som udgangspunkt for at skabe den første gennemførelse af sin egen IPX netværksprotokol over Ethernet. De havde ikke bruge nogen LLC header men begyndte IPX-pakken direkte efter feltet længde. Dette er ikke i overensstemmelse med IEEE 802.3 standarden, men da IPX har altid FF ved de første to oktetter, i praksis oftest sameksisterer på wiren med andre Ethernet implementeringer, med undtagelse af nogle tidlige former af DECnet som fik forveksles af denne .

Novell NetWare brugt denne rammetypen som standard, indtil midten af ​​halvfemserne, og siden NetWare var derefter meget udbredt, mens IP var ikke, på et eller andet tidspunkt de fleste af verdens Ethernet trafik løb over "rå" 802.3 bærer IPX. Siden NetWare 4.10, NetWare nu standard IEEE 802.2 med LLC, når du bruger IPX.

IEEE 802.2 LLC

Nogle protokoller, der er konstrueret til OSI stakken, drive direkte oven på IEEE 802.2 LLC indkapsling, som giver både tilslutning-orienteret og forbindelsesløse netværkstjenester.

IEEE 802.2 LLC indkapsling er ikke i udbredt brug på fælles netværk i øjeblikket, med undtagelse af store erhvervskunder NetWare installationer, der endnu ikke migreret til NetWare over IP. I fortiden, at mange firmanetværk brugte IEEE 802.2 understøtter gennemsigtige oversætte bro mellem Ethernet og Token Ring eller FDDI-netværk.

Der findes en Internet standard for at indkapsle IPv4 trafik i IEEE 802.2 LLC SAP / SNAP rammer. Det er næsten aldrig implementeret på Ethernet, selv om det bruges på FDDI, Token Ring, IEEE 802.11 og andre IEEE 802 LAN. IP-trafik kan ikke være indkapslet i IEEE 802.2 LLC rammer uden SNAP, for selv om der er en LLC SAP protokoltype til IP, der ikke er en sådan type for ARP, som er nødvendig for driften af ​​en mellemstore til store netværk. IPv6 kan også overføres via Ethernet ved hjælp af IEEE 802.2 LLC SAP / SNAP, men igen, der er næsten aldrig brugt.

IEEE 802.2 SNAP

Ved at undersøge 802.2 LLC headeren, er det muligt at afgøre, om det er efterfulgt af en SNAP header. Den LLC header indeholder to yderligere otte-bit adressefelter, kaldet service-adgangspunkter i OSI terminologi; når både kilde og destination SAP er sat til værdien 0xAA er SNAP tjeneste anmodet om. Den SNAP header tillader EtherType værdier, der skal bruges med alle IEEE 802 protokoller, samt støtter privat protokol ID rum. I IEEE 802.3x-1997 blev IEEE Ethernet standard ændret til udtrykkeligt tillade brug af 16-bit felt efter MAC-adresser til at blive brugt som et felt længde eller en type felt.

Mac OS bruger IEEE 802.2 LLC SAP / SNAP indkapsling for AppleTalk v2-protokollen suite på Ethernet.

Maksimal gennemløb

Vi kan beregne den protokol over hovedet til Ethernet som en procentdel

Vi kan beregne protokollen effektivitet for Ethernet

Maksimal effektivitet opnås med største tilladt nyttelast størrelse og er:

for ukodede rammer, idet pakkestørrelsen er Maksimalt 1500 oktet nyttelast + 8 oktet præamblen + 14 oktet header +4 oktet trailer + minimum interpacket hul svarende til 12 oktetter = 1538 oktetter. Den maksimale effektivitet er:

da 802.1Q VLAN tagging bruges.

Gennemløbet kan beregnes ud fra effektiviteten

hvor det fysiske lag effektiv bithastighed afhænger af Ethernet fysiske lag standard, og kan være 10 Mbit / s, 100 Mbit / s, 1 Gbit / s eller 10 Gbit / s. Maksimal kapacitet for 100BASE-TX Ethernet er dermed 97,53 Mbit / s uden 802.1Q og 97.28 Mbit / s med 802.1Q.

Udnyttelse kanal er et koncept ofte forveksles med protokol effektivitet. Den mener kun brugen af ​​kanalen uden hensyntagen til karakteren af ​​de indberettede data - enten nyttelast eller overhead. På det fysiske lag, behøver linket kanal og udstyr, der ikke kender forskellen mellem data og kontrol rammer. Vi kan beregne kanaludnyttelse:

Den samlede tid anser rundtur tid langs kanalen, procestiden i værterne og den tid transmission af data og anerkendelser. Den tid transmission af data omfatter data og anerkendelser.

Runt rammer

En runt ramme er en Ethernet frame, der er mindre end IEEE 802.3 s minimumslængde på 64 oktetter. Runt rammer er oftest forårsaget af kollisioner; andre mulige årsager er underruns, et dårligt netkort eller softwarefejl.

  0   0
Forrige artikel Anisur Rahman
Næste artikel Survivor: Guatemala

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha