Länklager.

Det andra lagret i den grundläggande OSI-modellen är Link-lagret. Den är indelad i en MAC-medial åtkomstkontroll underskikt och en LLC logisk kanal kontroll underskikt. MAC-underskiktet utgör en integrerad del av FDDI-standarden. MAC-standarden för FDDI definierar följande tjänster:

- kommunikation mellan stationer genom överföring av markörer och ramar;
- rättvis kontroll av åtkomst till mediet genom användning av det tillfälliga token rotationsprotokollet TTRP (timed token rotation protocol);
- skapa markörer och ramar;
- överföring, mottagning, upprepning, borttagning av ramar och markörer från ringen;
- feldetekteringsmekanismer;
- ringinitialisering;
- isolering av felaktiga stationer och ringavsnitt, etc.

Markörer och ramar

En logisk kommunikationsring upprättas mellan stationerna anslutna till FDDI-nätverket, genom vilka token och ramar cirkulerar. Ringens huvudprincip är att stationer ska upprepa ramar från grannar uppströms till grannar nedströms. En stations huvudfunktion är att bestämma vilken station som för närvarande har åtkomstkontroll till miljön. MAC planerar att möjliggöra för stationer att överföra data.

I fig. 6.20a visar FDDI-ramformat. Fälten tilldelas enligt följande:

- RA Preamble. Alla ramar ska föregås av en ingress av minst 16 lediga (I) tecken. Denna sekvens är utformad för att matcha RCRCLK-generatorn för att säkerställa att efterföljande ramsymboler tas emot.
- Inledande 3D-begränsare. Består av ett par JK-tecken som unikt definierar gränserna för de återstående tecknen i ramen.
- FC-kontrollfält. Identifierar typen av ram och detaljerna för att arbeta med den. Den är i 8-bitarsformat och överförs med två tecken. Består av delfält, betecknade CLFFZZZZ, som har följande syften:

• - С - ramdiagramtyp - synkron (värde 1) eller asynkron (värde 0);
• - L - längden på ramadressen (2 eller byte);
• - FF - ramtyp, kan vara 01 för att utse LLC (användardata) ram eller 00 för att beteckna MAC lager serviceram. Servicramarna för MAC-lagret är ramar av tre typer - ramar för Claim Frame-initieringsproceduren, Beacon Frame-logiska felsignaliseringsrutiner och ramarna för SMT Frame-ringprocedurer;

- ZZZZ - specificerar ramtypen.
- Destinationsadress DA - identifierar stationen (unik adress) eller grupp av stationer (gruppadress) till vilken ramen är avsedd. Det kan vara 2 eller 6 byte.
- SA-källadress - identifierar stationen som genererade den här ramen. Fältet måste ha samma längd som destinationsadressfältet.
- INFO-information - hänvisar till den operation som anges i kontrollfältet. Fältet kan vara från 0 till 4478 byte (0 till 8956 tecken). FDDI-standarden gör att källrutningsalgoritmen som anges i standarden 802.5 kan placeras i detta fält. I detta fall placeras kombinationen 102 i de två högsta fälten i källadressen SA - en gruppadress, en kombination som inte är vettig för källadressen, men indikerar närvaron av routningsinformation i datafältet.
- Kontrollera sekvens FCS - 32-bitarssekvens beräknad enligt standardmetoden CRC-32 som används för andra IEEE 802-protokoll. Kontrollsekvensen täcker FC, DA-fälten. SA, INFO och FCS.
- Slutavgränsare ED - Slut (T) -tecken som anger en ramgräns. Men bakom det finns det också tecken på statusen för ramen.
- FS-ramstatus. De tre första tecknen i statusfältet ska vara indikatorer för fel (fel, E), adress igenkänd (A) och ram kopierad (C). Var och en av dessa indikatorer är kodad med en symbol, varvid nolltillståndet för indikatorn indikeras av symbolåterställningen (R) och det enda tillståndet med inställning (S). Standarden tillåter OEM: er att lägga till egna indikatorer efter de tre erforderliga.

Token består väsentligen av ett betydande fält - FC-kontrollfältet, som i detta fall innehåller 1 i C-fältet och 0000 i ZZZZ-fältet, Fig. 6,20 b.

Fikon. 6,20. FDDI-ram- och markörformat

SD - startavgränsare
FC - ramkontroll
DA - destinationsadress
SA - källadress
INFO - information
FCS - ramkontrollsekvens
ED - avslutande avgränsare
FS - ramstatus

Ethernet-adressering

Varje nod på ett Ethernet-nätverk har en unik fysisk hårdvaruadress för nätverkskortet. Ethernet-adresseringsschemat definieras av korttillverkaren som en 6-byte hex-adress.

Typen av fysisk adress för hårdvara för en nod bestäms av värdet på dess första byte:

00h är den unika adressen för en specifik nätverksadapter, de nästa två bytena i adressen bestämmer tillverkarens identifierare, och de återstående tre bytena är serienumret för adaptern;

01h - gruppadress, de återstående 5 bytena i adressen definierar gruppidentifieraren;

02h - ett antal adaptermodeller låter dig ställa in adapterns adress godtyckligt. Tecknet för "manuell" inställning av adressen är värdet på den första byte 02h, de återstående 5 byte måste definiera en unik adress;

FFFFFFFFFFFFh - sändningsadress.

Förverkligande av fysiska och datalänkskikt i Ethernet

Det fysiska lagret i ett Ethernet-nätverk inkluderar underlag för fysisk anslutning (Fysisk Medium Anknytning) och själva kontakten.

Länksskiktet i Ethernet är uppdelat i två undernivåer:

medellångt underskiktMAC (Media Tillgång Kontrollera - kontroll av tillgången till miljön);

underlag för logisk länkkontrollLLC (Logisk Länk Kontrollera - kontroll av logisk anslutning).

Signalkodning i det fysiska lagret. Manchester-kod

Ethernet- och Token Ring-teknologier använder en elektrisk signalkodningsteknik som kallas manchester-kod... Den här koden använder ett potentiellt droppe för att koda sådana och nollor, dvs. pulsfronten (fig. 15).

Fig. 15 Signalkodning med Manchester-kod

Informationen kodas av potentiella droppar som inträffar i mitten av varje klocka / bitintervall: en kodas av ett fall från en låg signalnivå till en hög nivå, och en noll kodas av en omvänd kant. I början av varje cykel kan en matchande servicekant för signalen uppstå om det är nödvändigt att representera flera nollor eller nollor i rad.

Därför att under klockcykeln ändras signalen minst en gång, då har Manchester-koden goda självsynkroniserande egenskaper. Dessutom har den inte en DC-komponent, så att den kan användas i kommunikationskanaler med reaktiv belastning, till exempel i kanaler med transformatorkoppling, vilket är viktigt för att tillhandahålla galvanisk isolering.

I lokala nätverk som använder Manchester-kodning, för tjänsteändamål, används också två signaler som är förbjudna för en given kod i stor utsträckning, när, i stället för en obligatorisk förändring av signalnivån mitt i klockintervallet, signalnivån förblir oförändrad och låg (förbjuden signal J) eller oförändrad och hög (förbjuden signal K ).

Länklagers MAC-underskikt

Underlagret MAC Media Access Control ansvarar för:

ethernet-rambildning;

få tillgång till ett delat dataöverföringsmedium;

skicka en ram med det fysiska lagret till mottagaren.

En delad Ethernet-miljö, oavsett fysisk implementering (koaxialkabel, tvinnat par eller fiberoptisk kabel med repeatrar), är när som helst i ett av tre tillstånd: fri, upptagen, kollision.

MAC-underskiktet för varje nätverksnod får information från det fysiska lagret om det delade mediets tillstånd. Om den är gratis och MAC-underskiktet har en ram att överföra, överför den den genom det fysiska lagret till nätverket. Det fysiska lagret övervakar miljöns tillstånd samtidigt med bit-för-bit-ramöverföringen. Om det inte sker någon kollision under överföringen av ramen, betraktas ramen som överförd.

Om en kollision under överföringen av ramen registrerades, avslutas dess överföring. Efter fixering av kollisionen gör MAC-underskiktet en slumpmässig paus och försöker sedan överföra den här ramen igen. Pausens slumpmässiga natur minskar sannolikheten för flera noder som samtidigt försöker fånga det delade mediet vid nästa sändning. Det maximala antalet försök att överföra en ram är 16, varefter MAC-underskiktet lämnar denna ram och börjar sända nästa ram från LLC-underskiktet.

MAC är mottagarens underlag, som tar emot rambitarna från sitt fysiska lager, kontrollerar destinationsadressfältet i ramen, och om denna adress matchar mottagarens egen adress, kopierar mottagaren ramen till sin buffert. Därefter kontrollerar det om ramen innehåller specifika fel: genom kontrollsumma, med maximalt och minimalt tillåtet ramstorlek, genom felaktigt hittade byte-gränser. Om ramen är giltig överförs dess datafält till LLC-underskiktet, om inte, kommer ramen att kasseras.

Underlag för länklager LLC

LLC-underskiktet tillhandahåller ett Ethernet-gränssnitt till protokoll med högre lager som IPX eller IP. Nätverkslagerprotokoll överför sina paket genom interlayer-gränssnittet för LLC-protokoll, till exempel IP-paket (TCP / IP-stack), IPX (Novell-stack) eller NetBEUI (Microsoft / IBM-stack), destinationsadressinformation och kvalitetskrav transporttjänster som LLC-underskiktet måste tillhandahålla. LLC-protokollet placerar det mottagna Upper Layer Protocol-paketet i sin ram, vilket kompletteras med nödvändiga servicefält. Sedan skickar LLC-protokollet genom ett annat interlayer-gränssnitt ramen till motsvarande protokoll för MAC-underlagret, som i sin tur packar LLC-ramen i sin ram, till exempel Ethernet.

Enligt 802.2-standarden förser LLC logiska kanalstyrningsspelare de övre lagren med tre typer av procedurer:

LLC1 - anslutningsfri och okunnig procedur;

LLC2 - upprättande och bekräftelseförfarande för anslutning;

LLC3 är en anslutningsfri men erkänd procedur.

Denna uppsättning procedurer är gemensamma för alla medialåtkomstmetoder som definieras av 802.3-802.5-standarderna såväl som FDDI-standarderna och 802.12-standarden för 100VG-AnyLAN-teknik.

ProcedurLLC1 ger användare möjligheter att överföra data till minimal kostnad genom att tillhandahålla ett datagram-driftsätt. Vanligtvis används denna typ av procedur när funktioner som återställning av datafel och datasekvensering utförs av protokoll med högre skikt, så det finns inget behov av att kopiera dem i LLC-lagret.

LLC2-förfarande gör det möjligt för användare att upprätta en logisk anslutning mellan avsändaren och mottagaren och vid behov utföra procedurer för återhämtning av fel och sekvensering av ramströmmen inom den etablerade anslutningen. LLC2-protokollet liknar protokoll familjerHDLC (Hög- nivå Data Länk Kontrollera Procedur), som används i nätverk för stora områden för att säkerställa tillförlitlig överföring av ramar på bullriga kommunikationslinjer. LLC2-protokollet fungerar i skjutfönsterläge.

I vissa fall, till exempel när du använder nätverk i realtid, när den tid som spenderas på att upprätta en logisk anslutning innan du skickar data är oacceptabel, och bekräftelse av riktigheten i datamottagningen är nödvändig, ytterligare procedurLLC3 .

Användningen av dessa tre lägen för LLC underlagsoperation beror på strategin för de specifika utvecklarna av protokollstackar. Till exempel, i TCP / IP-stacken, fungerar LLC-lagret alltid i LLC1-läget, och utför det enkla arbetet med att extrahera och demultiplexera paket med olika protokoll - IP, ARP, RARP, osv. Underlaget LLC används på liknande sätt av IPX / SPX-protokollstacken. Men Microsoft / IBM-stacken baserad på NetBIOS / NetBEUI-protokollet använder ofta LLC2-läget. Detta händer i fall där NetBIOS / NetBEUI-protokollet själv måste fungera i ett läge med återställning av förlorade och skadade data. I denna situation delegeras motsvarande arbete till LLC2-lagret. Om NetBIOS / NetBEUI-protokollet fungerar i datagramläge fungerar LLC-protokollet i LLC1-läget.

LLC2-läget används också av SNA-protokollstacken när Token Ring-tekniken används i det undre lagret.

Alla typer av ramar i LLC-underskiktet har ett enda format, som visas i figur 16:

Fig. 16 Ethernet LLC underlagsram

LLC-ramen är inramad av två fält med en bitgrupp Flaggamed värdet 01111110. Flaggorna används vid MAC-lagret för att definiera gränserna för LLC-ramen. I enlighet med den skiktade strukturen i IEEE 802-protokollen är en LLC-ram inbäddad i en MAC-underlagsram: Ethernet-ram, Token Ring, FDDI, etc., med start- och slutflaggorna för LLC kasserade.

LLC-ramen innehåller det faktiska datafältet och rubriken, som består av tre fält:

Destination Service Access Point (DSAP);

SSAP-post (Service Service Access Point):

Kontrollfält (Kontroll).

Data fältLLC är avsedd för överföring över nätverk av paket med protokoll på högre nivå - nätverksprotokoll IP, IPX, AppleTalk, DECNet, i sällsynta fall - applikationsprotokoll, när de sätter in sina meddelanden direkt i länklagrets ramar. Datafältet kan vara frånvarande i kontrollramar och i vissa obemannade ramar.

AdressfältDSAP ochSSAP ockupera en byte. De låter dig specificera vilken övre skiktjänst som vidarebefordrar data med det här lagret och används för att demultiplexera de mottagna ramarna. SAP-adressvärden tilldelas protokoll i enlighet med IEEE 803.2-standarden. Så för IP-protokollet är SAP-värdet 06 timmar, för IPX-protokollet - E0h, för NetBIOS-protokollet - F0h. Om till exempel DSAP- och SSAP-värdena i LLC-ramen innehåller E0h-koden utbyts ramar mellan två IPX-moduler som körs i olika noder.

I vissa fall är DSAP- och SSAP-adresserna olika. Detta är endast möjligt i de fall där tjänsten har flera SAP-adresser, som kan användas av protokollet för avsändarens nod för speciella ändamål, till exempel för att meddela den mottagande noden om överföringen av avsändarens protokoll till något specifikt driftsläge. Denna egenskap i LLC-protokollet används ofta av NetBEUI-protokollet.

Kontrollfält (1 eller 2 byte) har en mer komplex struktur när man arbetar i LLC2-läget och en ganska enkel struktur när man arbetar i LLC1-läget (fig. 17).

Enligt deras syfte, alla typer av LLC-underlagsramar som refereras till i 803.2-standarden datablockPDU (Protokoll Data Enhet), är indelade i tre typer - information, kontroll och onumrerad. Ramtypen ställs in av bitarna 1 och 2 i fältet Kontrollera: 0x - informationsram, 10 - kontrollram, 11 - onumrerad ram.

Fig. 17 LLC underlags ramfältstruktur

Informationsramar (jag - ramar) är avsedda för överföring av information i procedurer med upprättandet av en logisk anslutning LLC2 och måste nödvändigtvis innehålla ett datafält. I processen att överföra informationsblock numreras de i skjutfönsterläget.

Kontrollramar (S - ramar) är avsedda för överföring av kommandon och svar i LLC2-procedurer, inklusive kvitteringssignaler, förfrågningar om att skicka tillbaka en eller en grupp I-ramar, en begäran att tillfälligt stoppa överföringen av I-ramar på grund av oförmågan att ta emot dem (till exempel på grund av buffertöverskridande av mottagningsstationen ). Kontroll S-ramar ger ordnad, pålitlig överföring av LLC2-data från en station i nätverket till en annan.

Onumrerade ramar (U - ramar) är avsedda för överföring av onumrerade kommandon och svar som utför informationsöverföring, identifiering och testning av LLC-lagret i procedurerna utan att upprätta en logisk anslutning, och i procedurerna i LLC2 - upprätta och koppla från en logisk anslutning, samt rapportera fel.

I läge LLC1 används endast en bildtyp - onumret. Det är denna typ av procedur som används i alla praktiska Ethernet-implementationer.

I LLC2-läget används alla tre ramtyper. I detta läge är ramar uppdelade i kommandon och svar på dessa kommandon. I detta läge liknar LLC-protokollet HDLC-protokollet.

BitP/ F (Opinionsundersökning/ Slutlig) har följande betydelse: i kommandon heter det Poll och kräver ett svar på kommandot, och i svar kallas det Final och markerar svarets sista ram.

FältS används för att koda kontrollfunktioner i kontroll / övervakningsramar. Supervisorramar kodas enligt följande:

Mottagare redoRR (Mottagare redo, ss \u003d 00);

Mottagare inte redoRNR (Mottagaren är inte redo, ss \u003d 01);

AVSÄGANDEREJ (Avvisa, ss \u003d 10);

Selektiv avslagSREJ (Vald Avvisa, ss \u003d 11).

Ordningen med att använda styrramar beskrivs nedan.

FältM Onumrerade ramar definierar kommandokoderna som överförs genom onumrerade ramar, till exempel:

Ställ in utökat balanserat asynkronläge(SABME). Detta kommando är en begäran om att upprätta en anslutning. Utökat läge betyder att man använder två-byte-kontrollfält för de andra två ramtyperna;

Onumrerad bekräftelse(UA) - tjänar till att bekräfta upprättandet eller avslutandet av anslutningen;

Bryt anslutningen(SKIVA) - begäran om att koppla bort, etc.

Upprättande av en anslutning börjar med att skicka ett kommando till kanalen Sambe med samtidig aktivering av Ts-timern. Om fjärrstationen tar emot detta kommando utan fel, och den har förmågan att upprätta en anslutning och gå in i arbetsläget för informationsutbyte, skickar fjärrstationen ett svar UA... I detta fall, på fjärrstationen, ställs tillståndsvariablerna för överföring V (S) och mottagning V (R) till noll, och anslutningen anses vara etablerad. Om fjärrstationen inte kan gå in i arbetsläget för informationsutbyte, skickar den ett svar DM (Koppla ifrån Läge - koppla bort läget) och anslutningen anses inte vara etablerad. Om anslutningen vägras kan initiatörsstationen försöka upprätta anslutningen när som helst igen.

Efter att ha fått rätt svar UA anslutaren till anslutningen, stänger av timern Ts, ställer in sin sändning V (S) och tar emot V (R) tillståndsvariabler till 0 och antar också att anslutningen är upprättad. I de flesta fall för att skilja mellan svar DMsom kan anlända till initiatörstationen under anslutningsprocessen överförs SAMBE-kommandot med P \u003d 1-biten. I det här fallet kan svaret på det bara vara en ram med F-bituppsättningen.

Om kommandot Sambe och / eller svar UA, DM mottogs med fel, då tas de inte hänsyn till av stationerna, som ett resultat kommer timern Ts att löpa ut vid den initierande stationen, vilket är en indikation på behovet av att vidarebefordra kommandot Sambe... Den angivna åtgärdsföljden fortsätter tills svaret har mottagits korrekt. UA eller DM, eller tills gränsen för försök som tilldelats för upprättande av anslutning löper ut. I det senare fallet informeras den övre nivån om uttömningen av gränsen.

Kopplingsprocessen utförs genom att skicka kommandot till kanalen SKIVA (Koppla ifrån – kapa) med P-bituppsättningen. Fjärrstationen, som har fått rätt kommando SKIVA, skickar svaret UA och går i kopplingsläge. Den inledande stationen för frånkopplingen, efter att ha fått svaret UA, stänger av timern Ts och går också i kopplingsläge.

Förfarandet för att sända en I-ram från en sändningsstation till en mottagningsstation är som följer.

I informations I-ramar finns det ett N (S) -fält för att ange antalet på den överförda ramen. När LLC2-protokollet fungerar, används ett skjutfönster med 127 ramar, därför för att numrera de överförda ramarna förändras värdet på N (S) -fältet cykliskt i intervallet från 0 till 127. Följaktligen bestämmer N (R) -fältet i I- och S-ramarna antalet för det begärda eller ram som ska bekräftas (LLC2-proceduren stöder halvduplexöverföring).

Information som anländer till LLC-undernivån från den övre nivån i form av ett paket placeras i fältet Data den genererade I-ramen, som tilldelas överföringssekvensnumret N (S) \u003d V (S). Den genererade I-ramen sänds sedan till MAC-underskiktet för vidare bearbetning, och värdet på sändningstillståndets variabel V (S) ökas med 1 (modulo 128).

Fjärrstationen, som fick I-ramen adresserad till den, bestämmer om den kan utfärdas till mottagaren (högre lager). För detta ändamål jämför mottagarstationen antalet N (S) för den mottagna I-ramen med värdet på mottagningsstatusvariabeln V (R) för den givna stationen, som lagrar ett värde som är större än antalet för den sista ramen som mottagits från sändaren. Om dessa nummer sammanfaller och det övre lagret inte upptas, återgår innehållet i datafältet i den mottagna I-ramen till det övre lagret, och värdet på mottagningstillståndets variabel V (R) ökas med 1 (modulo 128). Om mottagningsstationen samtidigt har sin egen I-ram för överföring till avsändaren skickas numret N (R) \u003d V (R) i den. Om det inte finns någon sådan ram överförs en RR S-ram med samma nummer N (R) för att bekräfta mottagandet. I detta fall måste svarsramen skickas senast utgången av timern Tr, som bestämmer det maximala tidsintervallet under vilket mottagningsstationen måste bekräfta mottagandet av I-ramen.

Om det övre lagret för N (S) \u003d V (R) är upptaget, och mottagningsstationen inte kan placera den inkommande I-ramen i dess buffertkö (till exempel på grund av otillräckligt minne), bör den mottagande stationen skicka ett RNR-svar med nummer N (R). Stationen som skickade en I-ram, efter att ha fått ett sådant svar, avbryter överföring av nya I-ramar (och vidarebefordran av okända erkända ramar) tills den mottar en RR- eller REJ-ram, eller tills den tid som kontrolleras av den sändande stationens Ts-timer har gått ut ...

Om mottagaren tar emot en ram med ett nummer N (S) som inte är lika med V (R), kommer denna ram att kasseras och ett negativt kvitto skickas AVSÄGANDE (REJ) med nummer N (R) \u003d V (R). Vid mottagande av ett negativt kvitto är sändaren skyldig att upprepa överföringen av ramen med V (R) -numret, liksom alla ramar med stora nummer som den redan har skickat med hjälp av fönstermekanismen.

Vi ser att kommandot RR med siffran N (R) används som ett positivt kvitto när det inte finns något dataflöde från mottagaren till sändaren och kommandot RNR - för att bromsa flödet av informationsramar som kommer till mottagaren. Detta är nödvändigt om mottagaren inte har tid att bearbeta strömmen med ramar som skickas till den med hög hastighet på grund av fönstermekanismen.

Således med hjälp av tillsynsramar RR och RNR dataflödesstyrning utförs, vilket är särskilt viktigt för omkopplade nätverk där det inte finns något delat medium som automatiskt hämmar sändarens drift på grund av det faktum att en ny ram inte kan sändas förrän mottagaren har slutfört att ta emot den föregående.

Ethernet-ramtyper

Ethernet-ramen är ansvarig för förflyttningen av övre skiktdata över nätverket. En fysisk Ethernet-ram har en rubrik och en svans mellan vilken den faktiska datan är innesluten. Det är i denna form som information överförs från en Ethernet-nod till en annan.

För närvarande används fyra olika ramformat i Ethernet-miljön vid länklagret, vilket är förknippat med en lång historia av utveckling av Ethernet-teknik, inklusive perioden för dess utveckling innan antagandet av IEEE 802.3-standarden, då LLC-underskiktet inte separerades från det allmänna protokollet och följaktligen, LLC-huvudet inte användes. ... Varje bildtyp skiljer sig från andra ramtyper på det sätt som paket kodas och avkodas mellan NIC: er för olika noder i ett Ethernet-nätverk.

1980 överlämnade ett konsortium av företag DEC, Intel och Xerox (DIX) sin egenutvecklade version av Ethernet-standarden till IEEE 802.3-kommittén som ett utkast till internationell standard (innehållande en beskrivning av ramformatet), men 802.3-kommittén antog en standard som skilde sig åt i vissa detaljer från DIX erbjuder. Skillnaderna var också i ramformatet, vilket gav upphov till att det fanns två olika typer av ramar i Ethernet-nätverk.

Ett annat ramformat kom fram från Novells ansträngningar att påskynda sin protokollstack över Ethernet.

Och slutligen är det fjärde ramformatet resultatet av 802.3-kommitténs ansträngningar för att föra tidigare ramformat till någon vanlig standard.

Samma ramformat kan ha olika namn, så nedan för vart och ett av de fyra formaten finns några av de vanligaste namnen:

standard ramtyp Ethernet II (Ethernet DIX);

De olika typerna av ramar har några vanliga fält, inklusive käll- och destinationsadresserna för paketet, datafältet och kontrollfältet.

Ramformat i originalt Ethernet-system

Ethernet II-ramtypen, som är den ursprungliga Ethernet DIX-ramen, har följande format:

Inledning	Utnämning	Källa		Data	CRC - belopp

Fält Inledning används för att synkronisera paketet in och ut från nätverkskorten. Den innehåller alltid kod 10101010 i sina första 7 byte och kod 10101011 i den sista byten. Behovet av en ingress beror på följande skäl. I Ethernet-nät överförs inga signaler över nätverket alls. För att alla stationer i nätverket ska gå in i bitsynkronisering i början av överföringen av nästa bild, föregår sändningsstationen innehållet i ramen med en sekvens av ingressbitar. När en bit har synkroniserats undersöker mottagaren ingångsströmmen bit-för-bit-basis tills den upptäcker start-av-ramtecken 10101011, som i detta fall är STX-tecknet. Slutet på ramen i Ethernet bestäms av ramens längdfält i huvudet eller av det ögonblick som bäraren försvinner i kabeln.

Fält Utnämning innehåller den fysiska adressen till värden till vilken meddelandet är avsett.

Fält Källa identifierar noden som skickade paketet.

Fält En typidentifierar typen av protokoll med högre skikt som används för överföring eller mottagning (liknande SAP-fälten i LLC-protokollet). Detta fält introducerades internt av Xerox och tolkas inte på något sätt på Ethernet. Detta fält tillåter flera protokoll med högre lager att dela upp nätverket utan att vara intresserade av det interna innehållet i paketen.

Fält Data innehåller det faktiska meddelandet.

Fält CRC-summa innehåller en kontrollsumma beräknad med hjälp av en CRC-32.

Med undantag av ingressen till ramen är ett standard Ethernet II-meddelande 64 till 1518 byte långt.

Ramformat Ethernet RAW 802.3

Den väsentliga skillnaden mellan standard Ethernet II och Ethernet RAW 802.3 ramtyper är endast när du ersätter typfältet med längdfältet:

Inledning	Utnämning	Källa	Längd	Data	Stoppning	CRC - summa

Här fältet Längd innehåller information om längden på data i paketet. Om datafältets längd är mindre än 46 byte, är fältet Stoppning för att få paketets längd till en minimilängd. Det finns inget stoppningsfält i datafältets normala längd.

Eftersom standard Ethernet II och RAW 802.3 ramar är strukturerade på olika sätt, hanterar nätverket och de övre lagren dessa ramtyper på olika sätt.

Ethernet IEEE 802.3 / LLC ramformat

Det finns bara en verklig skillnad mellan IEEE 802.3 / LLC Ethernet-standardramstyp och 802.3 icke-standard Ethernet RAW-ramtyp. Den icke-standardiserade 802.3 RAW-typen kännetecknas av frånvaron av en 802.2 LLC-rubrik i datafältet (därav namnet RAW - "strippad", "strippad av 802.2-rubriken"). I standardtypen IEEE 802.3 är 802.2-rubriken inuti datafältet.

802.3-ramen är en MAC-underlager-ram, och enligt 802.2-standarden är en LLC-underlagsram inbäddad i sitt datafält med start- och slutflaggorna för LLC-ramen 0111110 borttagen. Därför att Eftersom LLC-ramhuvudet är 3 (i LLC1-läge) eller 4 (i LLC2-läge) byte, reduceras den maximala datafältstorleken i en 802.3 ram till 1497 respektive 1496 byte.

Ethernet SNAP-ramformat

För att eliminera skillnaderna i kodningen av de typer av protokoll vars meddelanden är inbäddade i Ethernet-ramens datafält har 802.2-kommittén utvecklat ett ramformat Ethernet KNÄPPA (Subnätverksadministratör Tillgång Protokoll).

Ethernet SNAP-ramen är en förlängning av Ethernet 802.3 / LLC-ramen genom att införa en ytterligare 5-byte SNAP-rubrik med två fält OUI och Typ.

Fält Typ består av två byte och upprepar fältets format och syfte Typ Ethernet II-ram. Fält OUI (Ursprungligen Unik Identifierare) definierar identifieraren för organisationen som kontrollerar protokollkoderna i fältet Typ... Protokollkoder för 802 tekniker styrs av IEEE, som har en identifierare OUIlika med 000000.

Därför att SNAP är ett protokoll som är inbäddat i LLC-protokollet, DSAP- och SSAP-fälten för det senare innehåller 0xAA-koden reserverad för SNAP-protokollet. Fält Kontrollera LLC-huvudet är inställt på 0x03, vilket motsvarar användningen av onumrerade ramar.

SNAP-rubriken är förutom LLC-rubriken, så den är giltig inte bara i Ethernet-ramar, utan också i ramar av andra 802-teknologier. Exempelvis använder IP alltid LLC / SNAP-rubrikstrukturen när den är inkapslad i ramar i alla LAN-protokoll: FDDI, Token Ring, 100VG-AnyLAN, Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.

Är ... dator nät och implementera nätverkstjänster: separering av information ...

Data Link ger datautbyte över en gemensam lokal miljö. Den sitter mellan nätverket och fysiska lager i OSI-modellen. Därför måste Länkskiktet tillhandahålla tjänster till det högre skiktet, interagera med nätverksprotokollet och tillhandahålla ramkapslade paket med åtkomst till nätverksmediet. Samtidigt styr datalänkskiktet processen för att placera den överförda informationen i det fysiska mediet. Därför är länkskiktet uppdelat i två underskikt: det övre underskiktet för logisk dataöverföring LLC - Logisk länkkontroll, som är gemensam för alla teknologier, och den nedre underskiktet för mediåtkomstkontroll MAC - Media Access Control (fig. 4.1). Dessutom detekteras fel i den överförda informationen vid länkskiktet.

Fikon. 4,1. Länklager subnivåer

Interaktionen mellan lokala nätverksnoder är baserad på länklagerprotokollen. International Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) har utvecklat en familj med 802.x-standarder som reglerar driften av de nedre lagren (kanal och fysisk) i sju nivåers ISO / OSI-modell. Ett antal av dessa protokoll är gemensamma för alla tekniker, till exempel 802.2-standarden, andra protokoll (till exempel 802.3, 802.5) definierar egenskaperna för lokala nätverk.

På LLC-underskiktet finns det flera procedurer som låter dig etablera eller inte etablera kommunikation innan du sänder ramar som innehåller data, återställer eller inte återställer ramar om de går förlorade eller fel upptäcks. Denna underskikt implementerar kommunikation med nätverkslagerprotokoll. Kommunikation med nätverkslagret och definition av logiska procedurer för överföring av ramar över nätverket implementerar 802.2-protokollet. Protokollet 802.1 tillhandahåller allmänna definitioner av lokala nätverk som länkar till ISO / OSI-modellen. Det finns också ändringar av detta protokoll som kommer att diskuteras senare.

MAC-underskiktet definierar särdragen vid åtkomst till det fysiska mediet när man använder olika tekniker i lokala nätverk. MAC-lager protokoll är inriktade på att dela den fysiska miljön med prenumeranter. Delat media används i sådana utbredda lokala nätverk som Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI. Användningen av en delad miljö mellan användare förbättrar laddningen av kommunikationskanalen, minskar kostnaden för nätverket, men begränsar dataöverföringshastigheten mellan de två noderna.

Varje MAC-skiktsteknologi motsvarar flera alternativ ( specifikationer) fysiska lagerprotokoll (figur 4.1). Så protokoll 802.3 som beskriver den mest kända tekniken Ethernet, följer specifikationen för fysisk lager: 10 Bas- T, 10 Bas- FB, 10 Bas- FL... 10Base-T-specifikationen tillhandahåller konstruktion av ett lokalt nätverk baserat på användning av ett oskyddat tvinnat par UTP av minst kategori 3 och ett nav. 10Base-FB, 10Base-FL specifikationer använder fiberoptiska kablar. Tidigare specifikationer 10Base-5 och 10Base-2 använde tjocka och tunna koaxialkablar.

Fast Ethernet (802.3u) uppfyller följande fysiska lagerspecifikationer:

100Base-T4, där fyra tvinnade par UTP-kabel i minst kategori 3 används;

100Base-TX - två par UTP-kablar i minst kategori 5 används;

100Base-FX - använder två fibrer med optisk multimodkabel.

Förutom Ethernet och Fast Ethernet används ett antal andra tekniker på MAC-nivå: Gigabit Ethernet med en överföringshastighet på 1000 Mbps - standard 802.3z och 802.3ab; 10Gigabit Ethernet med en överföringshastighet på 10 000 Mbps är standarden 802.3аe, liksom ett antal andra. Exempelvis beskriver 802.5-protokollet tekniken för Token Ring-nätverk, där skyddade tvinnade par STP används som fysiskt medium, med hjälp av vilka alla stationer i nätverket är anslutna i en ringstruktur. Till skillnad från Ethernet-teknik realiseras i nätverk med tokenöverföring (Token Ring) inte slumpmässig, men deterministisk åtkomst till mediet med hjälp av en ram i ett speciellt format - ett token. Token Ring-nätverk kan överföra data över ringen med hastigheter på antingen 4 Mbps eller 16 Mbps. Jämfört med Ethernet är Token Ring-tekniken mer komplex och pålitlig, men Token Ring är inte kompatibel med den nya Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10Gigabit Ethernet-teknologin. Ethernet-teknik och kompatibla diskuteras i denna kurs.

Paketet som sänds till nätverket är inkapslat i datafältet i LLC-protokollramen, vars format visas i figur 4.2.

Fikon. 4,2. LLC ramformat

Flaggorna definierar gränserna för LLC-ramen. Datafältet (Data) innehåller paket med nätverksprotokoll. Destination Service Access Point (DSAP) och 1-byte Source Service Access Point (SSAP) adresserar båda adresserar den övre skiktjänsten som överför och tar emot datapaketet. IP-tjänsten har till exempel ett SAP-värde på 0x6. Dessa är vanligtvis samma adresser. DSAP- och SSAP-adresser kan bara vara olika om tjänsten har flera adresser. Således är DSAP- och SSAP-adresserna inte adresserna för destinations- och källnoder, och de kan inte vara, eftersom ett 1-byte-fält endast tillåter adressering av 256 punkter, och det kan finnas många noder i nätverket.

Kontrollfältet är 1 eller 2 byte långt, beroende på vilken typ av ram som sänds: Information, övervakning, onumrerat. De två första har en längd på 2 byte för kontrollfältet och 1 byte för den onumrerade. Rammetypen bestäms genom LLC-logiska kanalstyrningsprocedur. Standarden 802.2 tillhandahåller tre typer av sådana procedurer:

LLC1 - anslutningslös och utan handskakning

LLC2 - upprättande och bekräftelseförfarande för anslutning;

LLC3 är en anslutningsfri men erkänd procedur.

Procedur LLC1 används för datagram dataöverföringsläge. Onumrerade ramar används för dataöverföring. Rekonstruktion av data som mottagits med fel utförs med protokoll från övre skikt, till exempel transportlagerprotokoll. Exempelvis fungerar IP-protokollet i datagramläge.

Procedur LLC2 innan dataöverföringen startar upprättar den en anslutning genom att skicka en lämplig begäran och få bekräftelse, varefter data överförs. Proceduren gör det möjligt att återställa förlorade och korrigera felaktiga data med skjutfönsterläget. För dessa ändamål använder den alla tre typer av ramar (information, kontroll, onumrerad). Den här proceduren är mer komplex och långsammare än LLC1, så den används mycket mindre ofta på LAN än LLC1, till exempel med NetBIOS / NetBEUI-protokollet.

En procedur som LLC2 används ofta i nätverk för stora områden för pålitlig dataöverföring via opålitliga kommunikationslinjer. Till exempel används det i LAP-B-protokollet i X.25-nätverk, i LAP-D-protokollet från ISDN-nätverk, i LAP-M-protokollet för nätverk med modem, och delvis i LAP-F-protokollet för Frame Relay-nätverk.

LLC3-proceduren används i processkontrollsystem när hög prestanda krävs och kunskapen om kontrollinformation har nått anläggningen.

Således är den mest utbredda användningen i lokala nätverk LLC1-förfarandet, som endast använder onumrerade ramtyper.

På den sändande sidan överförs LLC-lagerramen till MAC-lagret, där den är inkapslad i en ram av motsvarande teknik i detta lager. Detta kommer att kassera LLC-ramflaggorna. Ethernet-teknik ger ramar i fyra format som skiljer sig något från varandra. Figur 4.3 visar det vanligaste ramformatet 802.3 / LLC.

Figur 4.3. Ramformat Ethernet 802.3 / LLC

Ramens ingress består av sju byte 10101010 som krävs för att mottagaren ska gå in i synkroniseringsläge. Start of Frame Delimiter (SFD) - 10101011 tillsammans med ingressen är 8 byte. Detta följs av de fysiska adresserna för destinationsnoden (DA - Destination Address) och källnoden (SA - Source Address). I Ethernet-teknik kallas fysiska adresser MAC-adresser. De innehåller 48 bitar vardera och representeras i hexadecimalt system. I lokala nätverk adresseras noderna baserade på MAC-adresserna som "sys" i nätverkskortens ROM.

En adress som består av alla enheter FFFFFFFFFFFF är en sändningsadress när informationen som sänds i en ram är avsedd för alla noder i det lokala nätverket.

De minst signifikanta 24 bitarna av MAC-adressen (6 hexadecimala siffror) ger ett unikt hårdvarunummer, t.ex. ett nätverkskortsnummer. De nästa 22 bitarna, med undantag för de två mest betydelsefulla, anger utrustningstillverkarens ID. Den mest signifikanta biten lika med 0 indikerar att adressen är individuell och lika med 1 - adressen är multicast. Den näst mest betydande biten 0 indikerar att identifieraren är centralt tilldelad av IEEE. I standard Ethernet-hårdvara ställs alltid in identifieraren centralt. Trots att de höga och låga delarna är allokerade i MAC-adressen anses MAC-adressen vara platt.

L-fältet (figur 4.3) definierar längden på datafältet, som kan vara från 46 till 1497 byte (i informationsramarna för LLC2-proceduren - upp till 1496 byte, eftersom kontrollfältet är 2 byte). Om datafältet är mindre än 46 byte, är det vadderat till 46 byte.

Fältet för ramkontrollsekvens (FCS) är 4 byte långt för att bestämma om det finns några fel i den mottagna ramen genom att använda en cyklisk kodbaserad kontrollalgoritm.

Fikon. 4,1.

Interaktionen mellan lokala nätverksnoder är baserad på länklagerprotokollen. International Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) har utvecklat en familj med 802.x-standarder som reglerar driften av kanalen och de fysiska lagren i sju nivåers ISO / OSI-modell. Ett antal av dessa protokoll är gemensamma för all teknik, till exempel 802.2-standarden, andra protokoll (till exempel 802.3, 802.3u, 802.5) definierar egenskaperna för lokala nätverk.

På undernivå LLC Det finns flera procedurer som låter dig etablera eller inte etablera kommunikation innan du sänder ramar som innehåller data, återställer eller inte återställer ramar när de går förlorade eller fel upptäcks. Denna underskikt implementerar kommunikation med nätverkslagerprotokoll. Kommunikation med nätverkslagret och definition av logiska procedurer för överföring av ramar över nätverket implementerar 802.2-protokollet. Protokollet 802.1 tillhandahåller allmänna definitioner av lokala nätverk som länkar till ISO / OSI-modellen. Det finns också ändringar av detta protokoll som kommer att diskuteras senare.

MAC-undernivå definierar funktionerna för tillgång till den fysiska miljön när man använder olika tekniker i lokala nätverk. MAC-lager protokoll är inriktade på att dela den fysiska miljön med prenumeranter. Delad miljö (delat media) används i sådana utbredda lokala nätverksteknologier som Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI. Användningen av en delad miljö mellan användare förbättrar laddningen av kommunikationskanalen, sänker kostnaden för nätverket, men begränsar överföringshastighet data mellan två noder.

Varje MAC-lagerteknologi motsvarar flera alternativ (specifikationer) för fysiska skiktprotokoll (Fig. 4.1). Specifikation MAC-lagerteknologi definierar den fysiska lagermiljön och de grundläggande parametrarna för dataöverföring ( överföringshastighet, typ av medium, smalband eller bredband).

Så protokollet 802.3 som beskriver den mest kända tekniken Ethernet, följer specifikationen för fysisk lager: 10Base-T, 10Base-FB, 10Base-FL... Siffran 10 indikerar att dataöverföringshastigheten är 10 Mbit / s, Base är ett smalbandssystem. 10Base-T-specifikationen möjliggör konstruktion av ett lokalt nätverk baserat på användning av ett oskyddat tvinnat par UTP som inte är lägre än den tredje kategorin och ett nav. 10Base-FB, 10Base-FL specifikationer använder fiberoptiska kablar. Tidigare specifikationer för 10Base -5 och 10Base-2 krävde användning av "tjock" eller "tunn" koaxialkabel.

Fast Ethernet (802.3u) uppfyller följande fysiska lagerspecifikationer:

• 100Base-T4, där fyra tvinnade par UTP-kabel används inte lägre än den tredje kategorin;
• 100Base-TX - två par UTP-kabel som inte är lägre än den femte kategorin används;
• 100Base-FX - använder två fibrer med optisk multimodkabel.

Förutom Ethernet och Fast Ethernet används ett antal tekniker på MAC-nivå: Gigabit Ethernet med överföringshastighet 1000 Mbps - 802.3z och 802.3ab standarder; 10Gigabit Ethernet med överföringshastighet 10.000 Mbps är standarden 802.3ae, liksom ett antal andra. Exempelvis beskriver 802.5-protokollet tekniken för Token Ring-nätverk, där skyddade tvinnade par STP används som fysiskt medium, med hjälp av vilka alla stationer i nätverket är anslutna i en ringstruktur. I motsats till Ethernet-teknik realiseras i nätverk med tokenöverföring (Token Ring) inte slumpmässig, men deterministisk åtkomst till mediet med hjälp av en ram i ett speciellt format - ett symbol. Token Ring-nätverk kan överföra data över ringen med hastigheter på antingen 4 Mbps eller 16 Mbps. Jämfört med Ethernet är Token Ring-tekniken mer komplex och pålitlig, men Token Ring är oförenlig med de nya Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10Gigabit Ethernet-teknologierna. Ethernet-teknik och kompatibla Ethernet-teknologier diskuteras i denna kurs.

Paketet som sänds till nätverket är inkapslat i datafältet i LLC-protokollramen, vars format visas i tabell. 4,1.

Flaggorna definierar gränserna för LLC-ramen. Datafältet (Data) innehåller paket med nätverksprotokoll. Adressfältets adressfält för destinationstjänst ( DSAP - Åtkomstpunkt för destinationstjänst) och ingångspunkt för källtjänst ( SSAP - Access Service Point för källtjänst), 1 byte i längd, adresserar den övre nivån som överför och tar emot datapaketet. IP-tjänsten har till exempel ett SAP-värde på 0x6. Dessa är vanligtvis samma adresser. DSAP- och SSAP-adresser kan bara vara olika om tjänsten har flera adresser. Således är DSAP- och SSAP-adresserna inte adresserna för destinations- och källnoder, och de kan inte vara, eftersom ett 1-byte-fält endast tillåter adressering av 256 punkter, och det kan finnas många noder i nätverket.

Kontrollfältet är 1 eller 2 byte långt, beroende på vilken typ av ram som sänds: Information, övervakning, onumrerat. De två första har en längd på 2 byte för kontrollfältet och 1 byte för den onumrerade. Rammetypen bestäms genom LLC-logiska kanalstyrningsprocedur. Standarden 802.2 tillhandahåller tre typer av sådana procedurer:

• LLC1 - anslutningsfritt och inget handskakningsförfarande;
• LLC2 - upprättande och bekräftelseförfarande för anslutning
• LLC3 - en anslutningsfri procedur med bekräftelse.

Procedur LLC1 gäller när datagram dataöverföringsläge. Onumrerade ramar används för dataöverföring. Rekonstruktion av data som mottagits med fel utförs med protokoll från övre skikt, till exempel transportlagerprotokoll. Exempelvis fungerar IP-protokollet i datagramläge.

Procedur LLC2 innan dataöverföringen startas upprättar den en anslutning genom att skicka en lämplig begäran och få bekräftelse, varefter data överförs. Proceduren låter dig återställa förlorade och korrigera felaktiga data med läget glidande fönster... För dessa ändamål använder den alla tre typer av ramar (information, kontroll, onumrerad). Den här proceduren är mer komplex och långsammare än LLC1, så den används mycket mindre ofta i lokala nätverk än LLC1, till exempel med NetBIOS / NetBEUI-protokollet.

En procedur som LLC2 används ofta i nätverk för stora områden för pålitlig dataöverföring via opålitliga kommunikationslinjer. Till exempel används det i LAP-B-protokollet i X.25-nätverk, i LAP-D-protokollet från ISDN-nätverk, i LAP-M-protokollet för nätverk med modem, och delvis i LAP-F-protokollet för Frame Relay-nätverk.

LLC3-förfarande används i styrsystem tekniska processernär du behöver hög prestanda och kunskap om kontrollinformationen har nått objektet.

Det mest utbredda förfarandet i lokala nätverk är LLC1-förfarandet, som endast använder onumrerade ramtyper.

På den sändande sidan överförs LLC-lagerramen till MAC-lagret, där den är inkapslad i en ram med motsvarande teknik i detta lager. Detta kommer att kassera LLC-ramflaggorna. Ethernet-teknik ger ramar i fyra format som skiljer sig något från varandra. Tabell. 4.2 visar det vanligaste ramformatet 802.3 / LLC.

Tabell 4.2. Ramformat Ethernet 802.3 / LLC

Inledning	SFD	DA	SA	L	DSAP	SSAP	Kontrollera	Data	FCS
7 byte	10101011	6 byte	6 byte	2 byte	1 byte	1 byte	1 byte	46-1497 byte	4 bytes

Ramens ingress består av sju byte 10101010 som krävs för att mottagaren ska gå in i synkroniseringsläge. Start of Frame Delimiter (SFD) - 10101011 tillsammans med ingressen är 8 byte. Följd av fysiska adresser destinationsnod (DA - Destination Address) och källnod (SA - Source Address). I Ethernet-teknologier fysiska adresser fick namnet på MAC-adresser. De innehåller 48 binära siffror och representeras i hexadecimal notation. I lokala nätverk adresseras noder baserade på MAC-adresser, som "sys" i ROM-kortet för nätverkskort.

Adressen som består av alla FFFFFFFFFFFF-enheter är sändningsadress (sändning), när den information som sänds i ramen är avsedd för alla noder i det lokala nätverket.

De minst signifikanta 24 bitarna av MAC-adressen (6 hexadecimala siffror) ger ett unikt hårdvarunummer, t.ex. ett nätverkskortsnummer. De kommande 22 bitarna ger maskinvarutillverkarens ID. Den mest signifikanta biten, lika med 0, indikerar att adressen är individuell och lika med 1, adressen är multicast. Den näst mest betydande biten, 0, indikerar att identifieraren är centralt tilldelad av IEEE. I standard Ethernet-hårdvara ställs alltid in identifieraren centralt. Trots att de höga och låga delarna är separerade i MAC-adressen anses MAC-adressen vara platt.

L-fältet (fig. 4.3) definierar längden på datafältet, som kan vara från 46 till 1497 byte (i informationsramarna för LLC2-proceduren - upp till 1496 byte, eftersom kontrollfältet är 2 byte). Om datafältet är mindre än 46 byte, är det vadderat till 46 byte.

Fält kontrollsumma (FCS - Frame Check Sequence), 4 byte lång, låter dig bestämma närvaron av fel i den mottagna ramen genom att använda en kontrollalgoritm baserad på cyklisk kod.

4,2. Lokala nätverk Ethernet-teknik

I Ethernet-nätverk, byggda på basis av en logisk topologi "gemensam buss", delad dataöverföringsmedium är vanligt för alla användare, dvs. flera åtkomst till en gemensam miljö implementeras. Används för dataöverföring manchester kod, överföringshastighet är 10 Mbit / s, d.v.s. varaktigheten för bitintervallet är 0,1 um. Det bör finnas ett intervall på 9,6 μs mellan ramar. Informationen som sänds till nätverket kan tas emot av alla datorer vars adress nätverksadapter matchar DA-adressen för den överförda ramen, eller alla datorer i nätverket vid sändning. Men endast en nod kan överföra information vid varje given tidpunkt. Denna metod för datautbyte kallas metoden flera åtkomst till en miljö med bäraravkänning och kollisionsfixning ( CSMA / CD - Carrier Sence Multiply Access with Collision Detection), vars huvudsak förklaras nedan.

När två datorer överför data samtidigt, den så kallade kollisionnär data från två sändande noder överlappar varandra och inträffar förlust av information... Därför måste noden se till att den gemensamma bussen är gratis innan överföringen startar. För att göra detta lyssnar han på miljön. Om en dator i nätverket redan sänder data, detekteras bärfrekvensen för de överförda signalerna i nätverket. Om två noder i slutet av överföringen samtidigt försöker samtidigt börja överföra sina data, uppstår en kollision, som fixeras av datorer. Noden som först upptäcker kollisionen förvärrar den genom att skicka special SYLT - signaler för att varna alla datorer i nätverket. I detta fall måste datorn omedelbart stoppa dataöverföringen och pausa under ett visst slumpmässigt tidsintervall. I slutet av detta intervall kan noden igen försöka överföra sina data.

Pausens varaktighet är

Tp \u003d T från xL,

där T ref-backoff-intervallet är lika med 512 bitars intervaller, dvs. med en hastighet av 10 Mbps, backoff-intervallet T ref \u003d 51,2 μs;

L är ett slumpmässigt heltal valt från intervallet, där N är numret på nodens försök för att överföra denna ram. N varierar från 1 till 10. Det kan finnas 16 totala överföringar, men efter det 10: e försöket ökar inte antalet N. Således kan L ta värden från 0 till 1024, och pausen Tp \u003d 0 - 52,4 ms. Efter det 16: e misslyckade försöket, vilket resulterar i en kollision, kastas ramen.

Ramöverföringen Tk måste vara längre än den maximala detekteringstiden

PMA- och PMD-sublagrarna kommunicerar mellan PSC-underskiktet och MDI-gränssnittet och tillhandahåller bildning i enlighet med den fysiska kodningsmetoden: eller.

Automatisk förhandlingsnivå (AUTONEG)

Underlaget med automatisk förhandlingar låter två kommunikationsportar automatiskt välja det mest effektiva driftsläget: full duplex eller halv duplex 10 eller 100 Mb / s.

Fysiskt lager

Fast Ethernet-standarden definierar tre typer av media för 100 Mbps Ethernet.

• 100Base-TX - två tvinnade trådpar. Överföringen sker i enlighet med standarden för dataöverföring i ett vridet fysiskt medium utvecklat av ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Rullad datakabel kan vara avskärmad eller avskärmad. Använder 4B / 5B datakodningsalgoritm och fysisk kodningsmetod MLT-3.
• 100Base-FX är en fiberkabel med två kärnor. Överföringen sker också i enlighet med ANSI-standarden för dataöverföring i fiberoptiska media. Använder 4B / 5B datakodningsalgoritm och fysisk kodningsmetod NRZI.

100Base-TX och 100Base-FX specifikationer är också kända som 100Base-X

• 100Base-T4 är en speciell specifikation utvecklad av IEEE 802.3u-kommittén. Enligt denna specifikation utförs dataöverföring över fyra tvinnade par telefonkabel, som kallas UTP-kategori 3. Kabel 3. Den använder 8B / 6T datakodningsalgoritm och NRZI fysisk kodningsmetod.

Fast Ethernet-standarden innehåller dessutom riktlinjer för användning av kategori 1-skärmad tvinnad parkabel, som är den standardkabel som traditionellt används i Token Ring-nätverk. Supportorganisationen och riktlinjerna för att använda STP-kabel på Fast Ethernet ger en väg till Fast Ethernet för kunder med STP-kablar.

Fast Ethernet-specifikationen innehåller också en automatisk förhandlingsmekanism som gör att en värdport automatiskt kan anpassa sig till en dataöverföringshastighet på 10 Mbps eller 100 Mbps. Denna mekanism är baserad på utbyte av ett antal paket med en port på ett nav eller switch.

100Base-TX-miljö

Två tvinnade par används som överföringsmedium för 100Base-TX, varvid ett par används för att överföra data och det andra för att ta emot dem. Eftersom ANSI TP - PMD-specifikationen innehåller beskrivningar av både skärmade och oskärmade tvinnade par, inkluderar 100Base-TX-specifikationen stöd för både oskärmade och skärmade tvinnade par.

MDI-kontakt (medium beroende gränssnitt)

Det medieberoende 100Base-TX-länkgränssnittet kan vara en av två typer. För oskärmad kabel med tvinnat par använder du en 8-stifts RJ 45-kontakt 5 som MDI-anslutning. Samma kontakt används i ett 10Base-T-nätverk, vilket ger bakåtkompatibilitet med befintlig kategori 5-kabling. använd STP IBM-typ 1-kontakt, som är ett skärmad DB9-kontakt. Detta kontaktdon används vanligtvis i token ringnätverk.

UTP-kabel i kategori 5 (e)

UTP 100Base-TX-mediegränssnittet använder två trådpar. För att minimera övergång och möjlig signalförvrängning bör de återstående fyra ledningarna inte användas för att bära några signaler. Sändnings- och mottagningssignalerna för varje par är polariserade, med en tråd med en positiv (+) signal och den andra en negativ (-) signal. Färgkodningen på kabeltrådarna och stiftnumren på kontakten för 100Base-TX-nätverket visas i tabellen. 1. Även om 100Base-TX PHY-lagret utvecklades efter antagandet av ANSI TP-PMD-standarden, har RJ 45-anslutningsstiften ändrats för att anpassa sig till 10Base-T-uttag som redan använts. ANSI TP-PMD-standarden använder stift 7 och 9 för att ta emot data, medan standarderna 100Base-TX och 10Base-T använder stift 3 och 6. Denna ledning låter dig använda 100Base-TX-adaptrar istället för 10 basadaptrar - T och anslut dem till samma kategori 5-kablar utan att byta ledningar. I RJ 45-anslutningen är de använda trådparen anslutna till stift 1, 2 och 3, 6. För korrekt anslutning av ledningarna, följ deras färgkodning.

Tabell 1. Syfte med anslutningskontakter MDI kabel- UTP 100Base-TX

STP-kabel 1

100Base-TX-standarden stöder också en skärmad tvinnad parkabel med en impedans på 150 ohm. Denna kabel är inte så utbredd som oskärmad tvinnad parkabel och finns vanligtvis i byggnader med ett Token Ring-nätverk. Skärmade tvinnade parkablar dirigeras enligt ANSI TP-PMD-specifikationen för skärmad tvinnad parkabel och använder ett nio-stiftskontakt av D. En DB-9-anslutning använder stift 1, 2 och 5, 9. Om NIC inte har ett DB-kontakt 9, måste du ansluta en kategori 5 RJ 45-kontakt till ändarna på STP-kabeln (tabell 2).

Tabell 2. Syfte med anslutningskontakter MDI kabel- STP 100Base-TX

Kontaktnummer	Signalnamn	Trådfärg
1	Mottagning +	Orange
2	Inte använd
3	Inte använd
4	Inte använd
5	Överför +	Röd
6	Mottagning -	Den svarta
7	Inte använd
8	Inte använd
9	Överföring -	Grön
10	Earth	Kabelhölje

100Base-FX-miljö

I nätverk med 100Base-FX-standarden används fiberoptik med en segmentlängd upp till 412 meter. Standarden specificerar att en kabel har två trådar av multimodfiber - en för överföring och den andra för att ta emot data. Om arbetsstationen NIC arbetar i fullt duplexläge kan kabelns längd vara upp till 2000 meter. Fiberoptiska kablar finns i två kategorier: multimode och singlemode.

Multimodekabel

Denna typ av fiberoptisk kabel använder en fiber med en 50 eller 62,5 mikrometer kärna och en 125 mikrometer yttre mantel. En sådan kabel kallas 50/125 (62,5 / 125) mikrometer multimode optisk fiber. En LED-sändare med en våglängd på 850 (820) nanometer används för att överföra en ljussignal över en multimodkabel. Om en multimodekabel ansluter två portar med switchar som arbetar i fullt duplexläge, kan den vara upp till 2000 meter lång.

Enkeltläge kabel

Singlemode fiber har en mindre kärndiameter på 10 mikrometer än multimode fiber och använder en lasersändtagare för överföring via singlemode kabel, som tillsammans ger effektiv överföring över långa avstånd. Våglängden för den överförda ljussignalen är nära kärndiametern, som är 1300 nanometer. Detta nummer är känt som noll-dispersionsvåglängden. I en enda-modulskabel är dispersion och signalförlust mycket låg, vilket gör att ljussignaler kan överföras över långa avstånd än med multimodfiber.

MDI-kontakt

För att ansluta en fiberoptisk kabel har följande typer av anslutningar skapats:

• MIC (Media Interface) används i FDDI-nätverk. För att säkerställa korrekt anslutning av FDDI-kablarna är anslutningarna markerade med bokstäverna A, B, M och S. Brevet anger var kontakten ska anslutas: till noden eller till en specifik port i FDDI-navet. Om MlC FDDI används som 100Base-FX MDI-anslutning, kräver IEEE-specifikationen att denna anslutning ska markeras med bokstaven M;
• SC - duplex-kontakt, den enda som rekommenderas av IEEE-kommittén för användning i ett 100Base-FX Fast Ethernet-nätverk;
• MT-RJ;

100Base-T4-miljö

100Base-T4 är den enda helt nya PHY-standarden inom 100Base-T-standarden eftersom 100Base-TX och 100Base-FX har utvecklats med ANSI FDDI-standarder. 100Base-T4-standarden var avsedd för organisationer som redan har UTP-kablar av kategori 3 eller 4 installerade. 100Base-T4-specifikationen uppmuntrar kablar i kategori 5 där så är möjligt. Om UTP-kategori 3 eller 4 kablar är installerade i byggnadens väggar kan ytterligare användning av kategori 5-kablar förbättra signalkvaliteten.

MDI-kontakt

100Base-T4-nätverk använder kategori 3, 4 eller 5 oskyddat tvinnat par. Fyra trådar används, vilket innebär att alla åtta stift på RJ45-anslutningen används. Ett av de fyra paren är för överföring av data, det andra för mottagning och de andra två för tvådirektiv dataöverföring. Tre av de fyra paren används för samtidig dataöverföring, och det fjärde används för kollisionsdetektering. En tråd i varje par bär en positiv (+) signal och den andra har en negativ (-) signal. 100Base-T4-kabel tillåter inte full duplexdrift. Det är nödvändigt att korrekt ansluta ledningarna till stiften på anslutningarna och inte ta bort trådparen.

Tabell 3. Syfte med kontakterna på MDI-anslutningen på UTP 100Base-T4-kabeln

Kabellängdbegränsningar

I 100Base-TX-nätverk är signalstyrkan mindre viktig än signalutbredningstid. CSMA / CD-mekanismen på Fast Ethernet fungerar på samma sätt som på 10 Mbps Ethernet, och paketen har samma storlek, men sprider sig tio gånger snabbare genom media. Eftersom mekanismen för kollisionsdetektering förblir densamma måste system fortfarande detektera kollisioner innan tidsgränsen för tvist löper ut (det vill säga innan 512 byte data överförs). När trafiken går snabbare reduceras sålunda tidsgapet och den maximala nätverkslängden måste också minskas för att kollisionsdetektering ska ske exakt. Av detta skäl är den totala totala längden för ett 100Base-TX-nätverk ungefär 210 m. Detta värde måste observeras mycket strängare än den maximala 500 m för ett 10Base-T-nätverk.

När du planerar ett nätverk ska du tänka på att Fast Ethernet-kravet för maximal kabelsegmentlängd på 100 m inkluderar hela längden på kabeln som ansluter datorn till navet. Om kablingen är inre och slutar på datorsidan med ett vägguttag och på navets sida med en patchpanel, måste segmentets längd innehålla patchkablar som ansluter datorn till uttaget och patchpanelen till navet. Specifikationen rekommenderar en maximal längd på 90 m för det interna kabelsegmentet, vilket lämnar 10 m för patchkablar.

Navkonfigurationer

Eftersom den maximala tillåtna längden för ett 100Base-TX-segment är samma 100 m som för 10Base-T påverkar begränsningarna för den totala nätverkslängden konfigurationen för relänav som används för att ansluta segmenten. Fast Ethernet-standarden beskriver två typer av nav för 100Base-TX-nätverk: klass I och klass II. Varje Fast Ethernet-nav måste ha en romersk siffra I eller II för att identifiera sin klass.

Klass I-nav är utformade för att stödja kabelsegment med olika typer av signalöverföring. 100Base-TX och 100Base-FX använder samma typ av signalering, medan 100Base-T4 är olika (eftersom det finns två dubbelriktade par). Ett klass I-nav innehåller kretsar som konverterar inkommande 100Base-TX-, 100Base-FX- och 100Base-T4-signaler till ett vanligt digitalt format och sedan konverterar den tillbaka till en signal som motsvarar navets utgångsport. Dessa transformationer leder till det faktum att ett klass 1-nav introducerar en relativt stor tidsfördröjning, och därför bör det inte finnas mer än ett nav i denna klass på vägen mellan två två noder i nätverket.

Klass II-nav kan bara stödja kabelsegment med samma signalmedia. Eftersom det inte finns några omvandlingar, sänder navet omedelbart inkommande data till utgångsportarna. Eftersom tidsfördröjningen är kortare kan upp till två Class II-nav installeras mellan alla två noder i nätverket, men alla segment måste använda samma signalmedium. Detta innebär att en Class II-nav kan stödja antingen 100Base-TX och 100Base-FX samtidigt, eller 100Base-T4 separat.

Ytterligare begränsningar av segmentlängden baseras också på kombinationen av kabelsegment och nav som används i nätverket. Ju mer komplex nätverkskonfigurationen är, desto mindre bör det maximala kollisionsområdet vara. Dessa begränsningar sammanfattas i tabellen. 4.

Tabell 4. Standarder för snabb Ethernet-multisegmentkonfiguration

	En klass I-navet	En klass II-nav	Två klass II-nav
Alla segment är koppar (100Base-TX eller 100Base-T4)	200 meter	200 meter	205 meter bort
Alla segment är fiberoptiska (100Base-FX)	272 meter	320 meter bort	228 meter bort
Ett 100Base-T4-segment och ett 100Base-FX-segment	231 meter	Inte tillämpbar	Inte tillämpbar
Ett 100BaseTX-segment och ett 100Base-FX-segment	260,8 meter	308,8 meter	216,2 meter

Kom ihåg att i en nätverkskonfiguration som innehåller två Class II-nav är den längsta anslutningen mellan två noder faktiskt tre kablar: två kablar för att ansluta noderna till respektive nav och en kabel för att ansluta de två naven tillsammans. Till exempel antar standarden att ytterligare 5 m, med beaktande av längdgränsen för alla kopparnät, kommer att väljas när två nav är anslutna (figur 8.13). I praktiken kan emellertid de tre kablarna ha valfri längd, men deras totala längd bör inte överstiga 205 m.

Att övervinna begränsningar av topologi

En av de mest kritiserade Fast Ethernet-begränsningarna är nätverksdiametern, som inte bör överstiga 205 meter. Denna begränsning gör det svårt att direkt ersätta vissa Ethernet-nätverk med Fast Ethernet. Andra teknologileverantörer som Token Ring, 100 VG AnyLAN och FDDI betonar att deras teknik kan stödja mycket större nätverk. Detta är verkligen fallet och begränsade initialt användningen av Fast Ethernet till arbetsgrupps och avdelningsnätverk. Emellertid kan denna topologibegränsning lätt övervinnas genom att använda omkopplare och full dubbelsidiga fiberoptiska länkar.

Ett sätt att övervinna gränserna för topologin är att dela upp ett enda kollisionsområde i flera med en switch. Diametern på ett Fast Ethernet-nätverk med kopparkabel och en klass I-repeater får inte överstiga 200 meter. Om vi \u200b\u200blägger till en enda switch till detta nätverk och installerar repeatrar på olika portar, ökar den maximala diametern för ett helt kopplat LAN till 400 meter.

Den verkliga fördelen med ett nätverk med switchar visas när flera omkopplare är anslutna med en fiberdubblad kabel med full duplex, vars längd kan uppgå till 2000 meter (i fallet med en multimodekabel. När du använder en enda-mode kabel, avstånd når tiotals kilometer och beror på vilken typ av utrustning som används). Den här tekniken är perfekt för ryggraden.

Interaktion mellan värdar

Noder interagerar med varandra genom att utbyta ramar (ramar). I Fast Ethernet är en ram den grundläggande enheten för utbyte över ett nätverk - all information som överförs mellan noder placeras i datafältet i en eller flera ramar. Vidarebefordra ramar från en nod till en annan är bara möjlig om det finns ett sätt att identifiera alla nätverksnoder på ett unikt sätt. Därför har varje nod på LAN en adress som kallas sin MAC-adress. Den här adressen är unik: inga två noder i det lokala nätverket kan ha samma MAC-adress. I ingen LAN-teknik (med undantag för ARCNet) kan inga två noder i världen dessutom ha samma MAC-adress. Alla ramar innehåller minst tre huvuddelar information: mottagaradress, avsändaradress och data. Vissa ramar har andra fält, men endast de tre listade krävs. Figur 4 visar Fast Ethernet-ramstrukturen.

Bild 4. Ramstruktur Snabb Ethernet

• mottagarens adress - adressen till den nod som tar emot data anges;
• avsändaradress - adressen till den nod som skickade data anges;
• längd / typ (L / T - Längd / typ) - innehåller information om typen av överförd data;
• ramkontrollsumma (PCS - Frame Check Sequence) - utformad för att kontrollera riktigheten i ramen som mottagits av den mottagande noden.

Minsta ramstorlek är 64 oktetter eller 512 bitar (villkor oktettoch byte -synonymer). Den maximala ramstorleken är 1518 oktetter eller 12144 bitar.

Ram adressering

Varje nod i ett Fast Ethernet-nätverk har ett unikt nummer som kallas MAC-adress eller nodadress. Detta nummer består av 48 bitar (6 byte), tilldelade nätverksgränssnittet under enhetstillverkning och programmeras under initialisering. Därför har nätverksgränssnitten för alla LAN, med undantag för ARCNet, som använder 8-bitars adresser tilldelade av nätverksadministratören, en inbyggd unik MAC-adress som skiljer sig från alla andra MAC-adresser på jorden och tilldelas av tillverkaren i överensstämmelse med IEEE.

För att underlätta hanteringen av nätverksgränssnitt har IEEE föreslagit att dela upp 48-bitars adressfältet i fyra delar, såsom visas i figur 5. De första två bitarna av adressen (bitarna 0 och 1) är adresstypflaggor. Flaggornas betydelse avgör hur adressdelen tolkas (bitarna 2 - 47).

Figur 5. Format av MAC-adressen

I / G-biten heter individ / grupp adressflaggaoch visar vad (individ eller grupp) adressen är. En enskild adress tilldelas endast ett gränssnitt (eller nod) i nätverket. Adresser med I / G-biten inställd på 0 är MAC-adressereller nodadresser.Om I / O-biten är inställd på 1, tillhör adressen adressen till gruppen och kallas vanligtvis multipunktadress(multicast-adress) eller funktionell adress(funktionell adress). En multicast-adress kan tilldelas ett eller flera LAN-nätverksgränssnitt. Ramar som skickas till en multicast-adress tar emot eller kopierar alla LAN-nätverksgränssnitt som har den. Multicast-adresser tillåter att en ram skickas till en deluppsättning värdar i ett lokalt nätverk. Om I / O-biten är inställd på 1 behandlas bitarna 46 till 0 som en multicast-adress och inte som U / L-, OUI- och OUA-fälten för den normala adressen. U / L-biten heter universal / lokal kontrollflaggaoch bestämmer hur adressen tilldelades nätverksgränssnittet. Om båda bitarna, I / O och U / L, är inställda på 0, är \u200b\u200badressen den unika 48-bitars-identifieraren som beskrivits tidigare.

OUI (organisatoriskt unik identifierare - organisatoriskt unik identifierare). IEEE tilldelar en eller flera OUI till varje tillverkare av nätverkskort och gränssnitt. Varje tillverkare ansvarar för rätt tilldelning av OUA (organisatoriskt unik adress - organisatoriskt unik adress),som bör ha alla enheter som den skapar.

När U / L-biten är inställd hanteras adressen lokalt. Detta innebär att det inte specificeras av tillverkaren av nätverksgränssnittet. Varje organisation kan skapa sin egen MAC-adress för nätverksgränssnittet genom att ställa U / L-biten till 1 och bitarna 2 till 47 till ett valt värde. Nätverksgränssnittet, efter att ha fått ramen, avkodar först alla destinationsadressen. När I / O-biten är inställd på adressen, kommer MAC-lagret att ta emot denna ram endast om mottagaradressen finns i listan, som är lagrad på noden. Denna teknik gör att en nod kan skicka en ram till många noder.

Det finns en speciell multicast-adress som heter sändningsadress.I en 48-bitars IEEE-sändningsadress är alla bitar inställda på 1. Om en ram skickas med en destinationssändningsadress kommer alla noder i nätverket att ta emot och bearbeta den.

Fältlängd / typ

Fältet L / T (Längd / typ) tjänar två olika syften:

• att bestämma längden på datafältet i ramen, exklusive eventuell stoppning med mellanrum
• för att ange datatypen i datafältet.

L / T-fältvärdet, mellan 0 och 1500, är \u200b\u200blängden på ramdatafältet; ett högre värde anger typen av protokoll.

Generellt sett är L / T-fältet en historisk rest av Ethernet-standardiseringen i IEEE, vilket gav upphov till ett antal kompatibilitetsproblem för utrustning som släpptes före 1983. Idag använder Ethernet och Fast Ethernet aldrig L / T-fält. Det angivna fältet tjänar endast för samordning med programvaran som behandlar ramar (det vill säga med protokoll). Men det enda riktigt standardformålet med L / T-fältet är att använda det som ett längdfält - 802.3-specifikationen nämner inte ens dess möjliga användning som ett datatypfält. Standarden säger: ”Ramar med ett längdfältvärde större än det som anges i avsnitt 4.4.2 kan ignoreras, kasseras eller användas privat. Användningen av dessa ramar ligger utanför denna standard. "

Sammanfattande av vad som har sagts noterar vi att L / T-fältet är den primära mekanismen för vilken ramtyp.Snabba Ethernet- och Ethernet-ramar, i vilka L / T-fältets längd anges (L / T-värdet< 1500), называются кадрами 802.3, ramar där datatypen är inställd på värdet för samma fält (L / T-värde\u003e 1500) kallas ramar Ethernet- II eller DIX.

Data fält

I datafältetinnehåller information som en nod skickar till en annan. Till skillnad från andra fält som lagrar mycket specifik information, kan ett datafält innehålla nästan all information, så länge dess storlek är minst 46 och högst 1500 byte. Hur innehållet i datafältet formateras och tolkas bestäms av protokollen.

Om du behöver skicka data som är mindre än 46 byte långa lägger LLC-lagret till byte med ett okänt värde i slutet, som heter obetydliga data(paddata). Som ett resultat blir fältets längd 46 byte.

Om ramen är av typ 802.3 anger L / T-fältet mängden giltig data. Om till exempel ett 12-byte-meddelande skickas innehåller L / T-fältet värdet 12 och datafältet innehåller 34 ytterligare obetydliga byte. Tillsatsen av obetydliga byte initierar Fast Ethernet LLC-lagret och implementeras vanligtvis i hårdvara.

MAC-lagerfunktionen anger inte innehållet i L / T-fältet - programvaran gör det. Ställ in värdet på detta fält görs nästan alltid av nätverksgränssnittsdrivrutinen.

Ramkontrollsumma

Frame Check Sequence (PCS) ser till att de mottagna ramarna inte är skadade. Vid formning av den överförda ramen på MAC-nivå används en speciell matematisk formel CRC(Cyclic Redundancy Check), utformad för att beräkna ett 32-bitarsvärde. Det resulterande värdet placeras i ramens FCS-fält. Värdena på alla byte i ramen levereras till ingången till MAC-lagerelementet som beräknar CRC. FCS-fältet är den primära och viktigaste Fast Ethernet-feldetekterings- och korrigeringsmekanismen. Börjar från den första byten i destinationsadressen och slutar med den sista byten i datafältet.

01010101 10101010 170 KNÄPPA 00000111 11100000 208 IPX (Nowell) 01111111 11111110 254 ISO CLNS IS 8473 11111111 11111111 255 Global DSAP

Kontrollfält

Enligt värdena på prefixbitarna skiljer man tre kontrollfältformat:

• Informationsformatet börjar med lite med värdet 0.
• Kontrollformatet har ett två-bitars prefix med värdena 1 och 0.
• Det onumrerade formatet börjar med två bitar med ett värde på 1.

Resten av bitarna anger mer specifikt PDU: s funktion. I mer komplexa kommunikationer som involverar en anslutningsbaserad tjänst innehåller de onumrerade ramarna kommandon som låter dig upprätta en anslutning med ett annat system och koppla bort den när dataöverföringen avslutas. Kommandon som sänds i onumrerade ramar benämns nedan.

• UI (Onumrerad information, överföring data). Används av en anslutningsfri och handskakningstjänst för att skicka dataramar.
• XID (Utbyta Identifiering, identifiering). Det genereras av tjänster med och utan etablering av anslutningar i kvaliteten på både kommando och svar.
• TEST (diagnostik). Används som ett kommando och som ett svar vid körning av ett loopbacktest LLC.
• FRMR (Ram Avvisa, avvisa ram). Utfärdas som ett svar vid protokollfel.
• SABME (Ställ in asynkron balanserat läge utökat, begär på förening). Skickas som en begäran om att upprätta en anslutning.
• UA (Onumrerad Bekräftelse). Är ett positivt svar på SABME-meddelandet.
• DM (Koppla ifrån Läge, anslutning och kopplingsfördröjning). Återkom som ett negativt svar på SABME-meddelandet.
• DISC (Koppla från, koppla bort). Skickas som en begäran om att avsluta anslutningen. Antingen UA eller DM förväntas som ett svar.

Dataramar innehåller giltiga data som sänds under både anslutningsorienterade och anslutningsfria sessioner med kvitteringar, samt bekräftelsemeddelanden som returneras av det mottagande systemet. Endast två typer av meddelanden överförs i informationsramar: N (S) och N (R) för skickade respektive mottagna meddelanden. Båda systemen håller reda på sekvensen med paketnummer de utbyter. N (S) -meddelandet informerar mottagaren om hur många paket från sekvensen som redan har skickats, och N (R) -meddelandet tillåter avsändaren att veta vilket av paketen som förväntas ta emot.

Kontrollramar används endast av anslutningsorienterade tjänster. De tillhandahåller anslutningstjänster i form av flödeskontroll och felkorrigeringstjänster. Motsvarande kontrollmeddelanden är av de typer som anges nedan.

• RR (Mottagare Klar, mottagare redo).Används för att informera avsändaren om att anslutningen är giltig och att mottagaren är redo att ta emot nästa bild.
• RNR (mottagare är inte redo, mottagare inte redo). Begär att avsändaren inte ska sända paket förrän mottagaren skickar ett RR-meddelande. 1
• REJ (Ram Avvisa, data kasseras). Det informerar sändningssystemet om felet och kräver vidarebefordran av alla ramar som skickats noj vid ett visst ögonblick.

Algoritm 4B / 5B

Utför konvertering av 4 till 5 bitar. Den resulterande kodredundansen tillåter användning av speciella kombinationer för flödeskontroll och autentisering av den mottagna kombinationen. Användningen av en sådan kod ökar emellertid frekvensen för den överförda signalen till 125 MHz.

Kombinationstabell för flödeskontroll

Teckenkodningstabell

Linjär kod	Symbol
11110	0
01001	1
10100	2
10101	3
01010	4
01011	5
01110	6
01111	7
10010	8
10011	9
10110	EN
10111	B
11010	C
11011	D
11100	E
11101	F

Godkända kombinationer som inte motsvarar ovanstående anses vara felaktiga.

Algoritm 8B / 6T

8B6T-kodningsalgoritmen konverterar en åtta-bitars datak oktett (8B) till en sex-bitars ternär symbol (6T). Kodgrupper 6T är utformade för att överföras parallellt över tre tvinnade par av kabel, så den effektiva dataöverföringshastigheten för varje tvinnat par är en tredjedel av 100 Mbit / s, det vill säga 33,33 Mbit / s. Den ternära symbolhastigheten för varje tvinnat par är 6/8 av 33,3 Mbps, vilket motsvarar en klockfrekvens på 25 MHz. Det är med denna frekvens som MP-gränssnittstimern fungerar. Till skillnad från binära signaler, som har två nivåer, kan ternära signaler som sänds på varje par ha tre nivåer.

Teckenkodningstabell

Linjär kod	Symbol
-+00-+	0
0-+-+0	1
0-+0-+	2
0-++0-	3
-+0+0-	4
+0–+0	5
+0-0-+	6
+0-+0-	7
-+00+-	8
0-++-0	9
0-+0+-	EN
0-+-0+	B
-+0-0+	C
+0-+-0	D
+0-0+-	E
+0 — 0+	F

NRZI-kodningsmetod

NRZI - Non Return to Zero Invertive Den här metoden är en modifierad Non Return to Zero (NRZ) -metod som använder tvånivåspotentialer för att representera 1 och 0. NRZ I-koden använder också två potentialer, men dess nuvarande värde beror på den föregående. Om det aktuella bitvärdet är "1", bör den mottagna potentialen vara den inversa från den föregående, om bitvärdet "0" är detsamma.

Eftersom koden är osäker mot långa strängar av "nollor" eller "enor", kan detta leda till synkroniseringsproblem. Därför rekommenderas det innan överföring att förkoda den specificerade bitsekvensen med en krypteringskod (scramblaren är utformad för att tillföra slumpmässiga egenskaper till den överförda datasekvensen för att underlätta allokeringen av klockfrekvensen av mottagaren).

MLT-3-kodningsmetod

MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (multilevel transmission) - lite liknande NRZ-koden, men till skillnad från den senare har den tre signalnivåer.

Enheten motsvarar övergången från en signalnivå till en annan, och förändringen i signalnivån sker sekventiellt med beaktande av den tidigare övergången. Vid sändning av "noll" ändras inte signalen.

Denna kod, liksom NRZ, måste förkodas.

Sammansatt på grundval av material:

1. Laem Queen, Richard Russell “Fast Ethernet”;
2. K. Zakler “Datornätverk”;
3. V.G. och N.A. Olifer "datornät";