Организация множественного доступа в сети Ethernet

Технологии локальных сетей, в основном, реализуют функции только двух нижних уровней модели OSI. Они предназначены для обеспечения доставки кадров в пределах одной LAN, выполненных по топологиям «звезда» (общая шина), «кольцо» или «дерево» (иерархия сегментов топологи звезда).

Протоколы уровней выше канального также реализуются узлами (станциями) сети, однако их функции не относятся к технологиям сугубо локальных сетей (LAN).

Например, протоколы сетевого и транспортного уровней нужны узлу LAN для взаимодействия с узлами других LAN, входящих в сети internet или глобальную сеть Internet.

Для взаимодействия узлов в пределах одной LAN прикладные протоколы могли бы работать непосредственно над канальным уровнем. Например, над протоколом канального уровня работает один из сетевых протоколов IP.

Кроме того, установка на конечных (абонентских) узлах LAN полных стеков протоколов взаимодействия, а не только протоколов канального и физического уровней, необходима для обеспечения совместимости приложений источника и получателя, поскольку приложения должны корректно работать в сетевой среде, базирующейся на любой стандартной технологии. На рисунке 9 изображены уровни модели протоколов.

В стеке протоколов ТСР/IP подсети рассматриваются как вспомогательные средства (аппаратные), необходимые лишь для перемещения пакета до ближайшего шлюза – пограничного маршрутизатора. Например, сеть IPX/SPX может сама состоять из подсетей, в которых узлы идентифицируются как аппаратными, так и сетевыми IPX-адресами. Однако, технология TCP/IP игнорирует многоуровневое строение сети IPX/SPX и рассматривает (использует) в качестве локальных адресов узлов подсети IPX/SPX адреса сетевого уровня данной технологии.

Рисунок 9 – Уровни модели протоколов

Согласно принципу вложенности в PDU на разных уровнях модели OSI данные в кадре, сформированном на уровне LCC должны вкладываться в кадр уровня MAC и заголовок кадра канального уровня, в целом, должен быть комбинацией заголовков MAC и LLC.

Однако, в силу исторически сложившейся практики, в стандартах Ethernet применяются четыре разновидности формата кадра:

– формат 802.3, LLC, или сочетание 802.3, 802.2; или Novell 802.2;

– формат Raw 802.3 или Novell 802.3.

– формат Ethernet DIX , Ethernet II (фирм Digital, Intel, Xerox);

– формат Ethernet SNAP (Sub Network Access Protocol) – протокол доступа к подсетям.

На рисунке 10 изображена структура кадра Ethernet.

Рисунок 10 – Структура кадра Ethernet

На уровне МАС в зависимости от выбранного метода доступа к среде передачи осуществляется управление передачей кадров в пределах LAN.

На этом уровне модели OSI производится:

– окончательное формирование кадра в виде заполнения служебных полей кадра информацией, получаемой от вышележащего уровня (LCC), которая содержит: сами данные; признак протокола их отсылающего; адрес узла назначения и собственный адрес;

– подсчет контрольной суммы и размещение ее в соответствующем поле (FCS);

– передача кадра на физический уровень, когда кадр сформирован и получен доступ к разделяемой среде передачи.

– проверка адреса узла назначения (при приеме кадра), и его дальнейшая обработка, при условии, что адрес поступившего кадра совпадает с собственным адресом узла назначения (в противном случае поступивший кадр отбрасывается);

– подсчет контрольной суммы поступившего кадра и проверка ее совпадения с величиной, записанной в поле контрольной суммы принимаемого кадра. При их не совпадении кадр отбрасывается.

– передача неискаженного кадра верхнему по стеку протоколов уровню (LCC).

В сетях Ethernet реализуется дейтаграммный способ передачи данных. Сетях с низкой скоростью – полудуплексный режим, а в высокоскоростных полнодуплексный.

Для обозначения типа протокола обмена данными на физическом уровне в заголовке кадра в поле типа (Т) используется имя, которое состоит из трех компонентов (для кадров технологий Ethernet DIX и Ethernet II):

– скорость передачи данных;

– сип протокола линейного кодирования;

– тип используемой среды передачи данных , максимальная длина сегмента в 100 метровых квантах.

Например, в стандарте 10 Base2 имя, указывающее тип протокола, содержит данные, которые определяют:

– скорость передачи данных, которая равна 10 Мбит/сек;

– тип протокола линейного кодирование – базовое соединение без использования модуляции;

– тип используемой среды передачи данных по «общей шине», максимальная длина сегмента: тонкий коаксиальный кабель , 185 метров.

Особенность технологии Ethernet заключается в том, что она позволяет реализовать передачу данных по принципу «широковещание» или «один – для всех».

Для идентификации получателя информации в технологиях Ethernet используются 6–ти байтовые MAC–адреса.

Номер сети может быть выбран администратором произвольно, если она не включается в глобальную сеть Internet.

Если сеть должна работать как составная часть Internet, то IP–адрес назначается по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC).

Обычно провайдеры услуг Internet получают значения диапазонов IPадресов у подразделений NIC, а затем распределяют IP–адреса между своими абонентами.

Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла.

Деление IP–адреса на поле номера сети и номера узла – гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться произвольно.

Узел может входить в несколько IP–сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей.

IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение. Такая замена обусловлена тем, что пользователи сетей предпочитают работать не с цифровыми, а с символьными именами компьютеров. Символьные имена сетевых интерфейсов в пределах составной сети строятся по иерархическому принципу.

Кроме того, установка на конечных (абонентских) узлах LAN полных стеков протоколов взаимодействия, а не только протоколов канального и физического уровней, необходима для обеспечения совместимости приложений источника и получателя, поскольку приложения должны корректно работать в сетевой среде, базирующейся на любой стандартной технологии. На рисунке 9 изображены уровни модели протоколов.

В стеке протоколов ТСР/IP подсети рассматриваются как вспомогательные средства (аппаратные), необходимые лишь для перемещения пакета до ближайшего шлюза – пограничного маршрутизатора. Например, сеть IPX/SPX может сама состоять из подсетей, в которых узлы идентифицируются как аппаратными, так и сетевыми IPX–адресами. Однако, технология TCP/IP игнорирует многоуровневое строение сети IPX/SPX и рассматривает (использует) в качестве локальных адресов узлов подсети IPX/SPX адреса сетевого уровня данной технологии.

Для доступа к магистральной сети нескольких локальных сетей (или удаленной сети) предусматривается возможность установить базовую станцию с направленными антеннами [5].

Узел общего доступа (хотспот) в офисах должен иметь соответствующий радиоблок, снабженный направленными антеннами с высоким коэффициентом усиления, для передачи сигналов на базовую станцию. Кроме того, установка на конечных (абонентских) узлах LAN полных стеков протоколов взаимодействия, а не только протоколов канального и физического уровней, необходима для обеспечения совместимости приложений источника и получателя, поскольку приложения должны корректно работать в сетевой среде, базирующейся на любой стандартной технологии. На рисунке 9 изображены уровни модели протоколов.

В стеке протоколов ТСР/IP подсети рассматриваются как вспомогательные средства (аппаратные), необходимые лишь для перемещения пакета до ближайшего шлюза – пограничного маршрутизатора. Например, сеть IPX/SPX может сама состоять из подсетей, в которых узлы идентифицируются как аппаратными, так и сетевыми IPX-адресами. Однако, технология TCP/IP игнорирует многоуровневое строение сети IPX/SPX и рассматривает (использует) в качестве локальных адресов узлов подсети IPX/SPX адреса сетевого уровня данной технологии.

3 Анализ бесПроводных технологий сети
множественного доступа