ईथरनेट फ्रेम प्रारूप। ईथरनेट और वाई-फाई प्रौद्योगिकियों पर आधारित एक एकीकृत एक्सेस नेटवर्क का विकास ईथरनेट बैंडविड्थ

ईथरनेट प्रौद्योगिकी

ईथरनेट आज स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला मानक है।

जब वे ईथरनेट कहते हैं, तो उनका मतलब आमतौर पर इस तकनीक के किसी भी प्रकार से होता है। अधिक संकीर्ण रूप से, ईथरनेट प्रायोगिक ईथरनेट नेटवर्क पर आधारित एक नेटवर्किंग मानक है जिसे ज़ेरॉक्स ने 1975 में विकसित और कार्यान्वित किया था। एक्सेस विधि को पहले भी आजमाया गया था: 60 के दशक के उत्तरार्ध में, हवाई विश्वविद्यालय के रेडियो नेटवर्क में एक सामान्य रेडियो वातावरण में यादृच्छिक अभिगम के लिए विभिन्न विकल्पों का उपयोग किया गया था, जिन्हें सामूहिक रूप से अलोहा कहा जाता था। 1980 में, DEC, Intel और Xerox ने संयुक्त रूप से एक समाक्षीय केबल नेटवर्क के लिए ईथरनेट संस्करण II मानक विकसित और प्रकाशित किया जो बन गया नवीनतम संस्करणमालिकाना ईथरनेट मानक। इसलिए, ईथरनेट मानक के मालिकाना संस्करण को ईथरनेट DIX या ईथरनेट P कहा जाता है।

ईथरनेट DIX मानक के आधार पर, IEEE 802.3 मानक विकसित किया गया था, जो कई मायनों में अपने पूर्ववर्ती के साथ मेल खाता है, लेकिन अभी भी कुछ अंतर हैं। जबकि IEEE 802.3 मानक MAC और LLC परतों के बीच अंतर करता है, मूल ईथरनेट ने दोनों परतों को एक एकल डेटा लिंक परत में संयोजित किया। ईथरनेट DIX एक ईथरनेट कॉन्फ़िगरेशन टेस्ट प्रोटोकॉल को परिभाषित करता है जो IEEE 802.3 नहीं करता है। पहलू अनुपात भी थोड़ा अलग है, हालांकि इन मानकों में न्यूनतम और अधिकतम फ्रेम आकार समान हैं। अक्सर, ईथरनेट को अलग करने के लिए, जैसा कि IEEE मानक और मालिकाना ईथरनेट DIX द्वारा परिभाषित किया गया है, पूर्व को 802.3 तकनीक कहा जाता है, और मालिकाना ईथरनेट नाम अतिरिक्त पदनामों के बिना छोड़ दिया जाता है।

भौतिक माध्यम के प्रकार के आधार पर, IEEE 802.3 मानक में विभिन्न संशोधन हैं - 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-FL, 10Base-FB।

1995 में, फास्ट ईथरनेट मानक को अपनाया गया था, जो कई मायनों में एक स्वतंत्र मानक नहीं है, जैसा कि इस तथ्य से स्पष्ट है कि इसका विवरण मुख्य 802.3 मानक - 802.3u खंड का एक अतिरिक्त खंड है। इसी तरह, 1998 के गीगाबिट ईथरनेट मानक को मुख्य दस्तावेज़ के 802.3z खंड में वर्णित किया गया है।

ईथरनेट तकनीक की भौतिक परत के सभी प्रकारों के लिए केबल पर बाइनरी सूचना के प्रसारण के लिए, 10 Mbit / s का थ्रूपुट प्रदान करने के लिए, मैनचेस्टर कोड का उपयोग किया जाता है।

सभी प्रकार के ईथरनेट मानक (फास्ट ईथरनेट और गिगाबिट ईथरनेट सहित) एक ही मीडिया पृथक्करण विधि का उपयोग करते हैं - सीएसएमए / सीडी विधि।

ईथरनेट एड्रेसिंग

ईथरनेट प्रौद्योगिकियों में सूचना के प्राप्तकर्ता की पहचान करने के लिए, 6-बाइट मैक पते का उपयोग किया जाता है।

मैक पता प्रारूप ईथरनेट नेटवर्क में विशिष्ट मल्टीकास्ट एड्रेसिंग मोड का उपयोग करने की क्षमता प्रदान करता है और साथ ही, उसी के भीतर होने की संभावना को बाहर करता है स्थानीय नेटवर्कदो स्टेशन जिनका एक ही पता होगा।

ईथरनेट नेटवर्क के भौतिक पते में दो भाग होते हैं:

• विक्रेता कोड
• व्यक्तिगत डिवाइस पहचानकर्ता

IEEE के भीतर एक विशेष संगठन नेटवर्क उपकरण के निर्माताओं के अनुरोध पर इस क्षेत्र के अनुमत एनकोडिंग के वितरण में लगा हुआ है। लिखने के लिये मैक पतेलेकिन विभिन्न रूपों में इस्तेमाल किया जा सकता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला रूप हेक्साडेसिमल है, जिसमें बाइट्स के जोड़े "-" वर्णों से अलग होते हैं:

E0-14-00-00-00

ईथरनेट और IEEE 802.3 नेटवर्क में, गंतव्य पता बनाने के तीन मुख्य तरीके हैं:

• यूनिकास्ट - व्यक्तिगत पता;
• मल्टीकास्ट - मल्टीकास्ट पता;
• प्रसारण - प्रसारण पता।

पहले एड्रेसिंग मोड (यूनिकास्ट) का उपयोग तब किया जाता है जब स्रोत स्टेशन डेटा के केवल एक प्राप्तकर्ता को प्रेषित पैकेट को संबोधित करता है।

मल्टीकास्ट एड्रेसिंग मोड का उपयोग करने का एक संकेत उपकरण निर्माता के पहचानकर्ता के सबसे महत्वपूर्ण बाइट के कम से कम महत्वपूर्ण बिट में 1 की उपस्थिति है।

सी-सीसी-सीसी-सीसी

एक फ्रेम जिसका डीए फ़ील्ड सामग्री मल्टीकास्ट प्रकार से संबंधित है, उन सभी स्टेशनों द्वारा प्राप्त और संसाधित किया जाएगा जिनके पास संबंधित विक्रेता कोड मान है - इस मामले में, ये सिस्को नेटवर्क डिवाइस हैं। दिए गए मल्टीकास्ट - पते का उपयोग इस कंपनी के नेटवर्क उपकरणों द्वारा सिस्को डिस्कवरी प्रोटोकॉल (सीडीपी) के नियमों के अनुसार बातचीत के लिए किया जाता है।

एक ईथरनेट और IEEE 802.3 स्टेशन भी ब्रॉडकास्ट एड्रेसिंग मोड का उपयोग कर सकते हैं। प्रसारण गंतव्य स्टेशन का पता एक विशेष मूल्य के साथ एन्कोड किया गया है:

एफएफ-एफएफ-एफएफ-एफएफ-एफएफ-एफएफ

इस पते का उपयोग करते समय, प्रेषित पैकेट उन सभी स्टेशनों द्वारा प्राप्त किया जाएगा जो इस नेटवर्क में हैं।

सीएसएमए / सीडी एक्सेस विधि

ईथरनेट नेटवर्क एक मीडिया एक्सेस विधि का उपयोग करते हैं जिसे कैरियर-सेंस-मल्टीप्ली-एक्सेस विद कोलिजन डिटेक्शन (सीएसएमए / सीडी) कहा जाता है ...

सीएसएमए / सीडी प्रोटोकॉल सभी उपकरणों के लिए एक सामान्य डेटा ट्रांसमिशन माध्यम वाले नेटवर्क में वर्कस्टेशन की बातचीत की प्रकृति को परिभाषित करता है। डेटा ट्रांसमिशन के लिए सभी स्टेशनों में समान शर्तें हैं। ऐसा कोई विशिष्ट क्रम नहीं है जिसमें स्टेशन प्रसारण के लिए माध्यम तक पहुंच सकें। यह इस अर्थ में है कि पर्यावरण को यादृच्छिक रूप से एक्सेस किया जाता है। रैंडम एक्सेस एल्गोरिदम का कार्यान्वयन नियतात्मक एक्सेस एल्गोरिदम के कार्यान्वयन की तुलना में बहुत सरल कार्य प्रतीत होता है। चूंकि बाद के मामले में, या तो एक विशेष प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है जो सभी नेटवर्क उपकरणों के संचालन को नियंत्रित करता है (उदाहरण के लिए, टोकन रिंग और एफडीडीआई नेटवर्क में निहित टोकन परिसंचरण प्रोटोकॉल), या एक विशेष समर्पित डिवाइस - एक मास्टर हब, जो, में एक निश्चित अनुक्रम, बाकी सभी स्टेशन को संचारित करने की क्षमता प्रदान करेगा (आर्कनेट नेटवर्क, 100VG AnyLAN)।

हालांकि, रैंडम एक्सेस वाले नेटवर्क में एक है, शायद, मुख्य दोष - यह भारी भार के तहत पूरी तरह से स्थिर नेटवर्क ऑपरेशन नहीं है, जब किसी दिए गए स्टेशन से डेटा संचारित करने से पहले पर्याप्त लंबा समय बीत सकता है। यह उन टकरावों के कारण है जो एक ही समय में या लगभग एक साथ संचारण शुरू करने वाले स्टेशनों के बीच उत्पन्न होते हैं। टकराव की स्थिति में, प्रेषित डेटा प्राप्तकर्ताओं तक नहीं पहुंचता है, और ट्रांसमिटिंग स्टेशनों को ट्रांसमिशन को फिर से शुरू करना पड़ता है - ईथरनेट में उपयोग की जाने वाली कोडिंग विधियां प्रत्येक स्टेशन के सिग्नल को सामान्य सिग्नल से अलग करने की अनुमति नहीं देती हैं। (Z ध्यान दें कि यह तथ्य ईथरनेट प्रौद्योगिकी के सभी भौतिक प्रोटोकॉल (उदाहरण के लिए, 10Base-2,10Base-T, आदि) के नामों में मौजूद "बेस (बैंड)" घटक में परिलक्षित होता है। बेसबैंड नेटवर्क का अर्थ है एक बेसबैंड नेटवर्क जिसमें संदेशों को एक चैनल पर बिना आवृत्ति विभाजन के डिजिटल रूप से भेजा जाता है।)

ईथरनेट नेटवर्क में टकराव एक सामान्य स्थिति है। टक्कर होने के लिए, यह आवश्यक नहीं है कि कई स्टेशनों का एक साथ प्रसारण शुरू हो, ऐसी स्थिति की संभावना नहीं है। यह बहुत अधिक संभावना है कि टकराव इस तथ्य के कारण होता है कि एक नोड दूसरे की तुलना में पहले संचार करना शुरू कर देता है, लेकिन पहले के संकेतों के पास दूसरे नोड तक पहुंचने का समय नहीं होता है, जब तक कि दूसरा नोड अपना संचार शुरू करने का फैसला करता है। फ्रेम। यही है, टकराव नेटवर्क की वितरित प्रकृति का परिणाम है।

नेटवर्क पर सभी स्टेशनों का समूह, जिसके किसी भी जोड़े के एक साथ संचरण से टकराव होता है, कोलिजन डोमेन या कोलिजन डोमेन कहा जाता है।

टकराव नेटवर्क पर फ्रेम के प्रसार में अप्रत्याशित देरी का कारण बन सकता है, खासकर जब नेटवर्क भारी लोड होता है (कई स्टेशन एक साथ टकराव डोमेन के भीतर संचारित करने की कोशिश कर रहे हैं,> 20-25) और एक बड़े टकराव डोमेन व्यास (> 2 किमी) के साथ ) इसलिए, नेटवर्क बनाते समय, ऐसे चरम ऑपरेटिंग मोड से बचने की सलाह दी जाती है।

सबसे इष्टतम तरीके से टकराव को हल करने में सक्षम प्रोटोकॉल के निर्माण की समस्या, और उच्च भार पर नेटवर्क संचालन को अनुकूलित करना, मानक गठन के चरण में प्रमुख मुद्दों में से एक था। प्रारंभ में, तीन मुख्य दृष्टिकोणों को पर्यावरण के लिए यादृच्छिक अभिगम के लिए एक एल्गोरिथ्म के कार्यान्वयन के लिए उम्मीदवारों के रूप में माना जाता था: गैर-स्थिर, 1-स्थिर, और पी-स्थिर (चित्र 11.2)।

चित्र 11.2। मल्टीपल रैंडम एक्सेस (सीएसएमए) एल्गोरिदम और टक्कर बैक ऑफ

गैर-निरंतर एल्गोरिथ्म।इस एल्गोरिथम के साथ, जो स्टेशन ट्रांसमिट करना चाहता है, वह निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्देशित होता है।

1. माध्यम को सुनता है, और यदि माध्यम मुक्त है (अर्थात, यदि कोई अन्य संचरण नहीं है या कोई टक्कर संकेत नहीं है) तो यह प्रसारित होता है, अन्यथा - माध्यम व्यस्त है - चरण 2 पर जाएं;

2. यदि वातावरण व्यस्त है, तो यह एक यादृच्छिक (एक निश्चित संभाव्यता वितरण वक्र के अनुसार) समय की प्रतीक्षा करता है और चरण 1 पर लौटता है।

व्यस्त वातावरण में यादृच्छिक प्रतीक्षा मान का उपयोग करने से टकराव की संभावना कम हो जाती है। वास्तव में, मान लीजिए अन्यथा दो स्टेशन एक ही समय में व्यावहारिक रूप से संचारित होने जा रहे हैं, जबकि तीसरा पहले से ही संचारण कर रहा है। यदि ट्रांसमिशन शुरू होने से पहले पहले दो में यादृच्छिक प्रतीक्षा समय नहीं होगा (यदि वातावरण व्यस्त हो गया हो), लेकिन केवल पर्यावरण की बात सुनी और इसके मुक्त होने की प्रतीक्षा की, तो तीसरे स्टेशन के बाद संचारण बंद हो गया , पहले दो एक साथ संचारण शुरू करेंगे, जो अनिवार्य रूप से टकराव की ओर ले जाएगा। इस प्रकार, यादृच्छिक प्रतीक्षा ऐसी टक्करों की संभावना को समाप्त कर देती है। हालांकि, इस पद्धति की असुविधा चैनल बैंडविड्थ के अक्षम उपयोग में प्रकट होती है। चूंकि ऐसा हो सकता है कि जब तक माध्यम मुक्त हो जाता है, तब तक संचारण की इच्छा रखने वाला स्टेशन माध्यम को सुनने का निर्णय लेने से पहले कुछ यादृच्छिक समय की प्रतीक्षा करता रहेगा, क्योंकि उसने पहले ही माध्यम को सुन लिया था, जो व्यस्त हो गया। नतीजतन, चैनल कुछ समय के लिए निष्क्रिय रहेगा, भले ही केवल एक स्टेशन ट्रांसमिशन की प्रतीक्षा कर रहा हो।

1-लगातार एल्गोरिथ्म... उस समय को कम करने के लिए जब पर्यावरण व्यस्त नहीं है, एक 1-स्थायी एल्गोरिथ्म का उपयोग किया जा सकता है। इस एल्गोरिथम के साथ, जो स्टेशन ट्रांसमिट करना चाहता है, वह निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्देशित होता है।

1. माध्यम पर सुनता है, और यदि माध्यम निष्क्रिय संचारण है, अन्यथा चरण 2 पर जाएं;

2. यदि माध्यम व्यस्त है, तो माध्यम के मुक्त होने तक माध्यम को सुनना जारी रखता है, और जैसे ही माध्यम मुक्त होता है, यह तुरंत प्रसारित करना शुरू कर देता है।

गैर-निरंतर और 1-निरंतर एल्गोरिदम की तुलना करते हुए, हम कह सकते हैं कि 1-लगातार एल्गोरिदम में स्टेशन जो संचारित करना चाहता है वह अधिक "स्वार्थी" व्यवहार करता है। इसलिए, यदि दो या दो से अधिक स्टेशन प्रसारण की प्रतीक्षा कर रहे हैं (पर्यावरण मुक्त होने तक प्रतीक्षा कर रहे हैं), तो एक टकराव, एक कह सकता है, की गारंटी होगी। टक्कर के बाद, स्टेशन सोचने लगते हैं कि आगे क्या करना है।

पी-लगातार एल्गोरिथ्म।इस एल्गोरिथ्म के नियम इस प्रकार हैं:

1. यदि वातावरण मुक्त है, तो प्रायिकता वाला स्टेशन पी तुरंत संचरण शुरू होता है या संभावना के साथ (1- पी ) एक निश्चित समय अंतराल T की प्रतीक्षा करता है। अंतराल T को आमतौर पर अंत से अंत तक सिग्नल के अधिकतम प्रसार समय के बराबर लिया जाता है;

2. यदि माध्यम व्यस्त है, तो माध्यम मुक्त होने तक स्टेशन सुनना जारी रखता है, फिर चरण 1 पर जाता है;

3. यदि ट्रांसमिशन में एक टी स्लॉट की देरी होती है, तो स्टेशन चरण 1 पर वापस आ जाता है।

और यहाँ पैरामीटर का सबसे प्रभावी मान चुनने का प्रश्न उठता है पी ... मुख्य समस्या यह है कि उच्च भार पर अस्थिरता से कैसे बचा जाए। ऐसी स्थिति पर विचार करें जिसमें एन ट्रांसमिशन पहले से ही प्रगति पर है, जबकि स्टेशन फ्रेम संचारित करने का इरादा रखते हैं। ट्रांसमिशन के अंत में, ट्रांसमिशन की कोशिश करने वाले स्टेशनों की अपेक्षित संख्या ट्रांसमिशन प्रायिकता द्वारा संचारित करने के इच्छुक स्टेशनों की संख्या के उत्पाद के बराबर होगी, अर्थात एनपी ... अगर एनपी > 1, तो औसतन कई स्टेशन एक साथ संचारित करने का प्रयास करेंगे, जिससे टक्कर हो सकती है। इसके अलावा, जैसे ही एक टक्कर का पता चलता है, सभी स्टेशन चरण 1 पर वापस चले जाएंगे, जिससे दूसरी टक्कर होगी। सबसे खराब स्थिति में, विश्वासघात करने के इच्छुक नए स्टेशनों को जोड़ा जा सकता है एन , जो स्थिति को और बढ़ा देगा, जो अंततः निरंतर टकराव और शून्य थ्रूपुट की ओर ले जाएगा। ऐसी आपदा से बचने के लिए करें काम एनपी एक से कम होना चाहिए। यदि नेटवर्क उन स्थितियों के घटित होने के लिए अतिसंवेदनशील है जब कई स्टेशन एक साथ संचारित करना चाहते हैं, तो इसे कम करना आवश्यक है पी ... दूसरी ओर, जब पी बहुत छोटा हो जाना, एक भी स्टेशन औसतन प्रतीक्षा कर सकता है (1- पी )/पी संचारण से पहले अंतराल टी। तो अगर p = 0.1 तो स्थानांतरण से पहले औसत निष्क्रिय समय 9टी होगा।

सीएसएमए / सीडी कोलिजन रेजोल्यूशन मल्टीपल मीडियम एक्सेस प्रोटोकॉल उपरोक्त एल्गोरिदम के विचारों को मूर्त रूप दिया और एक महत्वपूर्ण तत्व जोड़ा - टक्कर संकल्प। चूंकि एक टक्कर इसके गठन के समय प्रेषित सभी फ़्रेमों को नष्ट कर देती है, इसलिए स्टेशनों में उनके फ़्रेमों के आगे प्रसारण को जारी रखने का कोई मतलब नहीं है, जैसे ही उन्होंने (स्टेशनों) ने टकराव का पता लगाया है। अन्यथा, लंबे फ्रेम ट्रांसमिट करते समय समय की एक महत्वपूर्ण हानि होगी। इसलिए, टकरावों का समय पर पता लगाने के लिए, स्टेशन अपने पूरे प्रसारण के दौरान पर्यावरण को सुनता है। ट्रांसमिटिंग स्टेशन के लिए सीएसएमए/सीडी एल्गोरिथम के बुनियादी नियम यहां दिए गए हैं (चित्र 11.3):

1. संचारण करने वाला स्टेशन पर्यावरण को सुन रहा है। और वातावरण मुक्त होने पर प्रसारित करता है। अन्यथा (अर्थात, यदि वातावरण व्यस्त है) चरण 2 पर आगे बढ़ता है। एक पंक्ति में कई फ़्रेमों को प्रेषित करते समय, स्टेशन फ्रेम ट्रांसमिशन के बीच एक निश्चित ठहराव बनाए रखता है - इंटरफ्रेम अंतराल, और अगले फ्रेम को भेजने से पहले इस तरह के प्रत्येक विराम के बाद, स्टेशन फिर से पर्यावरण को सुनता है (शुरुआती चरण 1 पर लौटें);

2. यदि पर्यावरण व्यस्त है, तब तक स्टेशन पर्यावरण को सुनता रहता है जब तक कि पर्यावरण मुक्त नहीं हो जाता है, और फिर तुरंत संचारण शुरू हो जाता है;

3. प्रत्येक स्टेशन संचारण पर्यावरण को सुनता है, और यदि एक टक्कर का पता चला है, तो यह तुरंत संचारण बंद नहीं करता है, लेकिन पहले एक छोटा विशेष टक्कर संकेत प्रसारित करता है - एक जाम-संकेत, टकराव के बारे में अन्य स्टेशनों को सूचित करता है, और संचारण बंद कर देता है;

4. जाम-सिग्नल ट्रांसमिट करने के बाद, स्टेशन बात करना बंद कर देता है और बाइनरी एक्सपोनेंशियल डिले के नियम के अनुसार कुछ मनमाने समय की प्रतीक्षा करता है और फिर चरण 1 पर वापस आ जाता है।

एक फ्रेम प्रसारित करने में सक्षम होने के लिए, स्टेशन को यह सुनिश्चित करना होगा कि साझा माध्यम मुक्त है। यह सिग्नल के मौलिक हार्मोनिक को सुनकर पूरा किया जाता है, जिसे कैरियर-सेंस (सीएस) भी कहा जाता है। एक खाली वातावरण का संकेत उस पर एक वाहक आवृत्ति की अनुपस्थिति है, जो कि मैनचेस्टर कोडिंग विधि के साथ 5-10 मेगाहर्ट्ज है, जो इस समय प्रसारित लोगों और शून्य के अनुक्रम पर निर्भर करता है।

फ़्रेम ट्रांसमिशन की समाप्ति के बाद, सभी नेटवर्क नोड्स को 9.6 μs (96 bt) के तकनीकी ठहराव (इंटर पैकेट गैप) का सामना करना होगा। यह ठहराव, जिसे इंटरफ्रेम स्पेसिंग भी कहा जाता है, नेटवर्क एडेप्टर को उनकी मूल स्थिति में लाने और किसी एक स्टेशन को विशेष रूप से मीडिया पर कब्जा करने से रोकने के लिए आवश्यक है।

चित्र 11.3. सीएसएमए / सीडी एल्गोरिथम (मैक स्तर) का ब्लॉक आरेख: एक स्टेशन द्वारा एक फ्रेम प्रेषित करते समय

जाम संकेत (ठेला - सचमुच ठेला)। जैम सिग्नल का प्रसारण यह सुनिश्चित करता है कि एक से अधिक फ्रेम नष्ट नहीं होंगे, क्योंकि टकराव से पहले फ्रेम को प्रसारित करने वाले सभी नोड्स, जाम सिग्नल प्राप्त करने के बाद, उनके प्रसारण को बाधित कर देंगे और फ्रेम को प्रसारित करने के एक नए प्रयास की प्रत्याशा में चुप हो जाएंगे। संभावित पुनरावर्तकों पर अतिरिक्त सुरक्षा मार्जिन (एसएफ) विलंब को ध्यान में रखते हुए, टक्कर डोमेन में सबसे दूर के स्टेशनों तक पहुंचने के लिए जाम सिग्नल पर्याप्त लंबाई का होना चाहिए। जैम सिग्नल की सामग्री महत्वपूर्ण नहीं है सिवाय इसके कि यह आंशिक रूप से प्रेषित फ्रेम (802.3) के सीआरसी क्षेत्र से मेल नहीं खाती है, और पहले 62 बिट्स को '1' और '0' के एक विकल्प का प्रतिनिधित्व करना चाहिए, जिसमें एक स्टार्ट बिट '1 '।

चित्र 11.4. रैंडम एक्सेस मेथड सीएसएमए / सीडी

चित्र 11.5 एक बस टोपोलॉजी (पतली या मोटी समाक्षीय केबल (क्रमशः 10Base5 और 10Base2) के लिए टकराव का पता लगाने की प्रक्रिया को दिखाता है।

इस समय नोड ए(डीटीई ए) संचरण शुरू करता है, स्वाभाविक रूप से अपने स्वयं के संचरित संकेत को सुनता है। उस समय जब फ्रेम लगभग नोड पर पहुंच गया है बी(डीटीई बी), यह नोड, यह नहीं जानते हुए कि एक ट्रांसमिशन पहले से ही प्रगति पर है, खुद को प्रसारित करना शुरू कर देता है। एक समय में, एक नोड बीएक टकराव का पता लगाता है (निगरानी लाइन में विद्युत संकेत का निरंतर घटक बढ़ता है)। उसके बाद नोड बीएक जाम संकेत प्रसारित करता है और संचरण को रोकता है। समय के समय, टक्कर का संकेत नोड तक पहुँचता है ए, फिर एजाम सिग्नल को भी प्रसारित करता है और ट्रांसमिशन को रोकता है।

चित्र 11.5। सीएसएमए / सीडी योजना का उपयोग करते समय टकराव का पता लगाना

आईईईई 802.3 मानक के अनुसार, एक नोड बहुत छोटे फ्रेम प्रसारित नहीं कर सकता है, या दूसरे शब्दों में, बहुत कम प्रसारण का संचालन करता है। भले ही डेटा फ़ील्ड पूरी तरह से भरा न हो, एक विशेष अतिरिक्त फ़ील्ड प्रकट होता है जो प्रस्तावना को छोड़कर फ्रेम को न्यूनतम 64 बाइट्स तक बढ़ाता है। चैनल का समयएसटी (स्लॉट टाइम) न्यूनतम समय है जिसके दौरान एक चैनल पर कब्जा करने के लिए एक नोड संचारित करने के लिए बाध्य है। यह समय मानक द्वारा स्वीकृत न्यूनतम स्वीकार्य आकार के फ्रेम के प्रसारण से मेल खाता है। चैनल समय नेटवर्क नोड्स के बीच अधिकतम स्वीकार्य दूरी से संबंधित है - टक्कर डोमेन का व्यास। मान लें कि उपरोक्त उदाहरण सबसे खराब स्थिति को लागू करता है जहां स्टेशन एतथा बीएक दूसरे से अधिकतम दूरी पर हटाया गया। समय, संकेत प्रसार एइससे पहले बीद्वारा निरूपित करें। गांठ एजीरो टाइम पर ट्रांसमिट करना शुरू कर देता है। गांठ बीएक समय में संचारण शुरू करता है और इसके संचरण की शुरुआत के बाद एक अंतराल के बाद टकराव का पता लगाता है। गांठ एएक समय में टकराव का पता लगाता है। उत्सर्जित फ्रेम के क्रम में ए, खो नहीं गया था, यह आवश्यक है कि नोड एइस क्षण तक संचार करना बंद नहीं किया, तब से, एक टक्कर का पता लगाने के बाद, नोड एपता चल जाएगा कि इसका फ्रेम नहीं आया है और इसे फिर से प्रसारित करने का प्रयास करेंगे। अन्यथा, फ्रेम खो जाएगा। अधिकतम समय जिसके बाद संचरण की शुरुआत के क्षण से नोड एअभी भी एक टक्कर का पता लगा सकता है बराबर - इस बार कहा जाता है डबल टर्नओवर समय पीडीवी (पथ विलंब मूल्य, पीडीवी)... अधिक आम तौर पर, पीडीवी परिमित खंड की लंबाई के कारण देरी से जुड़े कुल विलंब को परिभाषित करता है और उस देरी के साथ होता है जब फ़्रेम को इंटरमीडिएट रिपीटर्स और नेटवर्क के अंत नोड्स की भौतिक परत पर संसाधित किया जाता है। आगे के विचार के लिए, समय मापन की एक और इकाई का उपयोग करना भी सुविधाजनक है: थोड़ा समयबीटी (थोड़ा समय)। 1 बीटी का समय एक बिट को संचारित करने में लगने वाले समय से मेल खाता है, अर्थात। 10 एमबीपीएस पर 0.1 μs।

नेटवर्क पर सभी स्टेशनों द्वारा टक्करों की स्पष्ट पहचान है आवश्यक शर्त सही कामईथरनेट नेटवर्क। यदि कोई ट्रांसमिटिंग स्टेशन टकराव को नहीं पहचानता है और यह तय करता है कि डेटा फ्रेम उसके द्वारा सही तरीके से प्रसारित किया गया था, तो यह डेटा फ्रेम खो जाएगा। टक्कर के दौरान संकेतों के ओवरलैप के कारण, फ्रेम की जानकारी विकृत हो जाएगी, और इसे प्राप्त करने वाले स्टेशन द्वारा अस्वीकार कर दिया जाएगा (संभवतः चेकसम के बेमेल होने के कारण)। सबसे अधिक संभावना है, विकृत जानकारी कुछ उच्च-स्तरीय प्रोटोकॉल, जैसे परिवहन या कनेक्शन-उन्मुख एप्लिकेशन प्रोटोकॉल द्वारा पुन: प्रेषित की जाएगी। लेकिन ऊपरी परत प्रोटोकॉल द्वारा संदेश का पुन: प्रसारण ईथरनेट प्रोटोकॉल संचालित माइक्रोसेकंड अंतराल की तुलना में बहुत अधिक समय अंतराल (कभी-कभी कुछ सेकंड के बाद भी) पर होगा। इसलिए, यदि टकराव को ईथरनेट नेटवर्क के नोड्स द्वारा विश्वसनीय रूप से पहचाना नहीं जाता है, तो इससे इस नेटवर्क के उपयोगी बैंडविड्थ में उल्लेखनीय कमी आएगी।

विश्वसनीय टक्कर का पता लगाने के लिए, निम्नलिखित संबंधों को पूरा किया जाना चाहिए:

टी मिनट> = पीवीडी,

जहां टी मिनट न्यूनतम फ्रेम लंबाई का संचरण समय है, और पीडीवी वह समय है जो टकराव के संकेत को सबसे दूर के नेटवर्क नोड तक फैलाने में लगता है। चूंकि सबसे खराब स्थिति में सिग्नल को एक दूसरे से सबसे दूर नेटवर्क के स्टेशनों के बीच से दो बार गुजरना चाहिए (एक अविभाजित सिग्नल एक दिशा में गुजरता है, और रास्ते में टक्कर से पहले से ही विकृत सिग्नल फैल जाता है), इसीलिए इस बार कहा जाता है डबल टर्नओवर समय (पथ विलंब मूल्य, पीडीवी)।

यदि यह शर्त पूरी हो जाती है, तो ट्रांसमिटिंग स्टेशन के पास इस फ्रेम को ट्रांसमिट करने से पहले ही अपने ट्रांसमिटेड फ्रेम के कारण होने वाली टक्कर का पता लगाने के लिए समय होना चाहिए।

जाहिर है, इस शर्त की पूर्ति एक तरफ न्यूनतम फ्रेम और नेटवर्क बैंडविड्थ की लंबाई पर निर्भर करती है, और दूसरी तरफ, नेटवर्क केबल सिस्टम की लंबाई और केबल में सिग्नल प्रसार गति (के लिए) पर निर्भर करती है। विभिन्न प्रकारकेबल, यह गति थोड़ी अलग है)।

ईथरनेट प्रोटोकॉल के सभी मापदंडों को इस तरह से चुना जाता है कि नेटवर्क नोड्स के सामान्य संचालन के दौरान, टकराव हमेशा स्पष्ट रूप से पहचाने जाते हैं। मापदंडों का चयन करते समय, निश्चित रूप से, उपरोक्त संबंध को भी ध्यान में रखा गया था, जो न्यूनतम फ्रेम लंबाई और नेटवर्क खंड में स्टेशनों के बीच अधिकतम दूरी को जोड़ता है।

ईथरनेट मानक में, यह स्वीकार किया जाता है कि फ़्रेम डेटा फ़ील्ड की न्यूनतम लंबाई 46 बाइट्स है (जो, सेवा फ़ील्ड के साथ, 64 बाइट्स की न्यूनतम फ़्रेम लंबाई देता है, और साथ में प्रस्तावना - 72 बाइट्स या 576 बिट्स) .

बड़े फ़्रेमों को प्रेषित करते समय, उदाहरण के लिए 1500 बाइट्स, एक टक्कर, यदि यह बिल्कुल भी होती है, तो ट्रांसमिशन की शुरुआत में ही पता चला है, पहले 64 प्रेषित बाइट्स की तुलना में बाद में नहीं (यदि इस समय टक्कर नहीं हुई है, तो बाद में यह नहीं उठेगा, क्योंकि सभी स्टेशन लाइन को सुन रहे हैं और ट्रांसमिशन को "सुनकर", वे चुप हो जाएंगे)। चूंकि जैम-सिग्नल पूर्ण फ्रेम आकार की तुलना में बहुत छोटा है, इसलिए सीएसएमए / सीडी एल्गोरिथ्म का उपयोग करते समय, निष्क्रिय उपयोग की गई चैनल क्षमता की मात्रा को टक्कर का पता लगाने के लिए आवश्यक समय तक कम कर दिया जाता है। प्रारंभिक टक्कर का पता लगाने से अधिक कुशल चैनल उपयोग होता है। देर से टकराव का पता लगाना, लंबे नेटवर्क में निहित, जब टक्कर डोमेन कई किलोमीटर व्यास का होता है, जो नेटवर्क की दक्षता को कम करता है। एक व्यस्त नेटवर्क के व्यवहार के एक सरल सैद्धांतिक मॉडल के आधार पर (एक साथ बड़ी संख्या में संचारण स्टेशनों और सभी स्टेशनों के लिए प्रेषित फ्रेम की एक निश्चित न्यूनतम लंबाई मानते हुए), नेटवर्क यू के प्रदर्शन को पीडीवी के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है / एसटी अनुपात:

कहां प्राकृतिक लघुगणक का आधार है। प्रसारण किए जा रहे फ़्रेम के आकार और नेटवर्क के व्यास से नेटवर्क प्रदर्शन प्रभावित होता है। सबसे खराब स्थिति में प्रदर्शन (जब पीडीवी = एसटी) लगभग 37% है, और सबसे अच्छे मामले में (जब पीडीवी एसटी से बहुत कम है) 1. हालांकि फॉर्मूला बड़ी संख्या में स्टेशनों की सीमा में प्राप्त करने की कोशिश कर रहा है एक साथ संचारित होने पर, यह काटे गए द्विआधारी घातांक विलंब एल्गोरिथम की ख़ासियत को ध्यान में नहीं रखता है, जिसे नीचे माना गया है, और टकरावों से अत्यधिक भीड़भाड़ वाले नेटवर्क के लिए मान्य नहीं है, उदाहरण के लिए, जब 15 से अधिक स्टेशन संचारित करना चाहते हैं।

बाइनरी घातीय विलंब को छोटा कर दिया(छोटा द्विआधारी घातीय बैकऑफ़)। आईईईई 802.3 मानक में अपनाया गया सीएसएमए/सीडी एल्गोरिदम 1-स्थायी एल्गोरिदम के सबसे नज़दीक है, लेकिन अलग है अतिरिक्त तत्व- बाइनरी घातीय देरी को छोटा कर दिया। जब कोई टक्कर होती है, तो स्टेशन गिनता है कि पैकेट भेजते समय एक पंक्ति में कितनी बार टक्कर होती है। चूंकि बार-बार टकराव पर्यावरण पर एक उच्च भार का संकेत देते हैं, मैक फ्रेम पुनर्प्रयासों के बीच देरी को बढ़ाने की कोशिश करता है। समय अंतराल बढ़ाने के लिए संबंधित प्रक्रिया नियम का पालन करती है बाइनरी घातीय विलंब को छोटा कर दिया.

निम्नलिखित एल्गोरिथम के अनुसार एक यादृच्छिक विराम का चयन किया जाता है:

विराम = एलएक्स (विलंब अंतराल),

जहाँ (बैकऑफ़ अंतराल) = 512 बिट अंतराल (51.2 μs);

एल एक पूर्णांक है जिसे श्रेणी से समान संभावना के साथ चुना गया है, जहां एन दिए गए फ्रेम की पुन: प्रयास संख्या है: 1,2, ..., 10।

10वें प्रयास के बाद, जिस अंतराल से विराम का चयन किया जाता है, वह बढ़ता नहीं है। इस प्रकार, एक यादृच्छिक विराम 0 से 52.4 एमएस तक हो सकता है।

यदि एक फ्रेम को प्रसारित करने के लगातार 16 प्रयास टकराव का कारण बनते हैं, तो ट्रांसमीटर को कोशिश करना बंद कर देना चाहिए और इस फ्रेम को त्याग देना चाहिए।

सीएसएमए/सीडी एल्गोरिथम काटे गए बाइनरी एक्सपोनेंशियल लेटेंसी का उपयोग करते हुए कई रैंडम एक्सेस एल्गोरिदम में सर्वश्रेष्ठ के रूप में पहचाना जाता है और कम और मध्यम भार दोनों पर कुशल नेटवर्क संचालन प्रदान करता है। उच्च भार पर, दो नुकसानों पर ध्यान दिया जाना चाहिए। सबसे पहले, बड़ी संख्या में टकराव के साथ, स्टेशन 1, जो पहली बार एक फ्रेम भेजने वाला है (इससे पहले फ्रेम को प्रसारित करने की कोशिश नहीं की गई है), स्टेशन 2 पर एक फायदा है, जिसने पहले से ही एक फ्रेम को प्रसारित करने की असफल कोशिश की है कई बार टकराव का सामना करना पड़ता है। क्योंकि बाइनरी एक्सपोनेंशियल डिले नियम के अनुसार, स्टेशन 2 बाद के प्रयासों से पहले काफी समय की प्रतीक्षा करता है। इस प्रकार, फ़्रेम का अनियमित संचरण हो सकता है, जो समय-निर्भर अनुप्रयोगों के लिए अवांछनीय है। दूसरे, भारी कार्यभार के तहत, पूरे नेटवर्क की दक्षता कम हो जाती है। अनुमान बताते हैं कि 25 स्टेशनों के एक साथ प्रसारण के साथ, कुल बैंडविड्थ लगभग 2 गुना कम हो जाती है। लेकिन टकराव के क्षेत्र में स्टेशनों की संख्या बड़ी हो सकती है, क्योंकि उनमें से सभी एक साथ पर्यावरण तक नहीं पहुंच पाएंगे।

एक फ्रेम प्राप्त करना (अंजीर। 11.6)

चित्र 11.6. सीएसएमए / सीडी एल्गोरिदम (मैक स्तर) का ब्लॉक आरेख: जब एक स्टेशन द्वारा एक फ्रेम प्राप्त किया जाता है

रिसीविंग स्टेशन या अन्य नेटवर्क डिवाइस, उदाहरण के लिए, एक हब या स्विच, पहले प्रस्तावना के साथ सिंक्रोनाइज़ करता है और फिर मैनचेस्टर कोड को बाइनरी फॉर्म (भौतिक स्तर पर) में परिवर्तित करता है। इसके बाद, बाइनरी स्ट्रीम को संसाधित किया जाता है।

मैक स्तर पर, शेष प्रस्तावना बिट्स को साफ़ कर दिया जाता है और स्टेशन गंतव्य पते को पढ़ता है और इसकी तुलना अपने आप से करता है। यदि पते मेल खाते हैं, तो प्रस्तावना, एसडीएफ और एफसीएस को छोड़कर फ्रेम फ़ील्ड को बफ़र किया जाता है और एक चेकसम की गणना की जाती है, जिसकी तुलना एफसीएस फ्रेम के चेक अनुक्रम फ़ील्ड (सीआरसी -32 चक्रीय योग विधि का उपयोग करके) से की जाती है। यदि वे समान हैं, तो बफर की सामग्री को उच्च परत प्रोटोकॉल में स्थानांतरित कर दिया जाता है। अन्यथा, फ्रेम को त्याग दिया जाता है। फ्रेम प्राप्त करते समय टकराव की घटना का पता या तो विद्युत क्षमता में परिवर्तन से लगाया जाता है, यदि एक समाक्षीय खंड का उपयोग किया जाता है, या एक दोषपूर्ण फ्रेम प्राप्त करने के तथ्य से, एक गलत चेकसम, यदि उपयोग किया जाता है व्यावर्तित युग्मया ऑप्टिकल फाइबर। दोनों ही मामलों में, प्राप्त जानकारी को खारिज कर दिया जाता है।

एक्सेस विधि के विवरण से, यह देखा जा सकता है कि यह प्रकृति में संभाव्य है, और इसके निपटान में एक सामान्य वातावरण को सफलतापूर्वक प्राप्त करने की संभावना नेटवर्क की भीड़ पर निर्भर करती है, अर्थात फ्रेम ट्रांसमिशन की आवश्यकता की तीव्रता पर। स्टेशनों। 70 के दशक के उत्तरार्ध में इस पद्धति को विकसित करते समय, यह माना गया था कि आपसी डेटा विनिमय के लिए कंप्यूटर की जरूरतों की तुलना में 10 एमबीपीएस की डेटा अंतरण दर बहुत अधिक है, इसलिए नेटवर्क लोड हमेशा छोटा रहेगा। यह धारणा आज भी कभी-कभी सच होती है, लेकिन रीयल-टाइम मल्टीमीडिया एप्लिकेशन सामने आए हैं जो ईथरनेट सेगमेंट पर बहुत व्यस्त हैं। इस मामले में, टकराव बहुत अधिक बार होता है। महत्वपूर्ण टक्कर दरों के साथ, ईथरनेट नेटवर्क का उपयोग करने योग्य थ्रूपुट तेजी से गिरता है, क्योंकि नेटवर्क लगभग लगातार फ्रेम ट्रांसमिशन को पुनः प्रयास करने में व्यस्त है। टकराव की तीव्रता को कम करने के लिए, आपको या तो कम करके यातायात को कम करने की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए, एक खंड में नोड्स की संख्या या अनुप्रयोगों को बदलना, या प्रोटोकॉल की गति को बढ़ाने के लिए, उदाहरण के लिए, फास्ट ईथरनेट पर स्विच करना।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सीएसएमए / सीडी एक्सेस विधि किसी स्टेशन की गारंटी नहीं देती है कि वह कभी भी माध्यम तक पहुंचने में सक्षम होगा। बेशक, कम नेटवर्क लोड के साथ, ऐसी घटना की संभावना कम होती है, लेकिन नेटवर्क उपयोग दर 1 के करीब पहुंचने के साथ, ऐसी घटना की बहुत संभावना हो जाती है। रैंडम एक्सेस पद्धति की यह कमी इसकी अत्यधिक सादगी के लिए भुगतान करने की कीमत है, जिसने ईथरनेट को सबसे कम खर्चीली तकनीक बना दिया। अन्य एक्सेस विधियाँ - टोकन रिंग और FDDI टोकन एक्सेस, 100VG-AnyLAN नेटवर्क की डिमांड प्रायोरिटी विधि - इस नुकसान से मुक्त हैं।

सभी कारकों को ध्यान में रखते हुए, न्यूनतम फ्रेम लंबाई और नेटवर्क स्टेशनों के बीच अधिकतम संभव दूरी के बीच के अनुपात को सावधानीपूर्वक चुना गया था, जो विश्वसनीय टक्कर का पता लगाने को सुनिश्चित करता है। इस दूरी को अधिकतम नेटवर्क व्यास भी कहा जाता है।

फ्रेम दर में वृद्धि के साथ, जो समान सीएसएमए / सीडी एक्सेस विधि के आधार पर नए मानकों में होती है, उदाहरण के लिए फास्ट ईथरनेट, ट्रांसफर दर में वृद्धि के अनुपात में नेटवर्क स्टेशनों के बीच अधिकतम दूरी घट जाती है। फास्ट ईथरनेट मानक में, यह लगभग 210 मीटर है, और गीगाबिट ईथरनेट मानक में, यह 25 मीटर तक सीमित होगा, यदि मानक के डेवलपर्स ने न्यूनतम पैकेट आकार को बढ़ाने के लिए कुछ उपाय नहीं किए।

टेबल 11.1 802.3 मानक फ्रेम ट्रांसमिशन प्रक्रिया के बुनियादी मापदंडों के मूल्यों को दर्शाता है, जो भौतिक माध्यम के कार्यान्वयन पर निर्भर नहीं करता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ईथरनेट प्रौद्योगिकी के भौतिक वातावरण का प्रत्येक संस्करण इन बाधाओं को अपने स्वयं के, अक्सर अधिक कठोर बाधाओं को जोड़ता है, जिन्हें पूरा भी किया जाना चाहिए और जिनकी चर्चा नीचे की जाएगी।

तालिका 11.1।ईथरनेट मैक परत पैरामीटर्स

ईथरनेट फ्रेम प्रारूप

आईईईई 802.3 दस्तावेज़ में वर्णित ईथरनेट प्रौद्योगिकी मानक एक मैक परत फ्रेम प्रारूप का वर्णन करता है। चूंकि मैक परत फ्रेम में आईईईई 802.2 दस्तावेज़ में वर्णित एलएलसी परत फ्रेम शामिल होना चाहिए, आईईईई मानकों के अनुसार, लिंक परत फ्रेम का केवल एक संस्करण ईथरनेट नेटवर्क में उपयोग किया जा सकता है, जिसका हेडर मैक का संयोजन है और एलएलसी सबलेयर हेडर।

फिर भी, लिंक परत पर ईथरनेट नेटवर्क में व्यवहार में, 4 विभिन्न स्वरूपों (प्रकार) के फ़्रेम का उपयोग किया जाता है। यह ईथरनेट प्रौद्योगिकी के विकास के लंबे इतिहास के कारण है, जो आईईईई 802 मानकों को अपनाने से पहले मौजूद था, जब एलएलसी सबलेयर को सामान्य प्रोटोकॉल से अलग नहीं किया गया था और तदनुसार, एलएलसी हेडर का उपयोग नहीं किया गया था।

1980 में, तीन फर्मों डिजिटल, इंटेल और ज़ेरॉक्स के एक संघ ने 802.3 समिति को ईथरनेट मानक के अपने मालिकाना संस्करण (जो, निश्चित रूप से, एक निश्चित फ्रेम प्रारूप का वर्णन किया) को एक मसौदा अंतरराष्ट्रीय मानक के रूप में प्रस्तुत किया, लेकिन 802.3 समिति ने एक मानक अपनाया। जो DIX ऑफ़र से कुछ विवरणों में भिन्न है। अंतर फ्रेम प्रारूप में भी थे, जिसने ईथरनेट नेटवर्क में दो अलग-अलग प्रकार के फ़्रेमों के अस्तित्व को जन्म दिया।

एक अन्य फ्रेम प्रारूप ईथरनेट पर अपने प्रोटोकॉल स्टैक को गति देने के नोवेल के प्रयासों का परिणाम है।

और अंत में, चौथा फ्रेम प्रारूप पिछले फ्रेम प्रारूपों को कुछ सामान्य मानक पर लाने के लिए 802: 2 समिति के काम का परिणाम है।

फ़्रेम स्वरूपों में अंतर हार्डवेयर और नेटवर्क सॉफ़्टवेयर के बीच असंगति पैदा कर सकता है जिसे केवल एक ईथरनेट फ़्रेम मानक के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हालाँकि, आज लगभग सभी नेटवर्क एडेप्टर, नेटवर्क एडेप्टर ड्राइवर, ब्रिज / स्विच और राउटर अभ्यास में उपयोग किए जाने वाले सभी ईथरनेट प्रौद्योगिकी फ्रेम प्रारूपों के साथ काम कर सकते हैं, और फ्रेम प्रकार स्वचालित रूप से पहचाना जाता है।

नीचे सभी चार प्रकार के इथरनेट फ़्रेमों का विवरण दिया गया है (यहाँ, एक फ़्रेम का अर्थ है फ़ील्ड का संपूर्ण सेट जो लिंक परत से संबंधित है, अर्थात मैक और एलएलसी परतों के क्षेत्र)। एक और एक ही फ्रेम प्रकार के अलग-अलग नाम हो सकते हैं, इसलिए प्रत्येक फ्रेम प्रकार के लिए नीचे कई सबसे सामान्य नाम दिए गए हैं:

• 802.3 / एलएलसी फ्रेम (802.3 / 802.2 फ्रेम या नोवेल 802.2 फ्रेम);
• कच्चा 802.3 फ्रेम (या नोवेल 802.3 फ्रेम);
• ईथरनेट DIX फ्रेम (या ईथरनेट II फ्रेम);
• ईथरनेट स्नैप फ्रेम।

इन सभी चार प्रकार के ईथरनेट फ्रेम के प्रारूप चित्र में दिखाए गए हैं। 11.7

802.3 / एलएलसी फ्रेम

802.3 / LLC फ़्रेम हेडर IEEE 802.3 और 802.2 मानकों में परिभाषित फ़्रेम हेडर फ़ील्ड के संयोजन का परिणाम है।

802.3 मानक आठ हेडर फ़ील्ड को परिभाषित करता है (चित्र 11.7; प्रस्तावना फ़ील्ड और प्रारंभ फ़्रेम सीमांकक चित्र में नहीं दिखाया गया है)।

• प्रस्तावना क्षेत्रइसमें सात सिंक बाइट्स 10101010 होते हैं। मैनचेस्टर कोडिंग में, इस संयोजन को भौतिक माध्यम में 5 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ आवधिक तरंग द्वारा दर्शाया जाता है।
• स्टार्ट-ऑफ-फ्रेम-डिलीमीटर (एसएफडी)इसमें एक बाइट 10101011 होता है। इस बिट पैटर्न की घटना एक संकेत है कि अगला बाइट फ्रेम हेडर का पहला बाइट है।
• गंतव्य पता (डीए) 2 या 6 बाइट लंबा हो सकता है। व्यवहार में, हमेशा 6 बाइट पते का उपयोग किया जाता है। गंतव्य पते के सबसे महत्वपूर्ण बाइट का पहला बिट इंगित करता है कि पता एक व्यक्ति या समूह है या नहीं। यदि यह 0 है, तो पता है व्यक्तिगत (यूनिकास्ट),ए अगर 1, तो यह मल्टीकास्ट पता।यदि पते में सभी शामिल हैं, अर्थात, इसमें 0xFFFFFFFFFFFFFF का हेक्साडेसिमल प्रतिनिधित्व है, तो यह नेटवर्क पर सभी नोड्स के लिए अभिप्रेत है और इसे कहा जाता है ब्रॉडकास्ट पता।

आईईईई ईथरनेट मानकों में, एक बाइट का कम से कम महत्वपूर्ण बिट फ़ील्ड के सबसे बाईं ओर प्रदर्शित होता है, और सबसे महत्वपूर्ण बिट सबसे दाईं स्थिति में प्रदर्शित होता है। इस गैर मानक तरीकाएक बाइट में बिट्स के क्रम का प्रदर्शन उस क्रम से मेल खाता है जिसमें बिट्स को ईथरनेट ट्रांसमीटर द्वारा संचार लाइन में प्रेषित किया जाता है। अन्य संगठनों के मानकों में, उदाहरण के लिए आरएफसी आईईटीएफ, आईटीयू-टी, आईएसओ, पारंपरिक बाइट प्रतिनिधित्व का उपयोग किया जाता है, जब कम से कम महत्वपूर्ण बिट को बाइट का सबसे दाहिना बिट माना जाता है, और सबसे महत्वपूर्ण बिट सबसे बाईं ओर होता है। हालाँकि, बाइट क्रम पारंपरिक रहता है। इसलिए, इन संगठनों द्वारा प्रकाशित मानकों को पढ़ने के साथ-साथ स्क्रीन पर प्रदर्शित डेटा को पढ़ते समय ऑपरेटिंग सिस्टमया एक प्रोटोकॉल विश्लेषक, आईईईई दस्तावेजों के अनुसार उस बाइट के बिट्स के अर्थ का सही प्रतिनिधित्व प्राप्त करने के लिए ईथरनेट फ्रेम के प्रत्येक बाइट के मूल्यों को प्रतिबिंबित किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, आईईईई नोटेशन में 1000 0000 0000 0000 1010 0111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 या हेक्साडेसिमल नोटेशन 80-00-ए 7-एफओ-00-00 में एक मल्टीकास्ट पता प्रोटोकॉल विश्लेषक द्वारा प्रदर्शित किया जाएगा। पारंपरिक रूप 01-00-5E-0F-00-00 के रूप में।

• स्रोत का पता (एसए) -यह एक 2- या 6-बाइट फ़ील्ड है जिसमें फ़्रेम भेजने वाले नोड का पता होता है। पते का पहला बिट हमेशा 0 होता है।
• लंबाई (लंबाई, एल) - 2-बाइट फ़ील्ड जो फ़्रेम में डेटा फ़ील्ड की लंबाई को परिभाषित करता है।
• जानकारी स्थानइसमें 0 से 1500 बाइट्स हो सकते हैं। लेकिन यदि फ़ील्ड की लंबाई 46 बाइट्स से कम है, तो अगले फ़ील्ड - पैडिंग फ़ील्ड - का उपयोग फ़्रेम को 46 बाइट्स के न्यूनतम स्वीकार्य मान तक पैड करने के लिए किया जाता है।
• गद्दी 46 बाइट्स की न्यूनतम डेटा फ़ील्ड लंबाई प्रदान करने के लिए यथासंभव अधिक से अधिक पैडिंग बाइट्स होते हैं। यह सुनिश्चित करता है कि टक्कर का पता लगाने वाला तंत्र सही ढंग से काम करता है। यदि डेटा फ़ील्ड की लंबाई पर्याप्त है, तो पैडिंग फ़ील्ड फ़्रेम में प्रकट नहीं होती है।
• फ़्रेम चेक अनुक्रम (पीसीएस)चेकसम युक्त 4 बाइट्स होते हैं। इस मान की गणना CRC-32 एल्गोरिथम का उपयोग करके की जाती है। एक फ्रेम प्राप्त करने के बाद, वर्कस्टेशन इस फ्रेम के लिए अपनी स्वयं की चेकसम गणना करता है, प्राप्त मूल्य की तुलना चेकसम फ़ील्ड के मूल्य से करता है, और इस प्रकार यह निर्धारित करता है कि प्राप्त फ्रेम दूषित है या नहीं।

802.3 फ्रेम एक मैक सबलेयर फ्रेम है, इसलिए, 802.2 मानक के अनुसार, एक एलएलसी सबलेयर फ्रेम अपने डेटा फ़ील्ड में प्रारंभ और अंत झंडे को हटाकर डाला जाता है। एलएलसी फ्रेम प्रारूप ऊपर वर्णित किया गया है। चूंकि एलएलसी फ्रेम में 3 (एलएलसी 1 मोड में) या 4 बाइट्स (एलएलसी 2 मोड में) की हेडर लंबाई होती है, इसलिए अधिकतम डेटा फ़ील्ड का आकार 1497 या 1496 बाइट्स तक कम हो जाता है।

चित्र 11.7. ईथरनेट फ्रेम प्रारूप

इसी तरह की जानकारी।

आईईईई 802.3 डॉक में लिखा गया ईथरनेट प्रौद्योगिकी टेम्पलेट। यह मैक परत प्रारूप फ्रेम का एकमात्र विवरण है। ईथरनेट नेटवर्क में, लिंक लेयर का केवल एक प्रकार का फ्रेम लागू किया जाता है, जिसका हेडर मैक और एलएलसी सबलेयर्स के हेडर का एक सेट होता है, जो किसी प्रकार का होता है।

• ईथरनेट DIX / ईथरनेट II, 1980 में तीन फर्मों जेरोक्स, इंटेल और डिजिटल के संयुक्त रोबोटों के परिणामस्वरूप दिखाई दिया, जिसने संस्करण 802.3 को एक अंतरराष्ट्रीय मानक के रूप में पेश किया;
• समिति ने 802.3 को अपनाया और इसे थोड़ा संशोधित किया। यह कैसे है 802.3 / एलएलसी, 802.3 / 802.2या नोवेल 802.2;
• कच्चा 802.3या नोवेल 802.3- ईथरनेट नेटवर्क में उनके प्रोटोकॉल स्टैक के काम में तेजी लाने के लिए डिज़ाइन किया गया;
• ईथरनेट स्नैप 802.2 समिति का परिणाम है जिसे एक सामान्य मानक पर लाया गया है और भविष्य में संभावित क्षेत्रों को जोड़ने के लिए लचीला हो गया है;

आज नेटवर्क हार्डवेयर और सॉफ्टवेयरसभी फ्रेम प्रारूपों के साथ काम करने में सक्षम हैं, और फ्रेम पहचान स्वचालित रूप से काम करती है, जो कम हो जाती है और इनमें से एक। फ्रेम प्रारूप चित्र 1 में दिखाए गए हैं।

चित्र 1

802.3 / एलएलसी फ्रेम

इस फ्रेम का हेडर IEEE 802.3 और 802.2 फ्रेम के हेडर फील्ड को जोड़ता है। 802.3 मानक में निम्न शामिल हैं:

• प्रस्तावना क्षेत्र- सिंक बाइट्स का क्षेत्र कहा जाता है - 10101010। मैनचेस्टर कोडिंग में, इस कोड को भौतिक माध्यम में 5 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ सिग्नल में संशोधित किया जाता है।
• फ्रेम सीमांकक प्रारंभ करें- एक बाइट 10101011 है। यह फ़ील्ड इंगित करती है कि अगला बाइट फ़्रेम हेडर का पहला बाइट है।
• गंतव्य पता- यह फ़ील्ड 6 या 2 बाइट लंबी हो सकती है. आमतौर पर इस क्षेत्र का उपयोग 6 बाइट मैक पते के लिए किया जाता है।
• स्रोत पताएक फ़ील्ड है जिसमें प्रेषक नोड के मैक पते के 6 या 2 बाइट्स होते हैं। पहला बिट हमेशा होता है - 0।
• लंबाई- एक फ़ील्ड जिसका आकार 2 बाइट्स है, और जिसमें फ़्रेम में डेटा फ़ील्ड की लंबाई शामिल है।
• जानकारी स्थान- फ़ील्ड 0 से 1500 बाइट्स तक हो सकती है। लेकिन अगर अचानक डेटा 46 बाइट्स से कम पर कब्जा कर लेता है, तो फ़ील्ड का उपयोग किया जाता है प्लेसहोल्डरजो फ़ील्ड को 46 बाइट्स तक पैड करता है।
• प्लेसहोल्डर फ़ील्ड- डेटा फ़ील्ड भरने की सुविधा प्रदान करता है, यदि उसका वजन 46 बाइट्स से कम है। टक्कर का पता लगाने वाले तंत्र के सही संचालन के लिए आवश्यक है।
• फ़्रेम चेक अनुक्रम फ़ील्ड- इस फ़ील्ड में 4-बाइट नियंत्रण योग है। CRC-32 एल्गोरिथ्म का उपयोग किया जाता है /

यह फ्रेम एक मैक सबलेयर फ्रेम है, इसके डेटा फ़ील्ड में एक एलएलसी सबलेयर फ्रेम होता है जिसमें फ्रेम के अंत और शुरुआत में हटाए गए झंडे होते हैं जो कि प्रसारित होते हैं।

कच्चा 802.3 / नोवेल 802.3 फ्रेम

यह फ्रेम एक प्रोटोकॉल हुआ करता था नेटवर्क परतमेटवेयर ओएस में। लेकिन अब ऊपरी परत प्रोटोकॉल की पहचान करने की आवश्यकता गायब हो गई है, फ्रेम को एलएलसी फ्रेम के मैक फ्रेम में समझाया गया है।

ईथरनेट DIX / ईथरनेट II फ्रेम

इस फ्रेम में एक संरचना है जो रास 802.3 के समान है। लेकिन यहां 2-बाइट लंबाई वाले फ़ील्ड में प्रोटोकॉल प्रकार फ़ील्ड असाइनमेंट हैं। ऊपरी परत प्रोटोकॉल के प्रकार को इंगित करता है जिसने इस फ़्रेम के डेटा फ़ील्ड में अपने पैकेट को नेस्ट किया है। इन फ़्रेमों को फ़ील्ड की लंबाई से अलग किया जाता है, यदि मान 1500 से कम है, तो यह लंबाई फ़ील्ड है, यदि अधिक है, तो प्रकार।

ईथरनेट स्नैप फ्रेम

प्रोटोकॉल प्रकारों के एन्कोडिंग में असंगति को समाप्त करने के परिणामस्वरूप फ़्रेम दिखाई दिया। प्रोटोकॉल का उपयोग आईपी प्रोटोकॉल में भी किया जाता है जब निम्नलिखित नेटवर्कों को इनकैप्सुलेट किया जाता है: टोकन रिंग, एफडीडीआई, 100VC-AnyLan। लेकिन ईथरनेट पर आईपी पैकेट ट्रांसमिट करते समय, प्रोटोकॉल ईथरनेट DIX फ्रेम का उपयोग करता है।

आईपीएक्स प्रोटोकॉल

यह प्रोटोकॉल सभी चार ईथरनेट फ्रेम प्रकारों का उपयोग कर सकता है। यह एलएलसी क्षेत्र की अनुपस्थिति या उपस्थिति की जांच करके प्रकार को परिभाषित करता है। डीएसएपी/एसएसएपी क्षेत्रों के पीछे भी। यदि फ़ील्ड मान 0xAA है, तो यह एक SNAP फ़्रेम है, अन्यथा यह 802.3 / LLC है।

ईथरनेट में प्रस्तावना (7 बाइट्स) और इनिशियल फ्रेम डिलीमीटर (SFD) (1 बाइट) फ्रेम फील्ड्स भेजने और प्राप्त करने वाले उपकरणों के बीच सिंक्रनाइज़ेशन के लिए उपयोग किए जाते हैं। फ़्रेम के इन पहले आठ बाइट्स का उपयोग प्राप्त नोड्स का ध्यान आकर्षित करने के लिए किया जाता है। अनिवार्य रूप से, पहले कुछ बाइट्स रिसीवर्स को एक नया फ्रेम प्राप्त करने के लिए तैयार करने के लिए कहते हैं।

गंतव्य मैक पता फ़ील्ड

गंतव्य मैक पता फ़ील्ड (6 बाइट्स) इच्छित प्राप्तकर्ता के लिए पहचानकर्ता है। जैसा कि आपको याद होगा, इस पते का उपयोग लेयर 2 द्वारा उपकरणों को यह निर्धारित करने में मदद करने के लिए किया जाता है कि क्या दिए गए फ्रेम को उन्हें संबोधित किया जा रहा है। फ्रेम में पते की तुलना डिवाइस के मैक पते से की जाती है। यदि पते मेल खाते हैं, तो डिवाइस फ्रेम प्राप्त करता है।

स्रोत मैक पता फ़ील्ड

डेस्टिनेशन मैक एड्रेस फील्ड (6 बाइट्स) भेजने वाले एनआईसी या फ्रेम इंटरफेस की पहचान करता है। स्विच इस पते का उपयोग अपनी मैपिंग टेबल में जोड़ने के लिए भी करते हैं। स्विच की भूमिका पर इस खंड में बाद में चर्चा की जाएगी।

क्षेत्र की लंबाई / प्रकार

1997 से पहले के किसी भी IEEE 802.3 मानक के लिए, लंबाई फ़ील्ड फ़्रेम डेटा फ़ील्ड की सटीक लंबाई निर्दिष्ट करती है। इसे बाद में FCS के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि संदेश सही ढंग से प्राप्त हुआ था। यदि फ़ील्ड का उद्देश्य एक प्रकार को परिभाषित करना है, जैसा कि ईथरनेट II में है, तो टाइप फ़ील्ड बताता है कि कौन सा प्रोटोकॉल लागू किया जा रहा है।

क्षेत्र के इन दो उपयोगों को औपचारिक रूप से 1997 में IEEE 802.3x मानक में जोड़ा गया था क्योंकि दोनों अनुप्रयोग सामान्य थे। ईथरनेट II प्रकार फ़ील्ड वर्तमान 802.3 फ़्रेम परिभाषा में शामिल है। जब एक नोड एक फ्रेम प्राप्त करता है, तो उसे यह निर्धारित करने के लिए लंबाई क्षेत्र की जांच करनी चाहिए कि इसमें कौन सा उच्च परत प्रोटोकॉल मौजूद है। यदि दो ऑक्टेट का मान हेक्साडेसिमल 0x0600 या दशमलव 1536 से अधिक या उसके बराबर है, तो डेटा फ़ील्ड की सामग्री को निर्दिष्ट प्रोटोकॉल प्रकार के अनुसार डीकोड किया जाता है। यदि फ़ील्ड मान 0x05DC हेक्साडेसिमल या 1500 दशमलव से कम या उसके बराबर है, तो IEEE 802.3 फ़्रेम प्रारूप के उपयोग को इंगित करने के लिए लंबाई फ़ील्ड का उपयोग किया जाता है। यह ईथरनेट II और 802.3 फ्रेम को अलग करता है।

फ़ील्ड डेटा और पैडिंग

डेटा और पैडिंग फ़ील्ड (46 - 1500 बाइट्स) में उच्च परत से इनकैप्सुलेटेड डेटा होता है, जो एक विशिष्ट परत 3 पीडीयू है, आमतौर पर एक आईपीवी 4 पैकेट। सभी फ़्रेम कम से कम 64 बाइट लंबे होने चाहिए। यदि एक छोटा पैकेट इनकैप्सुलेटेड है, तो फ्रेम आकार को इस न्यूनतम आकार तक बढ़ाने के लिए पैडिंग का उपयोग किया जाता है।

IEEE सामान्य प्रयोजन ईथरनेट II प्रकारों की एक सूची रखता है।

ईथरनेट मानक आईईईई 802.3

यह आज का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला नेटवर्किंग प्रौद्योगिकी मानक है।

ख़ासियतें:

• समाक्षीय केबल, मुड़ जोड़ी, ऑप्टिकल केबल के साथ काम करता है;
• टोपोलॉजी - बस, तारा;
• एक्सेस विधि - सीएसएमए / सीडी।

ईथरनेट नेटवर्किंग तकनीक का आर्किटेक्चर वास्तव में मानकों का एक सेट लाता है जिसमें समानताएं और अंतर दोनों होते हैं।

ईथरनेट तकनीक को ज़ेरॉक्स PARC की कई शुरुआती परियोजनाओं के संयोजन में विकसित किया गया था। यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि ईथरनेट का आविष्कार 22 मई, 1973 को हुआ था, जब रॉबर्ट मेटकाफ ने ईथरनेट प्रौद्योगिकी की क्षमता पर PARC के प्रमुख के लिए एक ज्ञापन लिखा था। लेकिन मेटकाफ ने कुछ साल बाद प्रौद्योगिकी का कानूनी अधिकार हासिल कर लिया। 1976 में, उन्होंने और उनके सहायक डेविड बोग्स ने ईथरनेट: डिस्ट्रिब्यूटेड पैकेट स्विचिंग फॉर लोकल कंप्यूटर नेटवर्क्स नामक एक ब्रोशर प्रकाशित किया। मेटकाफ ने 1979 में ज़ेरॉक्स छोड़ दिया और कंप्यूटर और स्थानीय को बढ़ावा देने के लिए 3Com की स्थापना की कंप्यूटर नेटवर्क... वह DEC, Intel और Xerox को एक साथ काम करने और ईथरनेट मानक (DIX) विकसित करने के लिए मनाने में कामयाब रहे। यह मानक पहली बार प्रकाशित हुआ था 30 सितंबर, 1980.

ईथरनेट प्रौद्योगिकी का और विकास:

• 1982-1993 10एमबीपीएस इथरनेट का विकास;
• 1995-1998 फास्ट ईथरनेट विकास;
• 1998-2002 गीगाबिट ईथरनेट का विकास;
• 2003-2007 10गीगाबिट ईथरनेट का विकास;
• 2007-2010 में 40 और 100 गीगाबिट ईथरनेट का विकास;
• 2010 से आज तक टेराबिट ईथरनेट विकास।

मैक स्तर पर, जो पहचान के लिए माध्यम और फ्रेम के प्रसारण तक पहुंच प्रदान करता है नेटवर्क इंटरफेसनेटवर्क नोड्स मैक एड्रेस नामक मानकीकृत अद्वितीय 6-बाइट पतों का उपयोग करते हैं। आम तौर पर, MAC पता छह जोड़ी हेक्साडेसिमल अंकों के रूप में लिखा जाता है, जो डैश या कोलन द्वारा अलग किए जाते हैं, जैसे कि 00-29-5E-3C-5B-88। प्रत्येक नेटवर्क एडेप्टर में एक मैक पता होता है।

ईथरनेट मैक पता संरचना:

• गंतव्य मैक पते के पहले बिट को I / G (व्यक्तिगत / समूह या प्रसारण) बिट कहा जाता है। स्रोत पते में, इसे स्रोत मार्ग संकेतक कहा जाता है;
• दूसरा बिट निर्धारित करता है कि पता कैसे सौंपा गया है;
• पते के तीन सबसे महत्वपूर्ण बाइट्स को बर्न इन एड्रेस (बीआईए) या संगठनात्मक रूप से विशिष्ट पहचानकर्ता (ओयूआई) कहा जाता है;
• निर्माता पते के निचले तीन बाइट्स की विशिष्टता के लिए जिम्मेदार है।

कुछ नेटवर्क कार्यक्रम, विशेष रूप से वायरशार्क, निर्माता कोड के बजाय तुरंत प्रदर्शित कर सकता है - दिए गए नेटवर्क कार्ड के निर्माता का नाम।

ईथरनेट प्रौद्योगिकी फ्रेम प्रारूप

ईथरनेट नेटवर्क में 4 प्रकार के फ्रेम (फ्रेम) होते हैं:

• 802.3 / एलएलसी फ्रेम (या नोवेल 802.2 फ्रेम),
• कच्चा 802.3 फ्रेम (या नोवेल 802.3 फ्रेम)
• ईथरनेट DIX फ्रेम (या ईथरनेट II फ्रेम)
• ईथरनेट स्नैप फ्रेम।

व्यवहार में, ईथरनेट उपकरण केवल एक फ़्रेम प्रारूप का उपयोग करता है, अर्थात् ईथरनेट DIX फ़्रेम, जिसे कभी-कभी नवीनतम DIX फ़्रेम संख्या के रूप में संदर्भित किया जाता है।

• पहले दो हेडर फ़ील्ड पतों के लिए हैं:
• डीए (गंतव्य पता) - गंतव्य नोड का मैक पता;
• एसए (स्रोत पता) - प्रेषक नोड का मैक पता। एक फ्रेम देने के लिए, एक पता पर्याप्त है - गंतव्य का पता, स्रोत का पता फ्रेम में रखा जाता है ताकि फ्रेम प्राप्त करने वाले मेजबान को पता चले कि फ्रेम किससे आया है और किसको इसका जवाब देना है।
• टी (प्रकार) फ़ील्ड में ऊपरी परत प्रोटोकॉल का सशर्त कोड होता है, जिसका डेटा फ़्रेम के डेटा फ़ील्ड में होता है, उदाहरण के लिए, हेक्साडेसिमल मान 08-00 एक आईपी पंचर से मेल खाता है। ऊपरी परत प्रोटोकॉल के साथ काम करते समय मल्टीप्लेक्सिंग और डीमल्टीप्लेक्सिंग फ़्रेम के इंटरफ़ेस फ़ंक्शंस का समर्थन करने के लिए इस फ़ील्ड की आवश्यकता होती है।
• जानकारी स्थान। यदि उपयोगकर्ता डेटा की लंबाई 46 बाइट्स से कम है, तो इस फ़ील्ड को पैडिंग बाइट्स के साथ न्यूनतम आकार में गद्देदार किया जाता है।
• फ़्रेम चेक अनुक्रम (FCS) फ़ील्ड में 4-बाइट चेकसम होता है। इस मान की गणना CRC-32 एल्गोरिथम का उपयोग करके की जाती है।

ईथरनेट DIX (II) फ्रेम मैक लेयर और एलएलसी लेयर में ईथरनेट लिंक लेयर के विभाजन को प्रतिबिंबित नहीं करता है: इसके क्षेत्र दोनों परतों के कार्यों का समर्थन करते हैं, उदाहरण के लिए, टी फ़ील्ड के इंटरफ़ेस फ़ंक्शन के कार्यों से संबंधित हैं एलएलसी परत, जबकि अन्य सभी क्षेत्र मैक परत के कार्यों का समर्थन करते हैं।

एक Wireshark नेटवर्क विश्लेषक का उपयोग कर एक इंटरसेप्टेड पैकेट के उदाहरण का उपयोग करके ईथरनेट II फ्रेम प्रारूप पर विचार करें

कृपया ध्यान दें कि चूंकि मैक पते में एक निर्माता कोड और एक इंटरफ़ेस नंबर होता है, इसलिए नेटवर्क विश्लेषक तुरंत निर्माता कोड को निर्माता के नाम में बदल देता है।

इस प्रकार, ईथरनेट प्रौद्योगिकी में, मैक पते गंतव्य और गंतव्य पते के रूप में कार्य करते हैं।

ईथरनेट प्रौद्योगिकी मानक

ईथरनेट प्रौद्योगिकी के लिए भौतिक विशिष्टताओं में निम्नलिखित ट्रांसमिशन मीडिया शामिल हैं।

• l0Base-5 - 0.5 "(1dm = 2.54cm) के व्यास के साथ समाक्षीय केबल, जिसे" मोटी "समाक्षीय केबल कहा जाता है, के साथ लहर प्रतिबाधा 50ओम।
• l0Base-2 - 0.25 "समाक्षीय केबल, जिसे" पतली "समाक्षीय केबल कहा जाता है, 50Ω की विशेषता प्रतिबाधा के साथ।
• l0Base-T एक अनशेल्ड ट्विस्टेड पेयर (UTP) केबल है, श्रेणी 3,4,5।
• l0Base-F - फाइबर ऑप्टिक केबल।

संख्या 10 मानक डेटा की नाममात्र बिट दर को दर्शाती है, अर्थात 10Mbit / s, और "बेस" शब्द एक आधार आवृत्ति पर संचरण विधि है। अंतिम वर्ण केबल के प्रकार को इंगित करता है।

केबल का उपयोग सभी स्टेशनों के लिए एक मोनो चैनल के रूप में किया जाता है, अधिकतम खंड लंबाई 500 मीटर है। स्टेशन एक ट्रांसीवर - ट्रांसीवर के माध्यम से केबल से जुड़ा है। ट्रांसीवर से जुड़ता है नेटवर्क एडाप्टरएयूआई इंटरफेस केबल के साथ डीबी-15 कनेक्टर। केबल के माध्यम से यात्रा करने वाले संकेतों को अवशोषित करने के लिए प्रत्येक छोर पर टर्मिनेटर की आवश्यकता होती है।

समाक्षीय नेटवर्क के लिए नियम "5-4-3":

समाक्षीय केबल नेटवर्क के लिए मानक नेटवर्क में 4 से अधिक रिपीटर्स के उपयोग की अनुमति देता है और, तदनुसार, 5 से अधिक केबल सेगमेंट नहीं। 500 मीटर की अधिकतम केबल खंड लंबाई के साथ, यह 500 * 5 = 2500 मीटर की अधिकतम नेटवर्क लंबाई देता है। 5 में से केवल 3 खंडों को लोड किया जा सकता है, अर्थात, जिनसे अंत नोड्स जुड़े हुए हैं। लोड किए गए खंडों के बीच अनलोड किए गए खंड होने चाहिए।

एल0आधार-2

केबल का उपयोग सभी स्टेशनों के लिए एक मोनो चैनल के रूप में किया जाता है, अधिकतम खंड लंबाई 185 मीटर है। केबल को जोड़ने के लिए नेटवर्क कार्डआपको एक टी-कनेक्टर की आवश्यकता है और केबल में एक बीएनसी कनेक्टर होना चाहिए।

5-4-3 नियम का भी उपयोग किया जाता है।

एल0आधार-टी

यह एक हब के आधार पर एक स्टार टोपोलॉजी बनाता है, हब एक पुनरावर्तक के रूप में कार्य करता है और एक एकल मोनो-चैनल बनाता है, अधिकतम खंड लंबाई 100 मीटर है। अंतिम नोड दो का उपयोग करके जुड़े हुए हैं मुड़ जोड़े... नोड से हब में डेटा स्थानांतरित करने के लिए एक जोड़ी Tx है, और हब से नोड में डेटा स्थानांतरित करने के लिए दूसरा Rx है।
ट्विस्टेड पेयर नेटवर्क के लिए चार-हब नियम:
मुड़ जोड़ी मानक नेटवर्क पर किन्हीं दो स्टेशनों के बीच हब की अधिकतम संख्या को परिभाषित करता है, अर्थात् 4। इस नियम को "4-हब नियम" कहा जाता है। जाहिर है, अगर किन्हीं दो नेटवर्क नोड्स के बीच 4 से अधिक रिपीटर्स नहीं होने चाहिए, तो ट्विस्टेड-पेयर नेटवर्क का अधिकतम व्यास 5 * 100 = 500 मीटर (अधिकतम सेगमेंट लंबाई 100 मीटर) है।

10बेस-एफ

कार्यात्मक रूप से, एक ऑप्टिकल केबल पर एक ईथरनेट में 10Base-T नेटवर्क के समान तत्व होते हैं

फाइबर ऑप्टिक इंटर-रिपीटर लिंक (एफओआईआरएल) ईथरनेट पर फाइबर के उपयोग के लिए समिति का पहला 802.3 मानक है। अधिकतम खंड लंबाई 1000 मीटर, हब की अधिकतम संख्या 4, कुल नेटवर्क लंबाई 2500 मीटर से अधिक नहीं है।

10 बेस-एफएल एफओआईआरएल मानक पर एक मामूली सुधार है। अधिकतम खंड लंबाई 2000 मीटर। हब की अधिकतम संख्या 4 है, और अधिकतम नेटवर्क लंबाई 2500 मीटर है।

10 बेस-एफबी मानक केवल पुनरावर्तकों को जोड़ने के लिए है। एंड नोड्स हब पोर्ट से कनेक्ट करने के लिए इस मानक का उपयोग नहीं कर सकते हैं। हब की अधिकतम संख्या 5, एक खंड की अधिकतम लंबाई 2000 मीटर और अधिकतम नेटवर्क लंबाई 2740 मीटर।

टेबल। ईथरनेट भौतिक परत विशिष्टता पैरामीटर्स

नियम "5-4-3" या "4-हब" पर विचार करते समय, यदि स्विच-टाइप डिवाइस से एक काल्पनिक संकेत केबल के माध्यम से प्रसार के मार्ग पर दिखाई देता है, तो टोपोलॉजिकल बाधाओं की गणना शून्य से शुरू होती है।

ईथरनेट बैंडविड्थ

बैंडविड्थ को फ़्रेम की संख्या या नेटवर्क पर प्रति यूनिट समय पर प्रसारित डेटा के बाइट्स की संख्या के संदर्भ में मापा जाता है। यदि नेटवर्क पर कोई टकराव नहीं होता है, अधिकतम गतिन्यूनतम आकार (64 बाइट्स) के फ्रेम का संचरण 14881 फ्रेम प्रति सेकेंड है। वहीं, ईथरनेट II फ्रेम के लिए उपयोगी बैंडविड्थ 5.48 एमबीपीएस है।

अधिकतम फ्रेम आकार (1500 बाइट्स) के लिए अधिकतम फ्रेम दर 813 फ्रेम प्रति सेकंड है। उपयोगी बैंडविड्थ 9.76 एमबीपीएस होगी।

मल्टीमीडिया प्रौद्योगिकियों के विकास ने संचार लाइनों की क्षमता को बढ़ाने की आवश्यकता को जन्म दिया है। इस संबंध में, गीगाबिट ईथरनेट तकनीक विकसित की गई थी, जो 1 Gbit / s की गति से डेटा ट्रांसमिशन प्रदान करती थी। इस तकनीक में, फास्ट ईथरनेट की तरह, ईथरनेट तकनीक के साथ निरंतरता को संरक्षित किया गया है: फ्रेम प्रारूप व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहे हैं, बच गईपहुंच विधि सीएसएमए/ सीडीहाफ डुप्लेक्स मोड में। तार्किक स्तर पर, कोडिंग का उपयोग किया जाता है 8 बी/10 बी... चूंकि फास्ट ईथरनेट की तुलना में ट्रांसमिशन की गति 10 गुना बढ़ गई, इसलिए यह आवश्यक था यानेट के व्यास को कम करें 20 - 25 वर्ग मीटर, या तो न्यूनतम फ्रेम लंबाई बढ़ाएं... गीगाबिट ईथरनेट तकनीक में, उन्होंने दूसरा रास्ता चुना, न्यूनतम फ्रेम लंबाई को बढ़ाकर 512 के बजाय बाइट्स 64 ईथरनेट और फास्ट ईथरनेट तकनीक में बाइट्स। जाल का व्यास है 200 मी, जैसा कि फास्ट ईथरनेट में है। फ्रेम की लंबाई बढ़ाना दो तरह से किया जा सकता है। पहली विधि में निषिद्ध कोड संयोजनों के प्रतीकों के साथ एक छोटे फ्रेम के डेटा फ़ील्ड को भरना शामिल है, और नेटवर्क ओवरहेड होगा। दूसरी विधि के अनुसार, इसे एक पंक्ति में कई छोटे फ़्रेमों को कुल लंबाई तक प्रसारित करने की अनुमति है 8192 बाइट।

आज के गिगाबिट ईथरनेट नेटवर्क आमतौर पर स्विच-आधारित होते हैं और पूर्ण द्वैध मोड में काम करते हैं। इस मामले में, कोई नेटवर्क के व्यास के बारे में नहीं बोलता है, लेकिन खंड की लंबाई के बारे में, जो भौतिक परत के तकनीकी साधनों द्वारा निर्धारित किया जाता है, सबसे पहले, डेटा संचरण के भौतिक माध्यम द्वारा। गीगाबिट ईथरनेट के उपयोग के लिए प्रदान करता है:

एकल मोड फाइबर ऑप्टिक केबल; 802.3 जेड

मल्टीमोड फाइबर ऑप्टिक केबल; 802.3 जेड

श्रेणी 5 संतुलित UTP केबल; 802.3 अब

समाक्षीय तार।

फाइबर-ऑप्टिक केबल पर डेटा संचारित करते समय, तरंग दैर्ध्य पर चलने वाले एल ई डी का उपयोग उत्सर्जक के रूप में किया जाता है 830 एनएम, या लेजर - तरंग दैर्ध्य पर 1300 एनएम इस मानक के अनुसार 802.3 जेडपरिभाषित दो विशिष्टताओं 1000 आधार- एसएक्सतथा 1000 आधार- एलएक्स... 1000Base-SX विनिर्देशन के मल्टीमोड 62.5 / 125 केबल पर कार्यान्वित अधिकतम खंड लंबाई 220 मीटर है, और 50/125 केबल पर - 500 मीटर से अधिक नहीं। एकल-मोड 1000Base-LX विनिर्देश पर लागू की गई अधिकतम खंड लंबाई है 5000 मी. समाक्षीय केबल पर खंड की लंबाई 25 मीटर से अधिक नहीं होती है।

मौजूदा श्रेणी 5 संतुलित UTP केबल का उपयोग करने के लिए, एक मानक विकसित किया गया है 802.3 अब... चूंकि गीगाबिट ईथरनेट प्रौद्योगिकी में डेटा को 1000 Mbit / s की गति से प्रसारित किया जाना चाहिए, और श्रेणी 5 की मुड़ जोड़ी में 100 MHz की बैंडविड्थ है, इसलिए 4 से अधिक मुड़ जोड़े में समानांतर में डेटा संचारित करने और UTP श्रेणी 5 या 5e का उपयोग करने का निर्णय लिया गया। 125 मेगाहर्ट्ज की बैंडविड्थ के साथ। इस प्रकार, प्रत्येक मुड़ जोड़ी के लिए 250 Mbit / s की गति से डेटा स्थानांतरित करना आवश्यक है, जो UTP श्रेणी 5e की क्षमताओं से 2 गुना अधिक है। इस विरोधाभास को खत्म करने के लिए, पांच संभावित स्तरों (-2, -1, 0, +1, +2) वाले 4D-PAM5 कोड का उपयोग किया जाता है। तारों की प्रत्येक जोड़ी एक साथ प्रत्येक दिशा में 125 Mbit / s की गति से डेटा प्रसारित और प्राप्त करती है। इस मामले में, टकराव होते हैं, जिसमें पांच स्तरों के जटिल आकार के संकेत बनते हैं। इनपुट और आउटपुट स्ट्रीम को अलग करने के लिए हाइब्रिड डिकूपिंग स्कीम का उपयोग किया जाता है एच(चित्र 5.4)। जैसे योजनाओं का उपयोग किया जाता है सिग्नल प्रोसेसर... प्राप्त सिग्नल को निकालने के लिए, रिसीवर अपने स्वयं के प्रेषित सिग्नल को कुल (प्रेषित और प्राप्त) सिग्नल से घटाता है।

इस प्रकार, गीगाबिट ईथरनेट तकनीक उच्च गति डेटा विनिमय प्रदान करती है और मुख्य रूप से सबनेट के बीच डेटा स्थानांतरण के साथ-साथ मल्टीमीडिया जानकारी के आदान-प्रदान के लिए उपयोग की जाती है।

चावल। 5.4. UTP श्रेणी 5 . के 4 जोड़े से अधिक डेटा संचरण

IEEE 802.3 मानक अनुशंसा करता है कि फाइबर ट्रांसमिशन के साथ गीगाबिट ईथरनेट बैकबोन होना चाहिए। टाइम्सलॉट्स, फ्रेम फॉर्मेट और ट्रांसमिशन सभी 1000 एमबीपीएस संस्करणों के लिए सामान्य हैं। भौतिक परत दो सिग्नल कोडिंग योजनाओं (चित्र 5.5) द्वारा निर्धारित की जाती है। योजना 8 बी/10 बीद्वारा इस्तेमाल किया ऑप्टिकल फाइबर के लिएऔर तांबे परिरक्षित केबल। संतुलित केबलों के लिए यूटीपीपल्स आयाम मॉडुलन का उपयोग किया जाता है (कोड पीएएम5 ) प्रौद्योगिकी 1000 आधार- एक्सबूलियन कोडिंग का उपयोग करता है 8 बी/10 बीऔर लाइन कोडिंग ( NRZ).

चित्र 5.5. गीगाबिट ईथरनेट प्रौद्योगिकी निर्दिष्टीकरण

सिग्नल NRZशॉर्टवेव का उपयोग करके फाइबर पर प्रेषित ( कम- तरंग दैर्ध्य), या लंबी-लहर ( लंबा- तरंग दैर्ध्य) प्रकाश के स्रोत। की तरंग दैर्ध्य के साथ एल ई डी 850 मल्टीमोड ऑप्टिकल फाइबर (1000BASE-SX) पर संचरण के लिए एनएम। इस कम खर्चीले विकल्प का उपयोग कम दूरी के संचरण के लिए किया जाता है। लांग-वेव लेजर स्रोत ( 1310 एनएम) सिंगल-मोड या मल्टी-मोड ऑप्टिकल फाइबर (1000BASE-LX) का उपयोग करें। सिंगल-मोड फाइबर लेजर स्रोत तक की दूरी पर सूचना प्रसारित करने में सक्षम हैं 5000 एम।

पॉइंट-टू-पॉइंट कनेक्शन में ( बिंदु- प्रति- बिंदु) संचरण के लिए ( टेक्सास) और स्वागत ( आरएक्स), अलग फाइबर का उपयोग किया जाता है, इसलिए, फुल डुप्लेक्सकनेक्शन। गीगाबिट ईथरनेट तकनीक आपको केवल स्थापित करने की अनुमति देती है एकल पुनरावर्तकदो स्टेशनों के बीच। नीचे 1000BASE प्रौद्योगिकियों के मानदंड दिए गए हैं (सारणी 5.2)।

तालिका 5.2

गीगाबिट ईथरनेट विनिर्देशों की तुलनात्मक विशेषताएं

गीगाबिट ईथरनेट नेटवर्क स्विच के आसपास बनाए जाते हैं जहां पूर्ण डुप्लेक्स दूरी केवल पर्यावरण द्वारा सीमित होती है, न कि राउंड ट्रिप समय। इस मामले में, एक नियम के रूप में, टोपोलॉजी " सितारा" या " विस्तारित तारा"और समस्याएं तार्किक टोपोलॉजी और डेटा प्रवाह द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

1000BASE-T मानक लगभग 100BASE-T और 10BASE-T मानकों के समान UTP केबल का उपयोग करता है। एक 1000BASE-T UTP केबल 10BASE-T और 100BASE-TX केबल के समान है, सिवाय इसके कि श्रेणी 5e केबल की अनुशंसा की जाती है। 100 मीटर की केबल लंबाई के साथ, 1000BASE-T उपकरण अपनी सीमा पर काम कर रहे हैं।