Ethernet

Витая пара кабель с модульным разъемом 8P8C , прикрепленный к портативному компьютеру , используемый для Ethernet

Ethernet поверх витой пары портов

Ethernet ( / я θ ər п ɛ т / ) представляет собой семейство проводных компьютерных сетей технологий широко используются в локальных сетях (LAN), городские сети (MAN) и глобальных сетей (WAN). ^[1] Он был коммерчески представлен в 1980 году и впервые стандартизирован в 1983 году как IEEE 802.3 . С тех пор Ethernet был усовершенствован для поддержки более высоких скоростей передачи данных , большего количества узлов и больших расстояний между линиями связи, но сохранил большую обратную совместимость.. Со временем Ethernet в значительной степени вытеснил конкурирующие технологии проводных локальных сетей, такие как Token Ring , FDDI и ARCNET .

Первоначальный 10BASE5 Ethernet использует коаксиальный кабель как общую среду , в то время как более новые варианты Ethernet используют витую пару и оптоволоконные каналы в сочетании с коммутаторами . За время своего существования скорость передачи данных Ethernet была увеличена с исходных 2,94 мегабит в секунду (Мбит / с) ^[2] до последних 400 гигабит в секунду (Гбит / с). Стандарты Ethernet включают несколько вариантов подключения и сигнализации физического уровня OSI, используемого с Ethernet.

Системы, взаимодействующие через Ethernet, разделяют поток данных на более короткие части, называемые кадрами . Каждый фрейм содержит адреса источника и получателя, а также данные для проверки ошибок, так что поврежденные фреймы могут быть обнаружены и отброшены; Чаще всего протоколы более высокого уровня инициируют повторную передачу потерянных кадров. Согласно модели OSI , Ethernet предоставляет услуги вплоть до уровня канала передачи данных . ^[3] 48-битный MAC-адрес был принят другими сетевыми стандартами IEEE 802 , включая IEEE 802.11 ( Wi-Fi ), а также FDDI . EtherTypeзначения также используются в заголовках протокола доступа к подсети (SNAP).

Ethernet широко используется в домашних условиях и в промышленности и хорошо взаимодействует с беспроводными технологиями Wi-Fi. Internet Protocol обычно осуществляется через Ethernet , и поэтому считается одним из ключевых технологий, составляющих Интернет .

История [ править ]

Ethernet был разработан в Xerox PARC между 1973 и 1974 годами. ^{[4] [5]} Он был вдохновлен ALOHAnet , который Роберт Меткалф изучил в рамках своей докторской диссертации. ^[6] Идея была впервые задокументирована в записке, которую Меткалф написал 22 мая 1973 года, где он назвал ее в честь светоносного эфира, который, как когда-то постулировали, существует как «вездесущая, полностью пассивная среда для распространения электромагнитных волн». ^{[4] [7] [8]} В 1975 году Xerox подала заявку на патент, в которой перечислены Меткалф, Дэвид Боггс , Чак Такер и Батлер Лэмпсон.как изобретатели. ^[9] В 1976 году, после развертывания системы в PARC, Меткалф и Боггс опубликовали основополагающую статью. ^{[10] [a]} Йоген Далал , ^[12] Рон Крейн , Боб Гарнер и Рой Огус способствовали переходу с исходного протокола 2,94 Мбит / с на протокол 10 Мбит / с, который был выпущен на рынок в 1980 году. ^{[ 13]}

Меткалф покинул Xerox в июне 1979 года и основал 3Com . ^{[4] [14]} Он убедил Digital Equipment Corporation (DEC), Intel и Xerox работать вместе над продвижением Ethernet в качестве стандарта. В рамках этого процесса Xerox согласилась отказаться от своего товарного знака «Ethernet». ^[15] Первый стандарт был опубликован 30 сентября 1980 г. как «Ethernet, локальная сеть. Уровень канала передачи данных и спецификации физического уровня». Этот так называемый стандарт DIX (Digital Intel Xerox) ^[16] определяет Ethernet 10 Мбит / с с 48-битными адресами назначения и источника и глобальным 16-битным полем Ethertype . ^[17] Версия 2 опубликована в ноябре 1982 г.^[18] и определяет то, что стало известно как Ethernet II . Вто же время продолжалисьформальные усилия по стандартизации, результатом которых стала публикация стандарта IEEE 802.3 23 июня 1983 г. ^[19]

Первоначально Ethernet конкурировал с Token Ring и другими проприетарными протоколами . Ethernet смог адаптироваться к потребностям рынка и с 10BASE2 перейти на недорогой тонкий коаксиальный кабель, а с 1990 года - на теперь уже повсеместную витую пару с 10BASE-T. К концу 1980-х годов Ethernet явно был доминирующей сетевой технологией. ^[4] В процессе 3Com стала крупной компанией. 3Com поставлялась первые 10 Мбит / с Ethernet 3C100 NIC в марте 1981 года, и в этом году начал продавать адаптеры для PDP-11s и VAXes , а также Multibus -На Intel и Sun Microsystems компьютеров. ^{[20] : 9}За этим быстро последовал адаптер Unibus to Ethernet от DEC , который DEC продала и использовала для внутренних целей для построения собственной корпоративной сети, которая к 1986 году достигла более 10 000 узлов, что сделало ее одной из крупнейших компьютерных сетей в мире на тот момент. ^[21] Карта адаптера Ethernet для IBM PC была выпущена в 1982 году, а к 1985 году 3Com продала 100 000 штук. ^[14] В 1980-х годах собственный продукт IBM PC Network конкурировал с Ethernet за ПК, а в течение 1980-х годов оборудование LAN в целом не было распространено на ПК. Однако в середине-конце 1980-х годов компьютерные сети стали популярными в офисах и школах для совместного использования принтеров и файловых серверов, и среди множества различных конкурирующих технологий локальных сетей того десятилетия Ethernet был одним из самых популярных.Некоторое время производились адаптеры Ethernet на основе параллельного порта с драйверами для DOS и Windows. К началу 1990-х годов Ethernet стал настолько распространенным, что порты Ethernet начали появляться на некоторых ПК и большинстве рабочих станций . Этот процесс был значительно ускорен с появлением 10BASE-T и его относительно небольшого модульного разъема , после чего порты Ethernet появились даже на материнских платах младшего класса. ^{[ необходима цитата ]}

С тех пор технология Ethernet развивалась, чтобы соответствовать новой полосе пропускания и требованиям рынка. ^[22] В дополнение к компьютерам, Ethernet теперь используется для соединения бытовых и других персональных устройств . ^[4] Как Industrial Ethernet, он используется в промышленных приложениях и быстро заменяет устаревшие системы передачи данных в мировых телекоммуникационных сетях. ^[23] К 2010 году рынок оборудования Ethernet составлял более 16 миллиардов долларов в год. ^[24]

Стандартизация [ править ]

В феврале 1980 года Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) начал проект 802 по стандартизации локальных сетей (LAN). ^{[14] [25] «} Группа DIX» с Гэри Робинсоном (DEC), Филом Арстом (Intel) и Бобом Принтисом (Xerox) представила так называемую спецификацию CSMA / CD «Синей книги» в качестве кандидата для LAN. Технические характеристики. ^[17] В дополнение к CSMA / CD, Token Ring (поддерживается IBM) и Token Bus (выбрано и в дальнейшем поддерживается General Motors) также рассматривались как кандидаты на роль стандарта LAN. Конкурирующие предложения и широкий интерес к инициативе привели к серьезным разногласиям по поводу того, какую технологию стандартизировать. В декабре 1980 года группа была разделена на три подгруппы, и стандартизация проводилась отдельно для каждого предложения. ^[14]

Задержки в процессе стандартизации поставили под угрозу выход на рынок рабочей станции Xerox Star и продуктов 3Com для локальных сетей Ethernet. Помня о таких последствиях для бизнеса, Дэвид Лиддл (генеральный директор Xerox Office Systems) и Меткалф (3Com) решительно поддержали предложение Фрица Рёшайзена ( Siemens).Частные сети) для альянса на развивающемся рынке офисных коммуникаций, включая поддержку Siemens международной стандартизации Ethernet (10 апреля 1981 г.). Ингрид Фромм, представитель Siemens в IEEE 802, быстро добилась более широкой поддержки Ethernet, помимо IEEE, путем создания конкурирующей целевой группы «Локальные сети» в рамках европейского органа по стандартизации ECMA TC24. В марте 1982 года ECMA TC24 со своими корпоративными членами достигли соглашения о стандарте для CSMA / CD на основе проекта IEEE 802. ^{[20] : 8} Поскольку предложение DIX было наиболее технически полным и из-за быстрых действий, предпринятых ECMA, которые в решающей степени способствовали согласованию мнений в рамках IEEE, стандарт IEEE 802.3 CSMA / CD был одобрен в декабре 1982 года. ^[14]IEEE опубликовал стандарт 802.3 в виде проекта в 1983 г. и в качестве стандарта в 1985 г. ^[26]

Утверждение Ethernet на международном уровне было достигнуто за счет аналогичной, кросс - партизанского действия с Фроммом в качестве офицера связи , работающих в интеграции с Международной электротехнической комиссией (МЭК) Технического комитета 83 и Международной организации по стандартизации (ИСО) Технический комитет 97 Подкомитет 6 Стандарт ISO 8802-3 был опубликован в 1989 г. ^[27]

Эволюция [ править ]

Ethernet эволюционировал, чтобы включить более высокую пропускную способность, улучшенные методы управления доступом к среде и различные физические носители. Коаксиальный кабель был заменен на прямую связь, соединенную повторителями или коммутаторами Ethernet . ^[28]

Станции Ethernet обмениваются данными, отправляя друг другу пакеты данных : блоки данных, отправляемые и доставляемые индивидуально. Как и в других локальных сетях IEEE 802, адаптеры поставляются с глобально уникальным 48-битным MAC-адресом, так что каждая станция Ethernet имеет уникальный адрес. ^[b] MAC-адреса используются для указания как пункта назначения, так и источника каждого пакета данных. Ethernet устанавливает соединения на уровне каналов, которые могут быть определены с использованием адресов назначения и источника. При приеме передачи приемник использует адрес назначения, чтобы определить, имеет ли передача отношение к станции или ее следует игнорировать. Сетевой интерфейс обычно не принимает пакеты, адресованные другим станциям Ethernet. ^{[c] [d]}

Поле EtherType в каждом кадре используется операционной системой на принимающей станции для выбора соответствующего модуля протокола (например, версии Интернет-протокола, такой как IPv4 ). Ethernet кадры называются самоидентифицирующей , из поля EtherType. Самоидентифицирующиеся фреймы позволяют смешивать несколько протоколов в одной физической сети и позволяют одному компьютеру использовать несколько протоколов вместе. ^[29] Несмотря на развитие технологии Ethernet, все поколения Ethernet (за исключением ранних экспериментальных версий) используют одни и те же форматы кадров. ^[30]Сети со смешанной скоростью могут быть построены с использованием коммутаторов и повторителей Ethernet, поддерживающих желаемые варианты Ethernet. ^[31]

Из-за повсеместного распространения Ethernet и постоянно снижающейся стоимости оборудования, необходимого для его поддержки, большинство производителей теперь встраивают интерфейсы Ethernet непосредственно в материнские платы ПК , устраняя необходимость в отдельной сетевой карте. ^[32]

Общие медиа [ править ]

Первоначально Ethernet был основан на идее компьютеров, обменивающихся данными через общий коаксиальный кабель, выступающего в качестве среды передачи широковещательной передачи. Используемый метод был подобен тем, которые используются в радиосистемах, ^[e] с общим кабелем, обеспечивающим канал связи, подобный светоносному эфиру в физике 19-го века, и именно из этой ссылки было получено название «Ethernet». ^[33]

Общий коаксиальный кабель оригинального Ethernet (общая среда) проходил через здание или кампус до каждой подключенной машины. Схема, известная как множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA / CD), управляла способом, которым компьютеры совместно использовали канал. Эта схема была проще, чем конкурирующие технологии Token Ring или Token Bus . ^[f] Компьютеры подключены к приемопередатчику интерфейса присоединительного устройства (AUI) , который, в свою очередь, подключен к кабелю (с тонким Ethernetтрансивер обычно встроен в сетевой адаптер). Хотя простой пассивный провод очень надежен для небольших сетей, он ненадежен для больших расширенных сетей, где повреждение провода в одном месте или один неисправный разъем может сделать весь сегмент Ethernet непригодным для использования. ^[грамм]

В первой половине 1980-х в реализации Ethernet 10BASE5 использовался коаксиальный кабель диаметром 0,375 дюйма (9,5 мм), позже названный «толстым Ethernet» или «толстой сетью». Его преемник, 10BASE2 , называемый «тонким Ethernet» или «тонкой сетью», использовал коаксиальный кабель RG-58 . Акцент был сделан на упрощении и удешевлении прокладки кабеля. ^{[34] : 57}

Поскольку все коммуникации происходят по одному и тому же проводу, любая информация, отправляемая одним компьютером, принимается всеми, даже если эта информация предназначена только для одного пункта назначения. ^[h] Сетевая интерфейсная карта прерывает работу ЦП только при получении соответствующих пакетов: карта игнорирует информацию, не адресованную ей. ^[i] Использование одного кабеля также означает, что полоса пропускания данных распределяется таким образом, что, например, доступная полоса пропускания данных для каждого устройства уменьшается вдвое, когда две станции одновременно активны. ^[35]

Коллизия происходит, когда две станции пытаются передавать одновременно. Они искажают передаваемые данные и требуют от станций повторной передачи. Потеря данных и повторная передача снижает пропускную способность. В худшем случае, когда несколько активных хостов, подключенных с помощью кабеля максимально допустимой длины, пытаются передать много коротких кадров, чрезмерные коллизии могут значительно снизить пропускную способность. Однако в отчете Xerox за 1980 год изучалась производительность существующей сети Ethernet как при нормальной, так и при искусственно созданной большой нагрузке. В отчете утверждалось, что наблюдалась 98% пропускная способность локальной сети. ^[36] Это контрастирует с передачей токенаЛокальные сети (Token Ring, Token Bus), каждая из которых страдает от снижения пропускной способности по мере того, как каждый новый узел входит в локальную сеть, из-за ожидания маркера. Этот отчет был неоднозначным, поскольку моделирование показало, что сети, основанные на коллизиях, теоретически становятся нестабильными при нагрузках всего лишь 37% от номинальной мощности. Многие ранние исследователи не смогли понять эти результаты. Производительность в реальных сетях значительно лучше. ^[37]

В современном Ethernet не все станции используют один канал через общий кабель или простой ретрансляторный концентратор ; вместо этого каждая станция связывается с коммутатором, который, в свою очередь, перенаправляет этот трафик на станцию ​​назначения. В этой топологии коллизии возможны только в том случае, если станция и коммутатор пытаются взаимодействовать друг с другом одновременно, и коллизии ограничиваются этим каналом. Кроме того, стандарт 10BASE-T представил полнодуплексный режим работы, который стал обычным для Fast Ethernet и стандартом де-факто для Gigabit Ethernet . В полнодуплексном режиме коммутатор и станция могут отправлять и получать одновременно, поэтому современные сети Ethernet полностью свободны от конфликтов.

• Сравнение оригинального Ethernet и современного Ethernet
• Исходная реализация Ethernet: общая среда, подверженная коллизиям. Все компьютеры, пытающиеся общаться, используют один и тот же кабель и поэтому конкурируют друг с другом.

• Современная реализация Ethernet: коммутируемое соединение, без коллизий. Каждый компьютер обменивается данными только с собственным коммутатором, без конкуренции за кабель с другими.

Повторители и концентраторы [ править ]

По причинам ухудшения качества сигнала и синхронизации коаксиальные сегменты Ethernet имеют ограниченный размер. ^[38] Несколько более крупные сети могут быть построены с использованием повторителя Ethernet . Ранние повторители имели только два порта, что позволяло увеличить размер сети максимум вдвое. Когда стали доступны повторители с более чем двумя портами, появилась возможность подключать сеть по звездообразной топологии . Первые эксперименты со звездообразной топологией (так называемые «Fibernet») с использованием оптического волокна были опубликованы к 1978 г. ^[39]

Общий кабель Ethernet всегда сложно установить в офисах, потому что его шинная топология противоречит схемам кабелей звездообразной топологии, разработанным для зданий для телефонии. Модификация Ethernet для соответствия телефонной проводке на основе витой пары, уже установленной в коммерческих зданиях, дала еще одну возможность снизить затраты, расширить установленную базу и улучшить конструкцию здания, и, таким образом, Ethernet на витой паре стал следующим логическим развитием в середине 1980-х годов.

Ethernet на неэкранированной витой паре (UTP) начался со StarLAN со скоростью 1 Мбит / с в середине 1980-х годов. В 1987 году SynOptics представила первую витую пару Ethernet со скоростью 10 Мбит / с в топологии «звезда» с центральным концентратором, позже названной LattisNet . ^{[14] [33] : 29 [40]}Они превратились в 10BASE-T, который был разработан только для соединений точка-точка, и все оконечные устройства были встроены в устройство. Это изменило повторители со специализированного устройства, используемого в центре больших сетей, на устройство, которое должна была использовать каждая сеть на основе витой пары с более чем двумя машинами. Древовидная структура, которая возникла в результате этого, упростила обслуживание сетей Ethernet, поскольку не позволяла большинству отказов одного однорангового узла или связанного с ним кабеля влиять на другие устройства в сети. ^{[ необходима цитата ]}

Несмотря на физическую звездообразную топологию и наличие отдельных каналов передачи и приема в витой паре и оптоволокне, сети Ethernet на основе ретрансляторов по-прежнему используют полудуплекс и CSMA / CD, с минимальной активностью ретранслятора, в первую очередь генерацией помех. сигнал при столкновении пакетов. Каждый пакет отправляется на любой другой порт ретранслятора, поэтому проблемы с пропускной способностью и безопасностью не решаются. Общая пропускная способность ретранслятора ограничена пропускной способностью одного канала, и все каналы должны работать с одинаковой скоростью. ^{[33] : 278}

Мостовое соединение и переключение [ править ]

Хотя повторители могут изолировать некоторые аспекты сегментов Ethernet , такие как обрывы кабеля, они по-прежнему перенаправляют весь трафик на все устройства Ethernet. Вся сеть представляет собой один домен коллизий , и все хосты должны иметь возможность обнаруживать коллизии в любом месте сети. Это ограничивает количество повторителей между самыми дальними узлами и создает практические ограничения на количество машин, которые могут обмениваться данными в сети Ethernet. Сегменты, соединенные повторителями, должны работать с одинаковой скоростью, что делает невозможным поэтапное обновление. ^{[ необходима цитата ]}

Чтобы облегчить эти проблемы, был создан мост для связи на уровне канала передачи данных при изоляции физического уровня. При использовании моста только правильно сформированные пакеты Ethernet пересылаются из одного сегмента Ethernet в другой; коллизии и ошибки пакетов изолированы. При первоначальном запуске мосты Ethernet работают как повторители Ethernet, передавая весь трафик между сегментами. Наблюдая за исходными адресами входящих кадров, мост затем создает таблицу адресов, связывающую адреса с сегментами. После получения адреса мост пересылает сетевой трафик, предназначенный для этого адреса, только в соответствующий сегмент, улучшая общую производительность. Транслироватьтрафик по-прежнему направляется во все сегменты сети. Мосты также преодолевают ограничения на общее количество сегментов между двумя хостами и позволяют смешивать скорости, которые имеют решающее значение для постепенного развертывания более быстрых вариантов Ethernet. ^{[ необходима цитата ]}

В 1989 году Motorola Codex представила свой 6310 EtherSpan, а Kalpana представила свой EtherSwitch; это были примеры первых коммерческих коммутаторов Ethernet. ^[j] Ранние коммутаторы, такие как этот, использовали сквозную коммутацию, при которой проверяется только заголовок входящего пакета, прежде чем он будет либо отброшен, либо перенаправлен в другой сегмент. ^[41] Это уменьшает задержку пересылки. Одним из недостатков этого метода является то, что он не позволяет легко смешивать разные скорости соединения. Другой заключается в том, что поврежденные пакеты все еще распространяются по сети. Возможным решением этой проблемы было возвращение в исходный магазин и пересылку.подход мостового соединения, при котором пакет полностью считывается в буфер коммутатора, проверяется последовательность его кадров и только после этого пакет пересылается. ^[41] В современном сетевом оборудовании этот процесс обычно выполняется с использованием специализированных интегральных схем, позволяющих пересылать пакеты на проводной скорости . ^{[ необходима цитата ]}

Когда используется витая пара или сегмент оптоволоконного канала, и ни один конец не подключен к повторителю, полнодуплексный Ethernet становится возможным через этот сегмент. В полнодуплексном режиме оба устройства могут передавать и принимать друг от друга одновременно, и здесь нет области конфликтов. ^[42] Это удваивает совокупную пропускную способность канала и иногда объявляется как удвоение скорости канала (например, 200 Мбит / с для Fast Ethernet). ^[k] Устранение области коллизий для этих соединений также означает, что вся полоса пропускания канала может использоваться двумя устройствами в этом сегменте, и длина этого сегмента не ограничивается ограничениями обнаружения коллизий.

Поскольку пакеты обычно доставляются только на тот порт, для которого они предназначены, трафик в коммутируемом Ethernet менее общедоступен, чем в Ethernet с разделяемой средой. Несмотря на это, коммутируемый Ethernet по-прежнему следует рассматривать как небезопасную сетевую технологию, поскольку коммутируемые системы Ethernet легко подорвать с помощью таких средств, как подмена ARP и лавинная рассылка MAC- адресов . ^{[ необходима цитата ] [43]}

Преимущества полосы пропускания, улучшенная изоляция устройств друг от друга, возможность легко смешивать устройства с разными скоростями и устранение ограничений цепочки, присущих Ethernet без коммутации, сделали коммутируемый Ethernet доминирующей сетевой технологией. ^[44]

Расширенные сети [ править ]

Простые коммутируемые сети Ethernet, хотя и являются значительным улучшением по сравнению с Ethernet на основе повторителей, страдают от единичных точек отказа, атак, которые заставляют коммутаторы или хосты отправлять данные на машину, даже если она не предназначена для этого, проблемы масштабируемости и безопасности в отношении петли коммутации , широковещательное излучение и многоадресный трафик. ^{[ необходима цитата ]}

Расширенные сетевые функции в коммутаторах используют мост кратчайшего пути (SPB) или протокол связующего дерева (STP) для поддержки без петель, ячеистой сети, позволяя создавать физические петли для избыточности (STP) или балансировки нагрузки (SPB). Мостовое соединение по кратчайшему пути включает использование протокола маршрутизации состояния канала IS-IS, позволяющего создавать более крупные сети с маршрутами кратчайшего пути между устройствами.

Расширенные сетевые функции также обеспечивают безопасность портов, предоставляют функции защиты, такие как блокировка MAC ^[45] и фильтрация широковещательного излучения, использование виртуальных локальных сетей для разделения различных классов пользователей при использовании одной и той же физической инфраструктуры, использование многоуровневой коммутации для маршрутизации между разными классами и используйте агрегацию каналов для увеличения пропускной способности перегруженных каналов и обеспечения некоторой избыточности. ^{[ необходима цитата ]}

В 2016 году Ethernet заменил InfiniBand как наиболее популярное системное соединение суперкомпьютеров TOP500 . ^[46]

Разновидности [ править ]

Физический уровень Ethernet развивался в течение значительного периода времени и включает в себя коаксиальные, витые пары и оптоволоконные интерфейсы физических сред со скоростью от 1 Мбит / с до 400 Гбит / с . ^[47] Первым представителем CSMA / CD с витой парой была сеть StarLAN , стандартизированная как 802.3 1BASE5. ^[48] Хотя 1BASE5 не имела большого проникновения на рынок, она определяла физическое устройство (провод, штекер / гнездо, расположение выводов и схему подключения), которое будет перенесено на 10BASE-T через 10GBASE-T.

Чаще всего используются 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T . Во всех трех используется витая пара и модульные разъемы 8P8C . Они работают со скоростью 10 Мбит / с , 100 Мбит / с и 1 Гбит / с соответственно. ^{[49] [50] [51]}

Оптоволоконные варианты Ethernet (которые обычно используют модули SFP ) также очень популярны в более крупных сетях, предлагая высокую производительность, лучшую электрическую изоляцию и большие расстояния (десятки километров в некоторых версиях). В общем, программное обеспечение стека сетевых протоколов будет работать одинаково на всех разновидностях. ^[52]

Структура кадра [ править ]

В IEEE 802.3 дейтаграмма называется пакетом или кадром . Пакет используется для описания всего блока передачи и включает в себя преамбулу , ограничитель начального кадра (SFD) и расширение несущей (если присутствует). ^[л] кадр начинается после начального кадра разделителя с заголовком кадра с изображением источника и назначением MAC - адресом и полем EtherType дает либо тип протокола для протокола полезной нагрузки или длину полезной нагрузки. Средняя часть кадра состоит из данных полезной нагрузки, включая любые заголовки для других протоколов (например, Интернет-протокола), передаваемых в кадре. Фрейм заканчивается 32-битнымциклический контроль избыточности , который используется для обнаружения повреждения данных при передаче . ^{[53] : разделы 3.1.1 и 3.2} Примечательно, что у пакетов Ethernet нет поля времени жизни , что может привести к возможным проблемам при наличии петли коммутации.

Автосогласование [ править ]

Автосогласование - это процедура, с помощью которой два подключенных устройства выбирают общие параметры передачи, например скорость и дуплексный режим. Первоначально автосогласование было дополнительной функцией, впервые представленной в 100BASE-TX, а также обратно совместимой с 10BASE-T. Автосогласование обязательно для 1000BASE-T и выше.

Условия ошибки [ править ]

Цикл переключения [ править ]

Петля коммутации или мостовая петля возникает в компьютерных сетях, когда существует более одного пути уровня 2 ( модель OSI ) между двумя конечными точками (например, несколько соединений между двумя сетевыми коммутаторами или двумя портами на одном коммутаторе, подключенными друг к другу). Петля создает широковещательные штормы, поскольку широковещательные и многоадресные рассылки пересылаются коммутаторами через каждый порт , коммутатор или коммутаторы будут многократно ретранслировать широковещательные сообщения, наводняющие сеть. Поскольку заголовок уровня 2 не поддерживает значение времени жизни (TTL), если кадр отправляется в зацикленную топологию, он может зацикливаться бесконечно. ^{[ необходима цитата ]}

Физическая топология, содержащая петли коммутации или моста, привлекательна по причинам избыточности, но коммутируемая сеть не должна иметь петель. Решение состоит в том, чтобы разрешить физические петли, но создать логическую топологию без петель с использованием протокола кратчайшего пути (SPB) или более старых протоколов связующего дерева (STP) на сетевых коммутаторах. ^{[ необходима цитата ]}

Джаббер [ править ]

Узел, который отправляет пакет Ethernet дольше максимального окна, считается трепом . В зависимости от физической топологии обнаружение jabber и устранение неполадок несколько различаются.

• МСЙ требуется , чтобы обнаружить и остановить аномально длинную передачу от DTE (больше , чем 20-150 мса), чтобы предотвратить постоянное разрушение сети. ^[54]
• На электрически разделяемой среде (10BASE5, 10BASE2, 1BASE5) jabber может быть обнаружен только каждым конечным узлом, останавливая прием. Дальнейшее лечение невозможно. ^[55]
• Повторитель / концентратор повторителя использует таймер jabber, который завершает повторную передачу на другие порты по истечении срока его действия. Таймер работает от 25 000 до 50 000 битов раз для 1 Мбит / с, ^{[56] от} 40 000 до 75 000 битов раз для 10 и 100 Мбит / с ^{[57] [58]} и от 80 000 до 150 000 битов раз для 1 Гбит / с. ^[59] Порты Jabber'а отделены от сети до тех пор, пока оператор связи не перестанет быть обнаружен. ^[60]
• Конечные узлы, использующие уровень MAC, обычно обнаруживают слишком большой кадр Ethernet и прекращают прием. Мост / коммутатор не пересылает кадр. ^[61]
• Конфигурация неоднородного размера кадра в сети с использованием кадров большого размера может быть обнаружена конечными узлами как jabber. ^{[ необходима цитата ]}
• Пакет, обнаруженный ретранслятором восходящего потока как jabber и впоследствии отключенный, имеет недопустимую последовательность проверки кадров и отбрасывается. ^{[ необходима цитата ]}

Runt frames [ править ]

• Рунты - это пакеты или кадры, размер которых меньше минимально допустимого. Они сбрасываются и не размножаются. ^{[ необходима цитата ]}

См. Также [ править ]

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Корпорация цифрового оборудования; Корпорация Intel; Xerox Corporation (сентябрь 1980 г.). «Ethernet: локальная сеть» . Обзор компьютерных коммуникаций ACM SIGCOMM . 11 (3): 20. DOI : 10,1145 / 1015591,1015594 . S2CID  31441899 . Версия 1.0 спецификации DIX.
• «Технологии Ethernet» . Справочник по межсетевым технологиям . Cisco Systems . Проверено 11 апреля 2011 года .
• Чарльз Э. Сперджен (2000). Ethernet: полное руководство . O'Reilly Media. ISBN 978-1565-9266-08.

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме Ethernet .

• Рабочая группа IEEE 802.3 Ethernet
• IEEE 802.3-2015 - заменено
• Стандарт IEEE 802.3-2018