Ethernet protokoll, Ethernet keret felépítése

Az ethernet hálózatokon az adatok keretekben jutnak el a címzettől a feladóig. A keretek valójában nem mások, mint mezőkre osztott bitsorozatok.



Az Ethernet hálózatokban a következő szabályoknak kell érvényesülni:

1. Minden egyes Ethernet kártya egyedi címmel kell rendelkezzen, amelyet a gyártó a hardverbe éget bele. Az IEEE szabályozza az Ethernet címek kiosztását.
2.  A hálózatra kötött Ethernet kártyák egyszerre figyelik a hálózaton forgalmazott adatokat és bármikor képesek üzenetet adni a hálózaton.
3. Egyszerre csak egyetlen adatcsomag (frame) lehet a hálózaton. Ha a hálózaton ad egy kártya, akkor a többi kártya nem adhat. Ha egyszerre több kártya is adni szeretne, akkor csomagütközés történik. Ebben az esetben mindkét kártya befejezi az adást, majd véletlen hosszúságú várakozás után ismét megpróbálnak adni a hálózaton.
4.  Az adatcsomagot küldő mindig beleírja az üzenetbe a címzett kártya címét.
5. Ha egy adatcsomag kerül a hálózatra, akkor azt minden eszköz elolvassa, de csak a címzett dolgozza fel, míg a többi eldobja.

Két Ethernet szabvány létezik a mai napig, melyek közül az egyik az „eredeti” Ethernet, míg a másik az IEEE 802.3 szabványon alapuló szabvány. Szerencsére az Ethernet-et kezelő szoftverek felismerik, hogy melyik szabvány szerint kell kommunikálniuk, így a felhasználó ebből a különbségből semmit nem vesz észre.

A mezőkben a következők szerepelhetnek:

1. Az előtag (preamble)váltakozva tartalmaz egyeseket és nullákat. 7 darab 10101010 tartalmú bájtból álló sorozat. A 10 Mbit/s-os és kisebb sebességű Ethernet-megvalósításoknál az órajel szinkronizálása ennek a mezőnek a segítségével történik. Az Ethernet gyorsabb változatai szinkron működésűek, ezeknél időzítési információkra nincs szükség; ennek ellenére, a kompatibilitás érdekében a mező megmaradt.
2. Az előtagot egy egyoktetből álló mező a keretkezdő (start frame delimiter) követi, amely az időzítési információk végét, a keret tényleges kezdetét jelzi. Tartalma az 10101011 bitsorozat.
3.  Ezután a cél (destination) és küldő (source) állomás 48-bites címei következnek. Az Ethernet hálózaton minden állomást egy egyedi, 48-bites (6 bájtos) ún. MAC (Media Access Control) cím azonosít. Ezen címek kiosztását az IEEE kontrollálja.
4. A hossz/típus mezőt kétféle célra lehet használni. Ha értéke a decimális 1536-nál, vagyis a hexadecimális 0×600-nál kisebb, akkor a benne szereplő érték hosszt ad meg, egyébként típus értékként azt adja meg, hogy az Ethernet folyamatainak lezárulása után melyik felsőbb rétegbeli protokoll fogja kapni az adatokat. A hossz a mezőt követő adatrészben található bájtok számát adja meg.
5. Az adat mező és a szükség szerinti kitöltés hossza tetszőleges lehet, azonban a keret mérete nem haladhatja meg a felső mérethatárt. A maximális átviteli egység (maximum transmission unit, MTU) az Ethernet esetében 1500 oktett, az adatok mérete tehát ezt nem haladhatja meg. A mező tartalma nincs meghatározva. Ha nincs elég felhasználói adat ahhoz, hogy a keret mérete elérje a minimális kerethosszt, akkor előre meg nem határozott mennyiségű adat kerül beillesztésre, közvetlenül a felhasználói adatok mögé. Ezt a többletadatot nevezzük kitöltésnek. Az Ethernet keretek hosszának 64 és 1518 oktett között kell lennie.
6. A keret végén szereplő FCS (Frame Check Sequence - Keret Ellenőrző Sorozat) mezőben egy 4 bájton CRC ellenőrző összeg helyezkedik el. Ha a vevő által számolt és a keretben lévő összeg nem egyezik, a keret eldobásra kerül.

Dolgozat:

Milyen szabályoknak kell érvényesülni a hálózaton?
Milyen részei vannak az ethernet keretnek?