Протоколы канального уровня IEEE 802.х.

Мы уже упоминали комитет 802 института IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) и разрабатываемые им группы стандартов. Дальнейшая эволюция Ethernet проходила при непосредственном его участии. Стандарты комитета 802 для Ethernet охватывают как уже рассмотренный нами физический уровень, так и канальный.

На момент разворачивания деятельности этого комитета никакой стандартной модели OSI еще не было и IEEE в своей сетевой модели 802 ввел дополнительное деление канального уровня на 2 подуровня (sublayers):

Подуровень LLC (Logical-Link Control — управление логической связью) является стандартным (IEEE 802.2) интерфейсом с сетевым уровнем, независимым от сетевой технологии.

Подуровень MAC (Media Access Control — управление доступом к среде) осуществляет доступ к уровню физического кодирования и передачи сигналов. Применительно к технологии Ethernet МАС-уровень передатчика укладывает данные, пришедшие с LLC, в кадры, пригодные для передачи. В этом смысле рассмотренный нами выше кадр Ethernet-II относится к этому подуровню. Далее, дожидаясь освобождения канала (среды передачи), он передает кадр на физический уровень и следит за результатом работы физического уровня. Если кадр передан успешно (коллизий нет), он сообщает об этом LLC-подуровню. Если обнаружена коллизия, он делает несколько повтор­ных попыток передачи и, если передача так и не удалась, сообщает об этом LLC-подуровню. На приемной стороне МАС-уровень принимает кадр, проверяет его на отсутствие ошибок и, освободив его от служебной информации своего уровня, передает на LLC.

Стандарт 802.2 описывает работу подуровня LLC, под которым объединяются технологии локальных сетей, причем не только Ethernet, но и например FDDI, стандартизованную ANSI.

Подуровень LLC обеспечивает сервис трех типов:

LLC1 — без установления соединения и подтверждения.

LLC2 — с установлением соединения и подтверждением.

LLC3 — без установления соединения, с подтверждением.

Конечные системы могут поддерживать несколько типов сервиса. Устройства класса 1 поддерживают только LLC1, класса II — LLC1 и LLC2, класса III — LLC1 и LLC3, класса IV — все три типа.

Процедура типа 1 определяет обмен данными без предварительного установления соединения и без повторной передачи кадров в случае обнаружения ошибочной ситуации, то есть является процедурой дейтаграммного типа. Именно этот тип процедуры и используется во всех практических реализациях Ethernet.

Процедура типа 2 обеспечивает предоставление сервиса транспортного уровня без использования функций сетевого уровня.

Процедура типа 3 используется в ситуациях, когда подтверждение приема данных необходимо, а дополнительные затраты времени на предварительное установление соединения неприемлемы. Обычно это сети управления технологическим оборудованием, работающие в режиме реального времени.

Кадры подуровня LLC имеют унифицированный формат:

флаг	Адрес точки входа службы назначения (DSAP)	Адрес точки входа службы источника (SSAP)	Управляющее поле   (Control)	данные	флаг
	1 байт	1 байт	1 или 2 байта

Флаги начала и конца используются на подуровне MAK для определения границ кадра и отбрасываются при формировании кадров этим нижним подуровнем.

DSAP (Destination Service Access Point — точка доступа сервиса назначе­ния)

SSAP (Source Service Access Point — точка доступа сервиса источника)

Поля DSAP и SSAP идентифицируют протокол верхнего уровня, использующий сервис LLC, по ним принимающая сторона определяет, куда направить принятый кадр. Вместе с полем Control они образуют заголовок кадра LLC.

Control (управление).

Это поле в ненумерованных кадрах процедуры LLC1 имеет длину 1 байт

Data (данные) — поле для размещения данных протоколов верхнего уров­ня (в некоторых кадрах может отсутствовать).

Протоколы подуровня МАС для Ethernet определяются комитетом 802 в группе стандартов 802.3Причем рекомендации группы 802.3 определяют и подуровень MAC канального уровня, и физический уровень технологий Ethernet (802.3a), Fast Ethernet (802.3u), Gigabit Ethernet (802.3ab) и аналогичных.

Стандарт на технологию Ethernet, описанный в документе 802.3, дает описание единственного формата кадра МАС-уровня. Так как в кадр МАС-уровня должен вкладываться кадр уровня LLC, описанный в документе 802.2, то по стандартам IEEE в сети Ethernet мог использоваться только единственный вариант кадра канального уровня, образованный комбинацией заголовков МАС и LLC подуровней. Такой кадр имеет вид:

7 байт	1 байт	6 байт	6 байт	2 байта	46 – 1500 байт	4 байта
Преамбула (101010…)	SFD (10101011)	Адрес получателя	Адрес источника	Длина	данные	Контрольная сумма

Отличие данного кадра, определяемого как кадр 802.3/LLC (или кадр Novell 802.2), от рассмотренного выше кадра Ethernet-II (или Ethernet DIX) только в содержании 2-х байтового поля, предшествующего полю данных. Если в Ethernet-II это поле содержит данные о протоколе сетевого уровня, то в кадре 802.3/LLC это поле несет данные о длине последующего поля данных, а информация о протоколе сетевого уровня содержится во вложенном в поле данных кадре подуровня LLC.

Компания Novell ввела и долго использовала в своей сетевой операционной системе NetWare еще один формат кадра МАС-подуровня формально совпадающий с кадром 802.3/LLC, но «упрощенный» тем, что в поле данных не включались служебные поля кадра подуровня LLC. Возможность такого упрощения объясняется тем, что ранние версии операционной системы NetWare в качестве протокола сетевого уровня использовали только IPX и идентифицировать его не было необходимости. Такой формат кадра принято обозначать Raw 802.3 (или кадр Novell 802.3). Позже Компания Novell стала использовать полный вариант 802.3/LLC обозначая его в своей документации как кадр Novell 802.2.

Таким образом в сетях сосуществовало уже 3 формата кадров Ethernet и комитет

IEEE 802 предпринял попытку разработать очередной обьединяющий стандарт. В результате появился кадр Ethernet SNAP (SNAP - SubNetwork Access Protocol, протокол доступа к подсетям). Кадр Ethernet SNAP (см. рис. 3.6) представляет собой расширение кадра 802.3/LLC за счет введения дополнительного заголовка протокола SNAP, состоящего из двух полей: OUI и Type. Поле Type состоит из 2-х байт и повторяет по формату и назначению поле Type кадра Ethernet II (то есть в нем используются те же значения кодов протоколов). Поле OUI (Organizationally Unique Identifier) определяет идентификатор организации, которая контролирует коды протоколов в поле Type. С помощью заголовка SNAP достигнута совместимость с кодами протоколов в кадрах Ethernet II, а также создана универсальная схема кодирования протоколов. Коды протоколов для технологий 802 контролирует IEEE, которая имеет OUI, равный 000000. Так как SNAP представляет собой протокол, вложенный в протокол LLC, то в полях DSAP и SSAP записывается код ОхАА, отведенный для протокола SNAP. Поле Control заголовка LLC устанавливается в 0х03.

В результате на практике в сетях Ethernet на канальном уровне используются заголовки 4-х типов:

Кадр 802.3/LLC (или кадр Novell 802.2)

Кадр Raw 802.3 (или кадр Novell 802.3)

Кадр Ethernet DIX (или кадр Ethernet II)

Кадр Ethernet SNAP

Тип кадра приходится определять автоматически по достаточно прозрачному алгоритму. Для кодирования типа протокола в поле EtherType указываются значения, превышающие значение максимальной длины поля данных, равное 1500, поэтому кадры Ethernet II легко отличить от других типов кадров по значению поля L/T. Дальнейшее распознавание типа кадра проводится по наличию или отсутствию полей LLC. Поля LLC могут отсутствовать только в том случае, если за полем длины идет начало пакета IPX кадра Raw 802.3, а именно 2-байтовое поле контрольной суммы пакета, которое всегда заполняется единицами, что дает два значение по 255 байт. Ситуация, когда поля DSAP и SSAP одновременно содержат такие значения, возникнуть не может, поэтому наличие двух байт 255 говорит о том, что это кадр Raw 802.3. В остальных случаях дальнейший анализ проводится в зависимости от значений полей DSAP и SSAP. Если они равны 0*АА, то это кадр Ethernet SNAP, а если нет, то 802.3/LLC.

Дата добавления: 2015-07-08