¿Cómo funciona Ethernet? Independientemente del tipo de Ethernet que elija, la forma básica en la que los datos se empaquetan para viajar por la red y la forma en que los datos se empaquetan para viajar por la red y la manera en que los dispositivos de acceso a los medios de red siguen siendo los mismos . En este capítulo, por lo tanto, se verá tanto en el empaquetamiento de los datos y la forma en que Ethernet proporciona un control de acceso al medio. Ethernet frames: Para transmitir un mensaje a través de una red Ethernet, un dispositivo construye una trama Ethernet, un paquete de datos e información de control que se desplaza como una unidad a través de la red. un pequeño mensaje puede encajar en una sola trama, pero los mensajes grandes se dividen entre varios marcos. Nota: debido a las pilas de software de protocolos como TCP / IP se refieren a sus unidades de transmisión de "paquetes", las tramas Ethernet son también a menudo llamados paquetes. Hay dos tipos generales de marcos. El primero lleva datos significativos (el contenido de los mensajes dos dispositivos quiere intercambiar). El segundo lleva la información de gestión de red. Sin embargo, la estructura general de los dos tipos de tramas es idéntico. Una trama Ethernet varía en tamaño de 63 bytes a 1529 bytes. Se compone de los nueve campos que se pueden ver en la figura siguiente.
Preámbulo: El preámbulo contiene un grupo de 64 bits que se utilizan para ayudar al hardware sincronizarse con los datos en la red. Si unos pocos bits de la exposición de motivos se pierden durante la transmisión, no se produce daño al propio mensaje. El preámbulo por lo tanto, también actúa como un amortiguador para el resto de la trama. Los últimos 8 bits del preámbulo se utilizan como un marco delimitador de inicio. Esto marca el final del preámbulo y el comienzo de las partes portadoras de información de la trama.
dirección de destino: la dirección de destino (48 bits) contiene la dirección física del dispositivo que se va a recibir la trama. Los dos primeros bits de este campo tienen un significado especial. Si el primer bit es 0, entonces la dirección representa una dirección de hardware de un único dispositivo en la red. Sin embargo, si el primer bit es 1, entonces la dirección es lo que se conoce como una dirección de multidifusión y el marco está dirigida a un froup de dispositivos. El segundo bit indica que las direcciones físicas de dispositivos se han ajustado. Si el valor es 0, entonces las direcciones han sido establecidos por el fabricante del hardware (direccionamiento global). Cuando las direcciones son fijados por las que mantienen la red, el valor es 1 (direccionamiento local). Nota: Una dirección física del dispositivo es diferente de su dirección de software, como por ejemplo las direcciones utilizadas por TCP / IP. (Por ejemplo, una impresora del autor tiene una dirección TCP / IP de 205.1.1.5 y la dirección ethernet de 00: C0: B0:. 02:15:75) Uno de los puestos de trabajo de comunicaciones de datos los protocolos tanto de traducir entre el hardware y software, direcciones TCP / IP, por ejemplo, utiliza Address Resolution Protocol (ARP) para asignar direcciones TCP / IP a direcciones ethernet. Dirección de origen: Los 48 bits del campo de dirección de origen contiene la dirección de hardware del dispositivo de envío de la trama. Campo Longitud: Los contenidos del campo de longitud depende del tipo de trama. Yo la trama se transmiten datos, el campo de longitud indica cuántos bytes de datos significativos están presentes. Sin embargo, si la trama se transporta información de gestión, entonces el campo length indica el tipo de información de gestión presente en el marco. Campo de datos: El campo de datos lleva un mínimo de 46 bytes y un máximo de 1500 bytes. Si hay menos de 46 bytes de datos, el campo se rellena hasta la longitud mínima. secuencia de verificación de trama: (FCS): El último campo (también conocido como una comprobación de redundancia cíclica o CRC, campo) contiene 32 bits utilizados para la comprobación de errores. Los bits de este campo son fijados por el dispositivo de transmisión basado en el patrón de bits en el campo de datos. El dispositivo receptor luego regenera el FCS. Si lo que el dispositivo receptor obtiene no coincide con lo que está en el cuadro, a continuación, algunos fragmentos se han cambiado durante la transmisión y algún tipo de error en la transmisión ocurrió ha.
Ethernet de acceso a medios
Siempre que un dispositivo conectado a una red ethernet quiere enviar un mensaje, se coloca el mensaje en una o más tramas. Sin embargo, sólo una trama se puede transmitir en cualquier segmento de red determinado a la vez por la propia red - al menos conceptualmente - es una vía eléctrica individual que puede llevar una sola señal a la vez. Un dispositivo por lo tanto, debe tomar el control de la red, asegurándose de que no está en uso por otro dispositivo, antes de que comience el envío de una trama. Esto es lo que el control de acceso al medio se trata. Para entender cómo MAC Ethernet del protocolo funcione, primero debe saber algo acerca de cómo una red Ethernet se presenta (su topología). En el nivel más fundamental, todas las redes Ethernet utilizan una topología de bus, un diseño en el que los dispositivos se conectan a una línea de transmisión de red única. Como se puede ver en la figura 2-2, los extremos del bus están desconectados. Cada uno se nutre de los dispositivos implica el autobús, que es conceptualmente - aunque no necesariamente de manera física-un-una sola vía de transmisión rota. (Usted verá más adelante en este capítulo que existen formas alternativas de conexión de dispositivos a una red Ethernet que hacer que parezca como si la topología es algo más que un autobús. Sin embargo, cuando se mira en el interior de las conexiones de red, sigue siendo el bus sencillo ). Nota: No parece haber ninguna historia bien aceptada por qué una vía electrónica a la que se llama enchufe los dispositivos de un bus. Sin embargo, pensar en el autobús como un vehículo que los bits viajar de un lugar a otro. Esa es una explicación tan buena como cualquier otra! Para enviar una trama, un dispositivo se asegura de que el bus no está en uso y después transmite su marco. Todos los demás dispositivos de la red de leer cada marco a su paso. Si la dirección es para otro dispositivo, el dispositivo que lee el marco ignora el resto de la trama. Sin embargo, cuando un dispositivo reconoce su propia dirección en el fram luego continúa para manejar el resto de la trama. Figura 2-2 El truco en este esquema es asegurarse de que el autobús no está en uso. Hardware Ethernet está diseñado para detectar la presencia de una trama en la red. Cuando se produce esta condición, un dispositivo detecta un vehículo. El dispositivo espera durante un corto período de tiempo y la comprobación otra vez. Nota: El uso de la portadora término en este caso no es la misma que la señal portadora utilizada por los módems. Un portador de módem es un tono de una frecuencia conocida, que se eleva o desciende durante la transmisión de datos para indicar los patrones de 0s y 1s. Ethernet utiliza el término meramente para indicar la presencia de una señal en la red. Si la red está inactiva (no portadora se detecta), entonces el dispositivo comienza a transmitir su marco. Pero lo que si dos dispositivos comprobado la red exactamente a
la misma hora, cada determinado que la red estaba ocioso, a continuación, transmite una trama en exactamente el mismo tiempo? esta situación se conoce como una colisión, y es que ocurre con cierta regularidad. El hardware ethernet puede detectar una colisión. En ese caso, un dispositivo espera un aount de tiempo aleatorio e intenta la transmisión de nuevo, primero volver a comprobar para ver si la red está inactiva. Suponiendo que el intervalo de espera aleatorio es diferente para los dos dispositivos que chocan entre sí, no es probable la misma colisión se producirá de nuevo por los mismos marcos. Este esquema para regular el tráfico de red se conoce como acceso múltiple con detección de portadora de detección de colisión (CSMA / CD). La porción de detección de portadora, por supuesto, se refiere a la capacidad de un dispositivo para detectar la presencia de una trama en la red. La parte de acceso múltiple representa la idea de que todos los dispositivos de la red tienen el mismo acceso a los medios de transmisión. Por último, "la detección de colisiones" describe la capacidad de un dispositivo para detectar una colisión y manejar la situación. Cada barra a la que los nodos están unidos constituyen un dominio de colisión (o un segmento de red) en terminología más general): Todos los nodos con en un único dominio de colisión, por lo tanto competir por el acceso al medio de red de transmisión mismo. Las grandes redes ethernet se ensamblan mediante la conexión de los distintos dominios de colisión utilizando hardware tales como conmutadores, enrutadores y puentes. Usted leerá acerca de este hardware de interconexión en el capítulo 5. Los dispositivos más hay en un dominio de colisión y los fotogramas que están enviando más (Cuanto más pesado es el tráfico), la colisión más probable es que se produzca. En un muy ocupados, en gran medida, el dominio de colisión con carga, una colisión puede ocurrir varias veces durante el mismo marco. Usuario lo detectará como una ralentización general de la red. Esto puede significar que usted necesita para volver a examinar la forma en que se coloca fuera de la red, dividiéndola en dominios de colisión más pequeños o actualizar el tipo de ethernet en uso puede estar justificada. Puesto que sólo una señal puede estar en los medios de transmisión a la vez, las redes Ethernet son half-duplex (transmisión en una sola dirección en un momento). Esto está en contraste, por ejemplo, a plena - transmisiones dúplex de teléfono, donde las señales en dos direcciones a la vez. (Usted puede tener dificultad para oír lo que se dice si usted está hablando al mismo tiempo que la persona en el otro extremo de la llamada telefónica, pero la tecnología no obstante admite operaciones full-duplex). Nota: Es posible configurar ethernet por completo - dupplex operaciones. Sin embargo, para ello dos dispositivos deben estar conectados directamente entre sí, sin ningún tipo de otros dispositivos de la red. También debe utilizar cableado que tiene por lo menos vías de transmisión OMS (dos o más cables o fibras ópticas múltiples) porque los sinals simultáneas deben viajar en diferentes medios.
Alternativa ethernet topologías. Al leer antes, técnicamente todas ethernets utilizar una topología de bus. Sin embargo, a primera vista puede parecer un poco de usar estrella o cadena tipo margarita topologías. La topología en estrella La topología en estrella tiene un único dispositivo central a la que todos los otros dispositivos de la red están conectados en la configuración más sencilla, el dispositivo en el centro es un centro que no hace más que pasar las señales a través de su cableado interno. Desde el exterior, una topología en estrella se ve algo como la figura 2-3. Cada dispositivo, que está conectado al concentrador, envía tramas al cubo, que luego los dirige al dispositivo de recepción correcto. En realidad, el centro no es realmente un director de tráfico, pero un escondite para un autobús en escorzo. En nos fijamos en la figura 2-4, por ejemplo, se puede ver cómo el autobús se oculta indside un hub está conectado el cable soming de cada dispositivo al hub a través de un puerto o MAU (unidad atachment medio), que a su vez es cableado al bus. Debido a que el bus y las conexiones directas con el bus están ocultos dentro de la carcasa del cubo, la configuración tiene la apariencia externa de una estrella. Nota: Si usted ha trabajado en un entorno de red anillo token, entonces puede ejecutar a través de un significado diferente para las siglas MAU: unidad de fijación múltiple. En una red Token Ring, un MAU es una caja para que los dispositivos se conectan formando el anillo. Un token MAU anillo es por tanto el equivalente a un hub ethernet. Figura 2-3 la figura 2-4 El tipo de concentrador se utiliza en una topología en estrella, como los puertos que tiene, cómo los cubos pueden ser conectados entre sí, y las capacidades del hub varían en función del tipo de Ethernet que está utilizando. Usted aprenderá más abour las opciones que tiene a lo largo de este libro. La topología de conexión en cadena Una margarita - cadena de topología es una en la que se forma el bus mediante la conexión de dispositivos en una cadena, como en la figura 2-5. Aunque esto al principio puede parecer similar al bus sencillo en la figura 2.2, tenga en cuenta que en este caso, el autobús no es un medio único y continuo. En su lugar, un adaptador de
Conexión en cadena está conectado a cada dispositivo. A continuación, los adaptadores están conectados por segmentos de cable individuales. Figura 2-5