5.3 Адаптеры

В каждой линии связи протокол канального уровня обычно реализован в адаптере.

Адаптер предоставляет собой плату или карту PCMCIA.

На ней как правило установлены микросхемы памяти, цифровой процессор сигналов ДПС и интерфейсы шины узла и линии связи.

Адаптеры часто называют сетевыми интерфейсными картами NIC.

Как показано на рис. 5.2 ...

страшная тайна , справа будет тоже адаптор но другой:-)

Адаптер помещает дейтаграмму в кажр, а затем передает кадр в линию связи.

На другой стороне линии связи принимающий адаптер получает кадр целиком, извлекает из него дейтаграмму сетевого уровня и передает ее сетевому уровню приемного узла.

............

Основными компонентами адптера являются интерфейсы линии и шины.

Интерфейс шины отвечает за общение с родительским узлом.

Он переносит данные и управляющую информацию между адаптером и родительским узлом.

Интерфес линии отвечает за реализацию протокола канального уровня.

Помимо формирования кадров и извлеченияиз кадров дейтаграмм, он может предоставлять услуги по обнаружению ошибок, произвольному доступу и другие услуги канального уровня.

ЛЕКЦИЯ 20

МАС - адресация канального уровня

5.4 Адресация в локальных сетях

5.5 Протокол ARP (АРП)

5.5.1 Передача дейтаграммы узлу в пределах локальной сети

5.5.2 Передача дейтаграммы узлу за пределы локальной сети

5.4 Адресация в локальных сетях

Рассмотрим теперь не тривиальную линию связи между двумя узлами, к концам которой узлы подключены, а широковещательную линию, применяемую в ЛВС.

Именно к такой широковещательной линии подсоеденены в общем случае...

Как правило, узлу локальной сети нужно передать кадр не всем узлам сети, а одному определенному узлу.

Поэтому, у узлов локальной сети должны быть адреса, и адрес получателя должен указыватьсяв поле кадра канального уровня.

В этом случае, получив кадр, узел может определить, предназначался...

На рис. 5.4 иллюстрируется ыормат кадра DIX технологии Ethernet, изученный в прошлом семестре и поля DA и SA для записи адресов назначения и источника в нем.

Если адрес получателя в кадре не совпадает с адресом узла, тогда узел просто отбрасывает этот кадр. В действительности адрес в локальной сети есть не у узла, а у сетевого адаптера. Это иллюстрируется на рис. 5.5

рисунок:-)

Адрес в локальной сети, или ЛАН-адрес, также называют иногда физическим адресом, Ethernet- адресом или МАС- адресом.

Напомним, что МАС это подуровень управления доступом к среде в канальном уровне.

В большинстве локальных сетей МАС - адрес, это шестибайтовое число, что позволяет использовать два в сорок восьмой степени вариантов возможных адресов.

Как показано на рис. 5.5 эти шестибайтовые адреса, как правило, изображаются в шеснадцтиричном виде, при этом каждый байт(октет) адреса записывается как пара шеснадцатиричных цифр.

Адрес адаптера в локальной сети является постоянным.

Этот адрес прошивается в постоянной памяти адаптера при его изготовлении.

У МАС-адресов есть одно важное свойство - не должн существовать двух адаптеров с одинаковыми адресами.

Физическим адресным пространством управляет Институт инженеров по электротехнике и электронике IEEE.

Когда компания собирается выпускать адаптеры, она приобретает блок адресного пространства, состоящий из 2 в 24 степени адресов.

В каждом адресе IEEE фиксирует страшие 24 бита физического адреса, позволяя компании создавать уникальные комбинации из младших 24 разрядов для адресации каждого адаптера.

Например, следующие МАС - адреса соответствуют производителям оборудования.

00:10:5а:хх:хх:хх - 3Сом;

00:03:ба:хх:хх:хх - Sun;

Таким образом, МАС - адреса адаптеров образуют плоскую ( в отличии от иерархической) структуру и не изменяются при перемещении адаптеров.

Например, у мобильного компьютера с Ethernet - картой всегда один и тот же МАС-адрес независимо о того, в какой ИП-сети находится этот компьютер.

Однако иногда передающий узел бывает заинтересован в том, чттбы все адаптеры в локальной сети приняли и обработали кадр, который он посылает.

В этом случае передающий адаптер помещает в поле адреса получателя широковещательный адрес. В локальных сетях, использующих 6- битовые адреса, например Ethernet, широковещательный адрес представляет собой строку из 48 двоичных единиц, что в шеснадцатиричной нотации означает FF...

Есть две основные причины, по которым узлам помимо адресов сетевого уровня выделяются МАС - адреса.

Во - первых, локальные сети разрабатываются для работы с произвольными протоколами сетевого уровня, а не только протоколом ИП и Интернетом.

Если бы вместо нейтральных МАС - адресов адаптерам назначались ИП адреса, адаптерам было бы трудно поддерживать другие...

Во - вторых, если бы адаптеры должеы были использовать ИП - адреса вместо МАС адресов, тогда адрес сетевого уровня пришлось бы хранить в оперативной памяти адаптера и перенастраивать его при каждом перемещении адаптера или при включении питания.

Правда, можно было бы вообще не использовать адреса в адаптерах и передавать данные каждого полученного адаптером кадра родительскому узлу.

После этого родительский узел мог бы проверять соответствие адреса сетевого уровня.

Недостаток...

Таким образом для большей неависимости в стеке протоколов прикладной, сетевой и канальном уровни должны обладать собственными адресными сземами.

К ним и относят : именами хостов на прикладном уровне, ИП адресы на сетевом уровне и МАС адресы на канальном уровне.

5.5. Протокол ARP

При передаче дейтаграмм одновременно испольжуя адреса сетевого уровня, например ИП адреса интернета и МАС адреса канального уровня.

Возникает необходимость в преобразовывании одних адресов в другие.

В интернете эту работу выполняет протокол разрешения адресов АРП.

У каждого хоста, подключенного к интернету, и маршрутизатора, соединенного с локаьной сетью, есть АРП модуль (рфс 826)

Он и выполняет задачу преобразования.

При жтом возможны два основных сценария...

5.5.1 Передача дейтаграммы узлу в пределах локальнй сети.

Чтобы понять, зачем нужен АРП вернемся к сети, изображенный на рисунке 5.5

В этом примере у каждого узла есть ИП адрес, а у адаптера каждого узла есть МАС адрес

рисунок

ИП адреса, как о ысно, содержат 32 двоичных разряда и предоставляются в виде четырех дечтичных чисел.

МАС адреса содержат 48 двоичных разрядов и показаны в виде шести шеснадцатиричных чисел.

Прдеположим...

Пр этом, передающий узел должен передать адаптеру не только ИП дейтаграмму, но также МАс- адрес узла 222.222.222.222.

Передающий узел определяет МАС адрес с помощью модуля АРП, который по ИПадресу 222.222.222.222 находит МаС адрес получателя 49-BD-D2-C7-56-2A

Получив ИП дейтаграмму и МАС адрес узла, адаптер передающего узла формирует кадр канального уровня и передает кадр в локальную сеть.

Рассмотрим как АРП функционирует. У АРП модуля каждого узла есть оперативная память, в которой хранится АРП таблица.

В этой таблице прописаны ИП адреса хостов ЛВС и соответствующие им МАС адреса.

пример АРП таблицы для узла...

АРП таблица

Для каждой пары адресов в таблице также содержится поле времени жизни ТТЛ, в котором указывается когда данная запись будет удалена из таблицы.

Важно

Например, записи для одних узлов могут быть удалены, так как время их жизни истекло, а записи для других узлов вообще могут никогда не попасть в эту таблицу.

ТИПичное значение...

...................

в связи с быстрым перелистыванем страниц, некороые части будут пропущены, злой препод]:->

..................

Два замечания о протоколе АРП:

1) АРП запрос посылается в широковещательном кадре, а ответ передается в стандартном кадре.

2) В протоколе АРП реализован принцИП самонастройки (plug-and-play), так как АРП таблица узла формируется автоматически - нет необходимости её настраивать системному администратору.

Если узел отсоединяется от локальной сети, соответствующая ему запись...

5.5.2 Передача дейтаграммы узлу за пределы локальной сети

Рассмотрим более сложную ситуацию, в которой узел локальной сети хочет послать дейтаграмму сетевого уровня, узлу , который находится за пределами локальной сети.

Во первых обратим внимание, что на рисунке существуют два тИПа узлов: хосты и маршрутизаторы. У каждого хоста есть ровно один ИП адрес и один адаптер и МАС адресом

рис. 5.6

Но, было показано в п.4.7.1 у маршрутизатора есть по одному ИП адресу для каждого интерфейса.

У каждого интерфейса маршрутизатора......

В данном примере первые три октета ИП адреса обозначают НЕТ-часть адреса, а последний октет указывает на конкретный интерфейс в сети.

В нотации протокола CIDR, использовавшейся в теме 4, ЛВС 1 имеет сетевой адрес...

Если передающий адаптер будет использовать МАС адрес, тогда ни один из адаптеров ЛВС 1 не станет передавать ИП дейтаграмму.....

Протокол АРП определен в РФС 826 и РФС1180 RFC(РФС).

Конец:-)