قوانين نامگذاری اترنت توسط موسسه IEEE

اترنت صرفا" يك تكنولوژی نمی باشد و خانواده ای مشتمل بر مجموعه ای از تكنولوژی های ديگر نظير
Legacy, Fast Ethernet و Gigabit Ethernet را شامل می شود . سرعت اترنت می تواند ده ، يكصد ،‌ يكهزار و يا ده هزار مگابيت در ثانيه باشد . قالب اساسی فريم و زير لايه های IEEE لايه های اول و دوم مدل مرجع OSI در تمامی نمونه های اترنت ثابت و يكسان می باشد .
زمانی كه لازم است اترنت به منظور اضافه كردن يك رسانه انتقال داده جديد و يا قابليتی خاص توسعه يابد ،‌ موسسه IEEE يك ضميمه جديد را برای‌ استاندارد 3 . 802 ارائه می نمايد . ضميمه فوق دارای يك و يا دو حرف تكميلی است . در چنين مواردی يك نام كوته شده نيز بر اساس مجموعه قوانين زير به ضميمه نسبت داده می شود :
- عددی كه نشاندهنده تعداد مگابيت در ثانيه داده انتقالی است .
- حرفی كه نشاندهنده استفاده از سيگنالينگ Baseband می باشد .
- يك و يا چندين حرف الفبائی كه نوع رسانه انتقال داده را مشخص می نمايد ( مثلا" از حرف F برای فيبر نوری و يا T برای كابل های مسی بهم تابيده )
اترتت در ارتباط با سيگنالينگ Baseband می‌باشد كه از تمامی پهنای باند رسانه انتقال داده استفاده نموده و سيگنال داده مستقيما" بر روی رسانه انتقال داده ارسال می گردد . در سيگنالينگ Broadband كه توسط اترنت استفاده نمی گردد ، سيگنال داده هرگز مستقيما" بر روی محيط انتقال داده قرار نمی گيرد . يك سيگنال آنالوگ ( Carrier Signal ) ، با سيگنال داده ‌مدوله شده و سيگنال فوق ارسال می گردد . شبكه های راديوئی و شبكه های كابلی تلويزيون از سيگنالينگ broadband استفاده می نمايند .
موسسه IEEE نمی تواند توليد كنندگان تجهيزات شبكه ای را مجبور نمايد كه بطور كامل هر نوع استاندارد ارائه شده را رعايت نمايند ولی اميدوار است به اهداف زير نائل گردد :
- ارائه اطلاعات منهدسی مورد نياز برای ايجاد دستگاه هائی كه متناسب با استانداردهای اترنت باشند .
- ترويج ابداعات جديد و استفاده از آنان توسط توليد كنندگان

اترنت و مدل مرجع OSI

اترنت در دو ناحيه از مدل مرجع OSI كار می كند : لايه فيزيكی و بخش پائينی لايه Data Link ( زير لايه MAC ناميده می شود ) .

برای انتقال داده بين يك ايستگاه اترنت و ايستگاه ديگر ، عموما" داده از طريق يك Repeater ارسال می گردد . در چنين مواردی سایر ايستگاه های موجود در يك Collistion domain مشابه ، ترافيك عيوری از طريق Repeater را مشاهده خواهند كرد .Collision domain يك منبع مشترك است كه مسائل ايجاد شده در بخشی از آن ساير عناصر موجود در collision domain را تحت تاثير قرار خواهد داد .

Repeater ، مسئوليت فورواردينگ تمامی ترافيك بر روی ساير پورت ها را برعهده دارد . ترافيك دريافتی توسط يك Repeater بر روی پورت اوليه ارسال نخواهد شد . هر سيگنال تشخيص داده شده توسط يك Repeater فوروارد خواهد شد . در صورت افت سيگنال ( نويز و يا ميرائی ) ،‌ Repeater مجددا" آن را احياء و توليد می نمايد .

با استفاده از استانداردهای موجود حداكثر تعداد ايستگاه در هر سگمنت ،‌ حداكثر طول هر سگمنت و حداكثر تعداد Repeater بين ايستگاه ها مشخص می گردد . ايستگاه هائی كه توسط Repeater از يكديگر جدا می شوند ، جملگی در يك Collision Domain مشابه قرار می گيرند ( توجه داشته باشيد كه ايستگاه هائی كه توسط Bridge و روتر از يكديگر جدا می گردند در Collision Domain متفاوتی قرار می گيرند ) .

در لايه اول ( فيزيكی ) و بخش پائينی لايه دوم ( Data link ) مدل مرجع OSI از تكنولوژی های متفاوت اترنت استفاده می گردد . اترنت در لايه اول شامل ارتباط با رسانه انتقال داده ، سيگنال ها ، جريان پيوسته انتقال داده ، عناصری كه سيگنال ها را بر روی رسانه انتقال داده قرار می دهند و تكنولوژی های متعدد ديگری است . اترنت لايه اول دارای يك نقش اساسی در مبادله اطلاعات بين دستگاه ها می باشد. در اين رابطه محدوديت های خاصی نيز وجود دارد كه لايه دوم با هدف غلبه بر محدوديت های فوق ،‌ امكانات خاصی را ارائه می نمايد :

لايه اول ، نمی تواند با لايه های بالاتر ارتباط برقرار نمايد .
لايه دوم از طريق LLC ( برگرفته از Logical Link Control ) با لايه بالاتر ارتباط برقرار می نمايد .

لايه اول ،‌ قادر به شناسائی كامپيوترها نمی باشد .
لايه دوم از يك فرآيند آدرس دهی خاص استفاده می نمايد .

لايه اول ، صرفا" قادر به تشريح جريان مستمر داده های صفر و يك است .
لايه دوم از فريم به منظور سازماندهی و گروه بندی بيت ها استفاده می نمايد
زير لايه های Data Link به منظور سازگاری بين تكنولوژی ها و مبادله اطلاعات بين كامپيوترها مطرح می گردند :
زير لايه MAC ،‌ در ارتباط با عناصر فيزيكی است كه از آنان به منظور مبادله اطلاعات استفاده می گردد .
زير لايه LLC ، مستقل از تجهيزات فيزيكی است و از آن به منظور فرآيند مبادله اطلاعات استفاده می گردد .

نامگذاری

برای عرضه محلی فريم ها در اترنت ،‌ می بايست از يك مدل آدرس دهی به منظور شناسائی كامپيوترها و اينترفيس ها استفاده گردد . اترنت از آدرس های MAC كه طول آنان چهل و هشت بيتی است و به صورت دوازده رقم مبنای شانزده نمايش داده می شوند ،‌استفاده می نمايد . اولين شش رقم مبنای شانزده كه توسط موسسه IEEE مديريت می گردد ، مسئوليت شناسائی توليد كننده را برعهده دارد . اين بخش از آدرس MAC را OUI ( برگرفته از Organizational Unique Identifier ) می گويند . شش رقم باقيمانده مبنای شانزده ، شماره سريال اينترفيس را مشخص می نمايد .

آدرس های MAC ، درون حافظه ROM نوشته شده و در زمان مقداردهی اوليه كارت شبكه در حافظه RAM مستقر می گردند . به آدرس های فوق BIA ( برگرفته از burned-in addresses ) نيز گفته می شود.
در لايه Data Link ،‌ اطلاعات موردنياز MAC ( هدر و دنباله ) به داده دريافتی از لايه بالاتر اضافه خواهد شد . اطلاعات فوق شامل اطلاعات كنترلی برای لايه Data در سيستم مقصد می باشد .
كارت شبكه از آدرس MAC به منظور تشخيص محل ارسال پيام در لايه های بالاتر مدل مرجع OSI استفاده می نمايد . كارت شبكه برای تشخيص فوق از پردازنده كامپيوتر استفاده نخواهد كرد . بدين ترتيب زمان مبادله اطلاعات در شبكه های اترنت بهبود پيدا خواهد كرد .
در يك شبكه اترنت ،‌ زمانی كه يك دستگاه اقدام به ارسال داده می نمايد ، می تواند يك مسير ارتباطی را با ساير دستگاه ها با استفاده از آدرس MAC مقصد فعال نمايد . دستگاه مبداء يك هدر را به آدرس MAC مقصد مورد نظر اضافه می نمايد و داده را بر روی شبكه ارسال می نمايد . به موازات انتشار داده بر روی محيط انتقال شبكه ، كارت شبكه هر يك از دستگاه های موجود در شبكه ، آدرس MAC اطلاعات ارسالی را بررسی تا تشخيص دهد كه آيا اين بسته اطلاعاتی برای وی ارسال شده است و يا خير . در صورتی كه آدرس MAC موجود در فريم با آدرس MAC كامپيوتر دريافت كننده مطابقت ننمايد ، كامپيوتر و يا دستگاه مقصد آن را دور خواهد انداخت . زمانی كه داده به مقصد مورد نظر خود می رسد ، كارت شبكه يك نسخه از فريم را تكثير و آن را در اختيار لايه های OSI قرار می دهد . در يك شبكه اترنت ، تمامی گره ها می بايست هدر MAC را بررسی نمايند ( حتی‌ در مواردی كه گره های درگير در مبادله اطلاعات در مجاورت فيزيكی يكديگر باشند ) .
تمامی دستگاه های متصل شده به يك شبكه محلی اترنت دارای آدرس MAC می باشند ( ايستگاه ها ، چاپگرها ، روترها و سوئيچ ها ) .
فريم در لايه دوم
برای رمز كردن و ارسال جريان مستمر بيت ها ( داده ) بر روی رسانه انتقال داده فيزيكی ، عمليات گسترده ای می بايست انجام شود ولی برای مبادله اطلاعات عمليات فوق به تنهائی كافی نمی باشد . با تعريف يك ساختمان داده خاص،‌ امكان دريافت و ذخيره اطلاعات ضروری كه امكان بدست آوردن آنان توسط بيت های رمز شده وجود ندارد ، فراهم می گردد . اطلاعات زير نمونه هائی در اين زمينه می باشد :
- كدام كامپيوتر در حال مبادله اطلاعات با كامپيوتر ديگری است .
- چه زمانی مبادله اطلاعات بين كامپيوترها شروع و چه زمانی خاتمه می يابد .
- ارائه روشی برای تشخيص خطاء كه در زمان مبادله اطلاعات ممكن است اتفاق بيافتد .
- كدام كامپيوتر امكان استفاده از محيط انتقال را برای برقراری يك مبادله اطلاعات بدست گرفته است .
زمانی كه كامپيوترها به يك رسانه انتقال داده متصل می گردند ، می بايست آنان از روشی به منظور استفاده از محيط انتقال برای ارسال پيام و آگاهی به ساير كامپيوترها استفاده نمايند . در اين رابطه از تكنولوژی های متعددی استفاده می گردد كه هر يك دارای روش مختص به خود برای انجام اين فرآيند می باشند . تمامی فريم ها ، صرفنظر از نوع تكنولوژی ، دارای يك سيگنال آغازين مشتمل بر دنباله ای از بايت ها می باشند .
تمامی فريم ها شامل اطلاعات نامگذاری نظير نام گره مبداء ( آدرس MAC ) و نام گره مقصد ( آدرس MAC ) می باشند .
اكثر فريم ها دارای تعدادی فيلد خاص نيز می باشند . در برخی تكنولوژی ها ، يك فيلد طول مسئوليت مشخص نمودن طول واقعی يك فريم بر حسب بايت را برعهده دارد . برخی فريم ها دارای يك فيلد "نوع " می باشند كه پروتكل لايه سوم كه درخواست را ارسال نموده است ، مشخص می نمايد .
علت ارسال فريم ها ،‌ دريافت داده لايه های بالاتر از مبداء به مقصد مورد نظر است . بسته داده دارای دو بخش مجزاء می باشد : داده User Application و بايت های كپسوله شده برای ارسال به كامپيوتر مقصد . در اين رابطه ممكن است بايت های ديگری نيز اضافه گردد . فريم ها دارای‌ يك حداقل طول برای فرآيند تنظيم زمان می باشند . در فريم های استاندارد IEEE ، بايت های LLC نيز در فيلد داده قرار می گيرند . زير لايه LLC ، داده پروتكل شبكه ، يك بسته اطلاعاتی IP را دريافت و اطلاعات كنترلی را به آن اضافه نموده تا شرايط مناسب برای توزيع بسته های اطلاعاتی به مقصد مورد نظر فراهم گردد .
تمامی فريم ها به همراه بيت ها ، بايت ها و فيلدهای مربوطه مستعد خطاء از منابع متعددی می باشند. فيلد FCS ( برگرفته از Frame Check Sequence ) شامل يك مقدار عددی است كه توسط گره مبداء و بر اساس داده موجود در فريم محاسبه می گردد . پس از محاسبه FCS ،‌ مقدار استخراج شده به انتهای فريم ارسالی اضافه خواهد شد . زمانی كه گره مقصد ، فريم را دريافت می نمايد ،‌مجددا" مقدار FCS محاسبه و با مقدار موجود در فريم مقايسه می گردد . در صورتی كه دو عدد با يكديگر متفاوت باشند ، نشاندهنده بروز خطاء در زمان ارسال اطلاعات می باشد . در چنين مواردی ،‌فريم دورانداخته شده و از گره مبداء درخواست می شود كه مجددا" اطلاعات را ارسال نمايد .