Реализация IP поверх различных стандартов LAN
По мере совершенствования нашего мастерства в поиске неисправностей нам понадобится понимание инкапсуляции LAN. Технологии LAN охватывают такие технологии настольных компьютеров, как Ethernet, Token Ring и Arcnet, и технологии MAN, например FDDI. В таких технологиях, как Ethernet могут существовать несколько типов инкапсуляции, что вызывает некоторые проблемы взаимодействия. В каждой из этих технологий дейтаграммы IP необходимо разграничивать, адресовать и идентифицировать как дейтаграммы IP.
Ethernet II При пересылке через сеть Ethernet дейтаграммы IP используют либо инкапсуляцию Ethernet II, либо IEEE 802.3 SNAP. Инкапсуляция Ethernet II использует двухбайтовое поле типа для обозначения протокола верхнего уровня. У этого поля два значения: 0x08-00 соответствует IP, а 0x08-06 соответствует ARP.
Дейтаграммы IP, посылаемые в составе кадров Ethernet II, имеют максимальный размер 1500 байтов и минимальный размер 46 байтов. Дейтаграммы IP размером меньше 46 байтов дополняются нулями до 46 байтов, чтобы сохранить минимальный размер кадра Ethernet, равный 64 байтам (не включая преамбулу).
Как можно видеть на рис, кадр Ethernet II состоит из преамбулы, за которой следует адрес места назначения, адрес источника, поле типа, полезная нагрузка и, наконец, контрольная последовательность кадра. (DSAP) и точки доступа службы источника (SSAP), чтобы выделить кадр SNAP. Управляющий код 0x03 идентифицирует ненумерованный кадр. Поле кода организации задается равным 0x00-00-00, а дальше следует поле типа: 0x08-00 для IP и 0x08-06 для ARP — такое же, как в типе кадра Ethernet П.
Дейтаграммы IP, посланные в составе кадров SNAP IEEE 802.3, имеют максимальный размер 1492 и минимальный размер 38 байтов. Это слегка отличается от ограничений размера Ethernet II и отражает больший размер накладных расходов инкапсуляции 802.3 SNAP. Дейтаграммы IP меньше 38 байтов в длину дополняются нулями, чтобы сохранить минимальный размер кадра Ethernet, равный 64 байтам (не включая преамбулу и начальный ограничитель).
Сравнение Ethernet II и IEEE 802.3 В нормальной повседневной сети действительно возможно присутствие Ethernet II и IEEE 802.3. Дело в том, что стандарты TCP/IP требуют, чтобы все хосты могли посылать и получать инкапсулированные кадры Ethernet II. Кроме того, большинство хостов могут получать инкапсулированные пакеты IEEE 802.3. Некоторые хосты в сети могут одновременно посылать и получать пакеты IEEE 802.3. В таком случае, однако, по умолчанию должен использоваться тип Ethernet П. На рис. одновременно показаны пакеты IEEE 802.3 и Ethernet II, поэтому можно получить хорошее представление о различиях между двумя методами инкапсуляции.
Ethernet II используется по умолчанию для большинства сетей. Как можно видеть на рис. 1.13, оба формата кадров имеют шестибайтовые (48 битов) адреса места назначения и источника. Это адрес MAC, адрес Ethernet или аппаратный адрес хоста, который физически соединен с сетью. Эти адреса преобразуются в четырехбайтовые (32 бита) IP-адреса с помощью протокола преобразования адресов ARP, который будет рассмотрен в следующей главе.
В заголовке Ethernet II следующие два байта используются для указания типа (0x08-00 для IP, 0x08-06 для ARP). Это то же самое поле, которое позже встретится в кадре 802.3 точно перед началом части данных в кадре. Кадр IEEE 802.3 имеет вместо типа двухбайтовое поле длины. Оно не имеет соответствия в кадре Ethernet II, позволяя тем самым отличить эти два метода инкапсуляции кадра. За полем типа в заголовке Ethernet II следует часть кадра с данными с размером от 46 до 1500 байтов.
В методе инкапсуляции IEEE 802.3 после адресов места назначения и источника находится двухбайтовое поле длины. Это поле используется для указания, сколько дальше следует байтов, но не включая CRC в конце кадра. После поля длины следует раздел, определенный главой 802.2 проекта IEEE. Первые три поля в этом разделе являются полями LLC. Поля DSAP и SSAP всегда заданы как АА, а контрольное поле всегда задано как 03. В следующих пяти байтах данных SNAP код организации задан как 0x00-00-00, что требует трех байтов. Следующие два байта формируют поле типа, которое является таким же, как поле типа, имеющееся в Ethernet П. Это будет 0x08-00 для IP, 0x08-06 для ARP или 0x08-35 для кадра RARP. Другие типы перечислены в Приложении В.
Поле циклического избыточного кода (CRC) содержит контрольную сумму, которая используется для обнаружения в кадре ошибок. Иногда его называют также контрольной последовательностью кадра (FRC).
Минимальный размер инкапсулированных кадров IEEE 802.3 и кадров Ethernet II одинаков. Но в связи с дополнительными полями, вставленными перед данными в кадре типа IEEE 802.3 (которые занимают восемь байтов), минимальный и максимальный объемы данных на восемь байтов меньше, чем для кадров типа Ethernet II.
