تبلیغات
welcome
welcome
 
قالب وبلاگ
نظر سنجی
نظر شما در مورد وبلگ چیست؟





مبانی اترنت

اترنت ،‌ متداولترین فنآوری استفاده شده در دنیای شبكه های محلی است كه خود از مجموعه ای‌ تكنولوژی دیگر تشكیل شده است . یكی از بهترین روش های آشنائی اصولی با اترنت ،‌ مطالعه آن با توجه به مدل مرجع OSI است . اترنت از رسانه های انتقال داده و پهنای باند متفاوتی حمایت می نماید ولی در تمامی نمونه های موجود از یك قالب فریم و مدل آدرس دهی مشابه استفاده می گردد .

به منظور دستیابی هر یك از ایستگاه ها و یا گره های موجود در شبكه به محیط انتقال ، استراتژی های كنترل دستیابی مختلفی تاكنون ابداع شده است . آگاهی از نحوه دستیابی دستگاه های شبكه ای به محیط انتقال امری لازم و ضروری به منظور شناخت عملكرد شبكه و اشكال زدائی منطقی و اصولی آن می باشد .

برای مشاهده ی بقیه به ادامه مطلب بروید...اترنت چیست ؟

اكثر ترافیك موجود در اینترنت از اترنت شروع و به آن نیز خاتمه می یابد . اترنت در سال 1970 ایجاد و از آن زمان تاكنون به منظور تامین خواسته های موجود برای شبكه های محلی با سرعت بالا رشد و ارتقاء یافته است . زمانی كه یك رسانه انتقال داده جدید نظیر فیبر نوری تولید می گردید ، اترنت نیز متاثر از این تحول می شد تا بتواند از مزایای برجسته پهنای باند بالا و نرخ پائین خطاء در فیبر نوری استفاده نماید . هم اینك پروتكل هائی كه در سال 1972 صرفا" قادر به حمل داده با نرخ سه مگابیت در ثانیه بودند ،‌می توانند داده را با سرعت ده گیگابیت در ثانیه حمل نمایند .

سادگی و نگهداری‌ آسان ، قابلیت تركیب و تعامل با تكنولوژی های جدید ، معتبر بودن و قیمت پائین نصب و ارتقاء از مهمترین دلایل موفقیت اترنت محسوب می گردد .

امكان استفاده دو و یا بیش از دو ایستگاه از یك محیط انتقال بدون تداخل سیگنال ها با یكدیگر ،‌ از مهمترین دلایل ایجاد اترنت می باشد . استفاده چندین كاربر از یك محیط انتقال مشترك در ابتدا و در سال 1970 در دانشگاه هاوائی مورد توجه قرار گرفت . ماحصل مطالعه فوق ،‌ ابداع روش دستیابی اترنت بود كه بعدا" CSMA/CD نامیده شد .

اولین شبكه محلی در جهان ،‌ نسخه ای اولیه از اترنت بود كه Robert Metcalfe ‌و همكاران وی در زیراكس آن را در بیش از سی و چهار سال قبل طراحی نمودند. اولین استاندارد اترنت در سال 1980 توسط كنسرسیومی متشكل از اینتل ، Digital Equipment و زیراكس و با نام اختصاری DIX ایجاد گردید . مهمترین هدف كنسرسیوم فوق ، ارائه یك استاندارد مشترك بود تا تمامی علاقه مندان بتوانند از مزایای آن بدون محدودیت های مرسوم استفاده نمایند و به همین دلیل بود كه آنان بر روی یك استاندارد باز متمركز شدند . اولین محصول پیاده سازی شده با استفاده از استاندارد اترنت در اوائل سال 1980 به فروش رفت . اترنت اطلاعات را با سرعت ده مگابیت درثانیه بر روی كابل كواكسیال و حداكثر تا مسافت دو كیلومتر ارسال می نمود . به این نوع كابل كواكسیال ، thicknet نیز گفته می شود .

در سال 1995 ، موسسه IEEE كمیته هائی‌ را به منظور استاندارد سازی اترنت ایجاد نمود . استاندارد های فوق با 802 شروع می شود و این استاندارد برای اترنت 3 . 802 می باشد . موسسه IEEE درصدد بود كه استانداردهای ارائه شده با مدل مرجع OSI سازگار باشند . به همین دلیل لازم بود به منظور تامین خواسته های لایه یك و بخش پائینی لایه دوم مدل مرجع OSI ، تغییراتی در استاندارد 3 . 802 داده شود . تغییرات اعمال شده در نسخه اولیه اترنت بسیار اندك بود بگونه ای كه هر كارت شبكه اترنت قادر به ارسال و یا دریافت فریم های اترنت و استاندارد 3 . 802 بود . در واقع ، اترنت و IEEE 802.3 ، استانداردهای مشابه و یكسانی می باشند .

پهنای باند ارائه شده توسط اترنت در ابتدا ده مگابیت در ثانیه بود و برای كامپیوترهای شخصی دهه هشتاد كه دارای سرعت پائین بودند ،‌ كافی بنظر می آمد ولی در اوایل سال 1990 كه سرعت كامپیوترهای شخصی و اندازه فایل ها افزایش یافت ،‌ مشكل پائین بودن سرعت انتقال داده بهتر نمایان شد . اكثر مشكلات فوق به كم بودن پهنای باند موجود مربوط می‌ گردید . در سال 1995 ، موسسه IEEE ،‌استانداردی را برای اترنت با سرعت یكصد مگابیت در ثانیه معرفی نمود . این روال ادامه یافت و در سال های 1998 و 1999 استانداردهائی برای گیگابیت نیز ارائه گردید .

تمامی استاداردهای ارائه شده با استاندارد اولیه اترنت سازگار می باشند . یك فریم اترنت می تواند از طریق یك كارت شبكه با كابل كواكسیال 10 مگابیت در ثانیه از یك كامپیوتر شخصی خارج و بر روی یك لینك فیبر نوری اترنت ده گیگابیت در ثانیه ارسال و در انتها به یك كارت شبكه با سرعت یكصد مگابیت در ثانیه برسد . تا زمانی كه بسته اطلاعاتی بر روی شبكه های اترنت باقی است در آن تغییری داده نخواهد شد . موضوع فوق وجود استعداد لازم برای رشد و گسترش اترنت را به خوبی نشان می دهد . بدین ترتیب امكان تغییر پهنای باند بدون ضرورت تغییر در تكنولوژی های اساسی اترنت همواره وجود خواهد داشت .

قوانین نامگذاری اترنت توسط موسسه IEEE

اترنت صرفا" یك تكنولوژی نمی باشد و خانواده ای مشتمل بر مجموعه ای از تكنولوژی های دیگر نظیر
Legacy, Fast Ethernet و Gigabit Ethernet را شامل می شود . سرعت اترنت می تواند ده ، یكصد ،‌ یكهزار و یا ده هزار مگابیت در ثانیه باشد . قالب اساسی فریم و زیر لایه های IEEE لایه های اول و دوم مدل مرجع OSI در تمامی نمونه های اترنت ثابت و یكسان می باشد .

زمانی كه لازم است اترنت به منظور اضافه كردن یك رسانه انتقال داده جدید و یا قابلیتی خاص توسعه یابد ،‌ موسسه IEEE یك ضمیمه جدید را برای‌ استاندارد 3 . 802 ارائه می نماید . ضمیمه فوق دارای یك و یا دو حرف تكمیلی است . در چنین مواردی یك نام كوته شده نیز بر اساس مجموعه قوانین زیر به ضمیمه نسبت داده می شود :
- عددی كه نشاندهنده تعداد مگابیت در ثانیه داده انتقالی است .
- حرفی كه نشاندهنده استفاده از سیگنالینگ Baseband می باشد .
- یك و یا چندین حرف الفبائی كه نوع رسانه انتقال داده را مشخص می نماید ( مثلا" از حرف F برای فیبر نوری و یا T برای كابل های مسی بهم تابیده )

اترتت در ارتباط با سیگنالینگ Baseband می‌باشد كه از تمامی پهنای باند رسانه انتقال داده استفاده نموده و سیگنال داده مستقیما" بر روی رسانه انتقال داده ارسال می گردد . در سیگنالینگ Broadband كه توسط اترنت استفاده نمی گردد ، سیگنال داده هرگز مستقیما" بر روی محیط انتقال داده قرار نمی گیرد . یك سیگنال آنالوگ ( Carrier Signal ) ، با سیگنال داده ‌مدوله شده و سیگنال فوق ارسال می گردد . شبكه های رادیوئی و شبكه های كابلی تلویزیون از سیگنالینگ broadband استفاده می نمایند .

موسسه IEEE نمی تواند تولید كنندگان تجهیزات شبكه ای را مجبور نماید كه بطور كامل هر نوع استاندارد ارائه شده را رعایت نمایند ولی امیدوار است به اهداف زیر نائل گردد :
- ارائه اطلاعات منهدسی مورد نیاز برای ایجاد دستگاه هائی كه متناسب با استانداردهای اترنت باشند .
- ترویج ابداعات جدید و استفاده از آنان توسط تولید كنندگان

اترنت و مدل مرجع OSI

اترنت در دو ناحیه از مدل مرجع OSI كار می كند : لایه فیزیكی و بخش پائینی لایه Data Link ( زیر لایه MAC نامیده می شود ) .

برای انتقال داده بین یك ایستگاه اترنت و ایستگاه دیگر ، عموما" داده از طریق یك Repeater ارسال می گردد . در چنین مواردی سایر ایستگاه های موجود در یك Collistion domain مشابه ، ترافیك عیوری از طریق Repeater را مشاهده خواهند كرد .Collision domain یك منبع مشترك است كه مسائل ایجاد شده در بخشی از آن سایر عناصر موجود در collision domain را تحت تاثیر قرار خواهد داد .

Repeater ، مسئولیت فورواردینگ تمامی ترافیك بر روی سایر پورت ها را برعهده دارد . ترافیك دریافتی توسط یك Repeater بر روی پورت اولیه ارسال نخواهد شد . هر سیگنال تشخیص داده شده توسط یك Repeater فوروارد خواهد شد . در صورت افت سیگنال ( نویز و یا میرائی ) ،‌ Repeater مجددا" آن را احیاء و تولید می نماید .

با استفاده از استانداردهای موجود حداكثر تعداد ایستگاه در هر سگمنت ،‌ حداكثر طول هر سگمنت و حداكثر تعداد Repeater بین ایستگاه ها مشخص می گردد . ایستگاه هائی كه توسط Repeater از یكدیگر جدا می شوند ، جملگی در یك Collision Domain مشابه قرار می گیرند ( توجه داشته باشید كه ایستگاه هائی كه توسط Bridge و روتر از یكدیگر جدا می گردند در Collision Domain متفاوتی قرار می گیرند ) .

در لایه اول ( فیزیكی ) و بخش پائینی لایه دوم ( Data link ) مدل مرجع OSI از تكنولوژی های متفاوت اترنت استفاده می گردد . اترنت در لایه اول شامل ارتباط با رسانه انتقال داده ، سیگنال ها ، جریان پیوسته انتقال داده ، عناصری كه سیگنال ها را بر روی رسانه انتقال داده قرار می دهند و تكنولوژی های متعدد دیگری است . اترنت لایه اول دارای یك نقش اساسی در مبادله اطلاعات بین دستگاه ها می باشد. در این رابطه محدودیت های خاصی نیز وجود دارد كه لایه دوم با هدف غلبه بر محدودیت های فوق ،‌ امكانات خاصی را ارائه می نماید :

لایه اول ، نمی تواند با لایه های بالاتر ارتباط برقرار نماید .
لایه دوم از طریق LLC ( برگرفته از Logical Link Control ) با لایه بالاتر ارتباط برقرار می نماید .

لایه اول ،‌ قادر به شناسائی كامپیوترها نمی باشد .
لایه دوم از یك فرآیند آدرس دهی خاص استفاده می نماید .

لایه اول ، صرفا" قادر به تشریح جریان مستمر داده های صفر و یك است .
لایه دوم از فریم به منظور سازماندهی و گروه بندی بیت ها استفاده می نماید .




زیر لایه های Data Link به منظور سازگاری بین تكنولوژی ها و مبادله اطلاعات بین كامپیوترها مطرح می گردند :
زیر لایه MAC ،‌ در ارتباط با عناصر فیزیكی است كه از آنان به منظور مبادله اطلاعات استفاده می گردد .
زیر لایه LLC ، مستقل از تجهیزات فیزیكی است و از آن به منظور فرآیند مبادله اطلاعات استفاده می گردد .

نامگذاری

برای عرضه محلی فریم ها در اترنت ،‌ می بایست از یك مدل آدرس دهی به منظور شناسائی كامپیوترها و اینترفیس ها استفاده گردد . اترنت از آدرس های MAC كه طول آنان چهل و هشت بیتی است و به صورت دوازده رقم مبنای شانزده نمایش داده می شوند ،‌استفاده می نماید . اولین شش رقم مبنای شانزده كه توسط موسسه IEEE مدیریت می گردد ، مسئولیت شناسائی تولید كننده را برعهده دارد . این بخش از آدرس MAC را OUI ( برگرفته از Organizational Unique Identifier ) می گویند . شش رقم باقیمانده مبنای شانزده ، شماره سریال اینترفیس را مشخص می نماید .

آدرس های MAC ، درون حافظه ROM نوشته شده و در زمان مقداردهی اولیه كارت شبكه در حافظه RAM مستقر می گردند . به آدرس های فوق BIA ( برگرفته از burned-in addresses ) نیز گفته می شود.

در لایه Data Link ،‌ اطلاعات موردنیاز MAC ( هدر و دنباله ) به داده دریافتی از لایه بالاتر اضافه خواهد شد . اطلاعات فوق شامل اطلاعات كنترلی برای لایه Data در سیستم مقصد می باشد .

كارت شبكه از آدرس MAC به منظور تشخیص محل ارسال پیام در لایه های بالاتر مدل مرجع OSI استفاده می نماید . كارت شبكه برای تشخیص فوق از پردازنده كامپیوتر استفاده نخواهد كرد . بدین ترتیب زمان مبادله اطلاعات در شبكه های اترنت بهبود پیدا خواهد كرد .

در یك شبكه اترنت ،‌ زمانی كه یك دستگاه اقدام به ارسال داده می نماید ، می تواند یك مسیر ارتباطی را با سایر دستگاه ها با استفاده از آدرس MAC مقصد فعال نماید . دستگاه مبداء یك هدر را به آدرس MAC مقصد مورد نظر اضافه می نماید و داده را بر روی شبكه ارسال می نماید . به موازات انتشار داده بر روی محیط انتقال شبكه ، كارت شبكه هر یك از دستگاه های موجود در شبكه ، آدرس MAC اطلاعات ارسالی را بررسی تا تشخیص دهد كه آیا این بسته اطلاعاتی برای وی ارسال شده است و یا خیر . در صورتی كه آدرس MAC موجود در فریم با آدرس MAC كامپیوتر دریافت كننده مطابقت ننماید ، كامپیوتر و یا دستگاه مقصد آن را دور خواهد انداخت . زمانی كه داده به مقصد مورد نظر خود می رسد ، كارت شبكه یك نسخه از فریم را تكثیر و آن را در اختیار لایه های OSI قرار می دهد . در یك شبكه اترنت ، تمامی گره ها می بایست هدر MAC را بررسی نمایند ( حتی‌ در مواردی كه گره های درگیر در مبادله اطلاعات در مجاورت فیزیكی یكدیگر باشند ) .

تمامی دستگاه های متصل شده به یك شبكه محلی اترنت دارای آدرس MAC می باشند ( ایستگاه ها ، چاپگرها ، روترها و سوئیچ ها ) .


فریم در لایه دوم

برای رمز كردن و ارسال جریان مستمر بیت ها ( داده ) بر روی رسانه انتقال داده فیزیكی ، عملیات گسترده ای می بایست انجام شود ولی برای مبادله اطلاعات عملیات فوق به تنهائی كافی نمی باشد . با تعریف یك ساختمان داده خاص،‌ امكان دریافت و ذخیره اطلاعات ضروری كه امكان بدست آوردن آنان توسط بیت های رمز شده وجود ندارد ، فراهم می گردد . اطلاعات زیر نمونه هائی در این زمینه می باشد :
- كدام كامپیوتر در حال مبادله اطلاعات با كامپیوتر دیگری است .
- چه زمانی مبادله اطلاعات بین كامپیوترها شروع و چه زمانی خاتمه می یابد .
- ارائه روشی برای تشخیص خطاء كه در زمان مبادله اطلاعات ممكن است اتفاق بیافتد .
- كدام كامپیوتر امكان استفاده از محیط انتقال را برای برقراری یك مبادله اطلاعات بدست گرفته است .

فریم ،‌واحد داده در لایه دوم بوده و با استفاده از فرآیند framing تمامی عملیات كپسوله می گردد . هر استاندارد ممكن است ساختار خاصی را برای فریم تعریف كرده باشد . یك فریم از چندین بخش ( فیلد ) تشكیل می گردد . هر فیلد نیز از مجموعه ای بایت تشكیل شده است :


A
B
C
E
F

فیلد شروع فریم
فیلد آدرس
فیلد نوع / طول
فیلد داده
فیلد FCS




زمانی كه كامپیوترها به یك رسانه انتقال داده متصل می گردند ، می بایست آنان از روشی به منظور استفاده از محیط انتقال برای ارسال پیام و آگاهی به سایر كامپیوترها استفاده نمایند . در این رابطه از تكنولوژی های متعددی استفاده می گردد كه هر یك دارای روش مختص به خود برای انجام این فرآیند می باشند . تمامی فریم ها ، صرفنظر از نوع تكنولوژی ، دارای یك سیگنال آغازین مشتمل بر دنباله ای از بایت ها می باشند .

تمامی فریم ها شامل اطلاعات نامگذاری نظیر نام گره مبداء ( آدرس MAC ) و نام گره مقصد ( آدرس MAC ) می باشند .

اكثر فریم ها دارای تعدادی فیلد خاص نیز می باشند . در برخی تكنولوژی ها ، یك فیلد طول مسئولیت مشخص نمودن طول واقعی یك فریم بر حسب بایت را برعهده دارد . برخی فریم ها دارای یك فیلد "نوع " می باشند كه پروتكل لایه سوم كه درخواست را ارسال نموده است ، مشخص می نماید .

علت ارسال فریم ها ،‌ دریافت داده لایه های بالاتر از مبداء به مقصد مورد نظر است . بسته داده دارای دو بخش مجزاء می باشد : داده User Application و بایت های كپسوله شده برای ارسال به كامپیوتر مقصد . در این رابطه ممكن است بایت های دیگری نیز اضافه گردد . فریم ها دارای‌ یك حداقل طول برای فرآیند تنظیم زمان می باشند . در فریم های استاندارد IEEE ، بایت های LLC نیز در فیلد داده قرار می گیرند . زیر لایه LLC ، داده پروتكل شبكه ، یك بسته اطلاعاتی IP را دریافت و اطلاعات كنترلی را به آن اضافه نموده تا شرایط مناسب برای توزیع بسته های اطلاعاتی به مقصد مورد نظر فراهم گردد .

تمامی فریم ها به همراه بیت ها ، بایت ها و فیلدهای مربوطه مستعد خطاء از منابع متعددی می باشند. فیلد FCS ( برگرفته از Frame Check Sequence ) شامل یك مقدار عددی است كه توسط گره مبداء و بر اساس داده موجود در فریم محاسبه می گردد . پس از محاسبه FCS ،‌ مقدار استخراج شده به انتهای فریم ارسالی اضافه خواهد شد . زمانی كه گره مقصد ، فریم را دریافت می نماید ،‌مجددا" مقدار FCS محاسبه و با مقدار موجود در فریم مقایسه می گردد . در صورتی كه دو عدد با یكدیگر متفاوت باشند ، نشاندهنده بروز خطاء در زمان ارسال اطلاعات می باشد . در چنین مواردی ،‌فریم دورانداخته شده و از گره مبداء درخواست می شود كه مجددا" اطلاعات را ارسال نماید .

برای محاسبه FCS از سه روش عمده استفاده می گردد :
روش اول : ( Cyclic Redundancy Check (CRC ، محاسبات را بر روی داده انجام می دهد .
روش دوم : Two-dimensional parity : در این روش با اضافه كردن بیت هشتم ، زوج و یا فرد بودن تعداد یك های موجود در فریم مشخص می گردد .
روش سوم : Internet checksum : در این روش مقدار تمامی بیت های داده با یكدیگر جمع می گردد .



طبقه بندی: ترفند،
[ جمعه 8 بهمن 1389 ] [ 02:02 ب.ظ ] [ امید وزیری دوزین ]
.: Weblog Themes By Iran Skin :.

درباره وبلاگ

با عرض سلام و خوش آمد گویی به شما بازدید كننده عزیز. امیدوارم ساعات خوشی را در این وبلاگ به سر ببرید.
email : omidtakalii@yahoo.com

آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
.