الهندسةهندسة الاتصالات

تنسيق إطار إيثرنت IEEE 802.3

اقرأ في هذا المقال
  • تنسيق إطار بيانات إيثرنت طبقة التحكم
  • تنسيق حزمة الإيثرنت
  • عناوين الإيثرنت - Ethernet addresses

يُحدد (Ethernet IEEE 802.3) تنسيقات الإطارات أو هياكل الإطارات التي تم تحديثها داخل طبقة التحكم (Media Access Control) الخاصة بالبروتوكول، كما إنّها تمكن من تحديد المصدر للرسائل المرتجعة، كما يتم استخدام نفس بنية الإطار بشكل أساسي للمتغيرات المختلفة لشبكة (Ethernet) على الرغم من وجود بعض التغييرات في بنية الإطار لتوسيع أداء النظام إذا لزم الأمر.

 

تنسيق إطار بيانات إيثرنت لطبقة التحكم:

 

يشار إلى إطار (Ethernet) الأساسي المستخدم اليوم بإطار إيثرنت من النوع (II)، كما يُعد هذا هو تنسيق الإطار الذي طورته عناصر طبقة التحكم من البرتوكول، ثم يتم تمريره إلى الطبقة المادية للطبقة الفيزيائية لوضعه في التنسيق للإرسال، حيث يتكون تنسيق الطبقة المادية من العناصر الرئيسية لإطار البيانات، ولكن بدون بعض الرؤوس اللازمة للإرسال الفعلي للبيانات الإجمالية، ومع السرعات العالية وتنوع الوسائط المستخدمة، يحتاج هذا التنسيق الأساسي أحياناً إلى تكييفه لتلبية المتطلبات الفردية لنظام الإرسال، ولكن لا يزال هذا محدداً في التعديل أو التحديث لمتغير الإيثرنت المحدد.

 

تنسيق حزمة الإيثرنت:

 

لإرسال البيانات عبر ارتباط (Ethernet)، سواء داخل شبكة منطقة محلية (LAN) أو شبكة واسعة (WAN) أو ارتباط بيانات آخر، يجب إضافة بعض العناصر الإضافية إلى إطار بيانات (MAC) الأساسي بحيث يمكن نقل البيانات، حيث تتعلق العناصر الإضافية بمزامنة وإعداد جهاز الاستقبال لاستقبال إطار البيانات، كما يتكون الإطار الأساسي من سبعة عناصر مقسمة بين ثلاث مناطق رئيسية:

 

رأس حزمة الإيثرنت Header:

 

أولاً: المقدمة وبداية محدد الإطار :

 

تتم إضافة هذا العنصر داخل الرأس بواسطة جزء الطبقة الفيزيائية من البروتوكول، كما إنّها تُمكّن المتلقي من المزامنة ومعرفة أنّ إطار البيانات على وشك الإرسال.

 

  • المقدمة (Preamble): يبلغ طولها (7 بايت) وتتكون من نمط متناوب من الآحاد والأصفار، وهذا يُعلم محطات الاستقبال أنّ إطاراً ما يبدأ بالإضافة إلى تمكين التزامن.

 

  • بداية محدد الإطار (Start of Frame Delimiter): يتكون هذا من بايت واحد، ويحتوي على نمط بديل من الآحاد والأصفار ولكنه ينتهي في اثنين.

 

2- عنوان الوجهة Destination Address:

 

يحتوي هذا الحقل على عنوان المحطة التي تستهدفها البيانات، ويمكن أن يكون عنواناً فردياً أو عناوين متعددة.

 

3- عنوان المصدر Source Address:

 

يتكون عنوان المصدر من (6 بايت) ويتم استخدامه لتحديد محطة الإرسال، كما يكون هذا دائماً عنواناً واحداً ويشار إليه في حقل العنوان.

 

4- الطول والنوع  Length and Type:

 

يبلغ طول هذا الحقل (2 بايت) حيث يوفر بيانات طبقة التحكم (MAC)، ويدل كذلك على عدد أنواع بيانات العميل المضمونة في حقل بيانات الإطار، كما قد يشير أيضاً إلى نوع مُعرف الإطار إذا تم دمج الإطار باستخدام تنسيق اختياري (IEEE 802.3 فقط).

 

ثانياً: حمولة حزمة الإيثرنت:

 

تحتوي هذه الكتلة على بيانات الحمولة وقد يصل طولها إلى (1500 بايت)، حيث إذا كان طول الحقل أقل من (46 بايت)، تتم إضافة بيانات الحشو لجعل طوله يصل إلى الحد الأدنى المطلوب وهو (46 بايت)، كما سُمحت التطبيقات اللاحقة لما يسمى بإطارات “الجامبو” التي يصل طولها إلى (9000 بايت)، لتسهيل أنواع معينة من تدفقات حركة المرور الكبيرة للبيانات، مثل عمليات نقل الملفات وروابط الفيديو.

 

ثالثاً: ممر إطار نقل بيانات الإيثرنت Trailer:

 

تسلسل فحص الإطار  (Frame Check Sequence)، حيث يبلغ طول الحقل (4 بايت)، حيث يتضمن على (32 بت) لفحص التكرار الدوري (Cyclic Redundancy Check) الذي يتم إنشاؤه عبر حقول عنوان الوجهة (DA) وعنوان المصدر (SA) والطول أو النوع والبيانات، وبعد إطار بيانات (Ethernet) نفسه حيث توجد فجوة بين الإطارات لا تقل عن (12 بايت) من البيانات، كما يعمل هذا كمحدد للتأكد من أنّ جهاز الاستقبال يعرف أنّ الإطار مكتمل قبل إرسال أي بيانات أخرى.

 

عناوين الإيثرنت Ethernet addresses:

 

كل بطاقة واجهة شبكة إيثرنت، حيث يتم إعطاء واجهة تحكم في الشبكة (Network interface controller) معرفاً فريداً يسمى عنوان (MAC)، كما يتم تعيين ذلك من قبل الشركة المصنعة للبطاقة ويمكن لكل مصنع يتوافق مع معايير (IEEE) التقدم بطلب إلى هيئة تسجيل (IEEE) لمجموعة من الأرقام لاستخدامها في منتجاتها، حيث يتم تشكيل عناوين (MAC) وفقاً لمبادئ مساحتي الترقيم استناداً إلى المعرفات الفريدة الممتدة، والذي يحل محل المصطلح القديم (MAC-48) أي عناوين (48 بت) و(EUI-64) أي عناوين (64 بت).

 

من حيث استخدامها وتشغيلها، يمكن أن يكون هناك بعض الالتباس بين عناوين (IP) وعناوين (MAC)، حيث ترتبط عناوين (IP) بتطبيقات وبرامج شبكات (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)، ويرتبط عنوان (MAC) بالأجهزة المحددة أو محول الشبكة، كما يتوفر بروتوكول تحليل العنوان يترجم (Address Resolution Protocol) عنوان (IP) إلى عنوان (MAC).

 

يتألف عنوان (MAC) عادةً من رقم بطول (48 بت) يمكن كتابته في نص ليظهر مثل (00: 0a: 95: 9d: 68: 16)، كما يمكن ملاحظة أنّه عبارة عن سلسلة من ست مجموعات من رقمين أو أحرف، مفصولة بنقطتين عند كتابته بطريقته، وضمن الرقم تُحدد الـ (24 بت) الأولى الشركة المصنعة وتُعرف باسم معرف الشركة المصنعة أو المُعرف الفريد التنظيمي (Organizational Unique Identifier)، ويتم تعيين ذلك بواسطة سلطة التسجيل حيث يتم تعيين النصف الثاني من العنوان من قبل الشركة المصنعة ويُعرف باسم امتداد معرف اللوحة.

 

عادةً ما يتم برمجة عنوان (MAC) في الجهاز بحيث لا يمكن تغييره، ونظراً لتحديد عنوان (MAC) إلى (NIC) فإنّه يتحرك مع الكمبيوتر، وحتى إذا انتقلت بطاقة الواجهة إلى موقع آخر في جميع أنحاء العالم يمكن الوصول إلى المستخدم؛ لأنّه يتم إرسال الرسالة إلى عنوان (MAC) المحدد.

 

ترجمة العناوين Address Resolution Protocol:

 

بروتوكول تحليل العنوان (ARP): هو بروتوكول يستخدمه بروتوكول الإنترنت (IP – RFC 826)، على وجه التحديد (IPv4)، لتعيين عناوين شبكة (IP) لعناوين الأجهزة المستخدمة بواسطة بروتوكول ارتباط البيانات حيث يعمل البروتوكول أسفل طبقة الشبكة كجزء من الواجهة بين شبكة (Open Systems Interconnection) وهي اختصار لـ (OSI) وطبقة ارتباط (OSI)، كما يتم استخدامه عند استخدام (IPv4) عبر (Ethernet).

 

تستخدم شبكة (Ethernet) عنواني أجهزة يحددان مصدر ووجهة كل إطار يرسله الإيثرنت، وقد يحدد عنوان الوجهة حزمة بث ليتم إرسالها إلى جميع أجهزة الكمبيوتر المتصلة، حيث يُعرف عنوان الجهاز باسم عنوان التحكم في الوصول المتوسط ​​(MAC) في إشارة إلى المعايير التي تحدد (E)، كما يتم تخصيص عنوان ارتباط فريد عالمياً من (6 بايت) لكل بطاقة واجهة شبكة كمبيوتر عندما يقوم المصنع بتصنيع البطاقة.

 

وهذا هو عنوان مصدر الارتباط العادي الذي تستخدمه الواجهة، كما يُرسل الكمبيوتر جميع الحزم التي يقوم بإنشائها باستخدام عنوان ارتباط مصدر الأجهزة الخاص به، ويتلقى جميع الحزم التي تطابق نفس عنوان الجهاز في الحقل الوجهة أو واحد أو أكثر من عناوين البث أو الإرسال المتعدد المحددة مسبقاً.

المصدر
IEEE Ethernet standardsEthernet Frame FormatTHE IEEE 802.3 FRAME FORMAT802.3 AT 10Mbps

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى