Стандарты Project IEEE 802.x

Два нижних уровня модели OSI относятся к оборудованию: сетевой плате и кабелю. Для дальнейшей детализации требований к аппаратуре, которая работает на этих уровнях Институт Инженеров по электронике и электротехнике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) разработал расширения, предназначенные для разных сетевых плат и кабелей, и широко известные какProject 802.

Project 802 устанавливает стандарты для физических компонентов сети – интерфейсных плат и кабельной системы, с которыми имеют дело Физический и Канальный уровни модели OSI. Эти стандарты, называемые 802 – спецификациями, распространяются на:

- платы сетевых адаптеров;

- компоненты глобальных вычислительных сетей;

- компоненты сетей, при построении которых используют коаксиальный кабель и витую пару.

Спецификации 802 определяют способы, в соответствии с которыми платы сетевых адаптеров осуществляют доступ к физической среде и передают по ней данные.

В соответствии с рекомендациями IEEE Канальный уровень разбит на два подуровня (рис. 3.5)

Рисунок 3.5. Подуровни LLC и MAC

Управление логической связью (Logical Link Control, LLC) – установление и разрыв соединения, управления потоком данных, упорядочение и подтверждение приема кадров:

Управление доступом (Media Access Control, MAC) к среде передачи, определение границ кадров, контроль ошибок, распознавание адресов кадров.

Подуровень MAC появился из-за существования в локальных сетях разделяемой среды передачи данных. Именно этот подуровень обеспечивает корректное совместное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение той или иной станции сети. После того как доступ к среде получен, ею может воспользоваться более высокий подуровень LLC, организующий передачу логических единиц данных, пакетов (кадров) информации с различным уровнем качества транспортных услуг. В современных локальных сетях получили распространение несколько протоколов подуровня MAC, реализующих различные алгоритмы доступа к разделяемой среде. Эти протоколы полностью определяют специфику таких технологий, как Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG – AnyLAN.

Подуровень LLC отвечает за передачу кадров данных между узлами с различной степенью надежности, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Именно через уровень LLC сетевой протокол запрашивает у канального уровня нужную ему транспортную операцию с нужным качеством. На подуровне LLC существует несколько режимов работы, отличающихся наличием или отсутствием на этом уровне процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, т.е. отличающихся качеством транспортных услуг этого уровня.

По своему назначению все кадры уровня LLC (называемые в стандарте 802.2 блоками данных – Protocol Data Unit, PDU) подразделяются на три типа – информационные, управляющие и ненумерованные.

Информационные кадры предназначены для передачи информации в процедурах с установлением логического соединения LLC2 и должны обязательно содержать поле информации.

Управляющие кадры предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения LLC2, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков.

Ненумерованные кадры предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов, выполняющих в процедурах без установления логического соединения LLC1 передачу информации, идентификацию и тестирование LLC-уровня, а в процедурах установления логического соединения LLC2 – установление и разъединение логического соединения, а также информирование об ошибках. Все типы кадров LLC уровня имеют единый формат, показанный на рис.3.6.

Рисунок 3.6. Формат кадра LLC

Кадр LLC обрамляется двумя однобайтовыми полями «Флаг», имеющими значение 01111110. Флаги используются для определения границ кадра LLC.

Кадр LLC содержит поле данных и заголовок, который состоит из трех полей:

- адрес точки входа службы назначения (Destination Service Access Point, DSAP);

- адрес точки входа службы источника (Source Service Access Point, SSAP);

- управляющее поле (Control).

Поле данных кадра LLC предназначено для передачи по сети пакетов протоколов вышележащих уровней – сетевых протоколов IP, IPX, AppleTalk, DECnet, в редких случаях – прикладных протоколов, когда те вкладывают свои сообщения непосредственно в кадры канального уровня. Поле данных может отсутствовать в управляющих кадрах и некоторых ненумерованных кадрах.

Адресные поля DSAP и SSAP занимают по 1 байту. Они позволяют указать, какая служба верхнего уровня пересылает данные с помощью этого кадра.

Поле управления (1 или 2 байта) имеет сложную структуру при работе в режиме LLC2 и достаточно простую структуру при работе в режиме LLC1.

Протоколы подуровней MAC и LLC взаимно независимы – каждый протокол подуровня MAC может применяться с любым протоколом подуровня LLC и наоборот.

Стандарты IEEE 802 имеют достаточно четкую структуру, приведенную на рис. 3.7.

Рисунок 3.7. Стандарты IEEE 802

Как видно из рисунка, практически у каждой технологии единственному протоколу уровня MAC соответствует несколько вариантов протоколов физического уровня.

Стандарт, разработанный подкомитетом 802.1, носит общий для всех технологий характер. Подкомитет 802.1 разработал общие определения локальных сетей и их свойства, определил связь трех уровней модели IEEE 802 с моделью OSI, описал взаимодействие между собой различных технологий, а также построение более сложных сетей на основе базовых технологий.

Над канальным уровнем всех технологий изображен общий для них протокол LLC, поддерживающий несколько режимов работы и независящий от конкретной технологии. Стандарт LLC курирует подкомитет 802.2.

Стандарты 802.3, 802.4, 802.5 и 802.12 описывают технологии локальных сетей Ethernet, ArcNet, Token Ring, 100VG-AnyLAN, соответственно.