Standardul Ethernet

In anii ’70, trei dintre marile companii producatoare de echipamente de calcul(Digital Equipament Corporation, Intel Corporation si Xerox Corporation) au format un consortiu , numit DIX, de la initialele firmelor, pentru a dezvolta o retea de tip LAN. Primele rezultate au aparut la inceputul anilor ’80 , prin lansarea retelei Ethernet v.1.0. Cativa ani mai tarziu a aparut specificatia versiunii Ethernet v.2.0, specificatie a carei aspecte teoretice stau la baza definirii conceptelor aferente unei retele locale.

Bazat pe aceasta specificatie, organismul de standardizare IEEE a initiat

dezvoltarea unui standard, numit IEEE 802.3, adoptat apoi ca standard si de ISO, prin elaborarea ISO 8802.3.

Standardul IEEE 802.3, recunoscut si ISO 8802.3, cuprinde ca ierarhie un protocol pentru nivelul fizic (de fapt un evantai de protocoale posibile a se folosi pentru nivelul fizic) si un protocol pentru subnivelul MAC, acceptand ca protocol al subnivelului LLC superior, standardul IEEE 802.2 .

Standardul 802.3 s-a bazat initial, la nivel fizic, pe o arhitectura de tip magistrala cu cablu coaxial, si a evoluat catre topologie de stea, bazat pe cablu UTP (categorie a cablului cu perechi de fire rasucite) si fibra optica. Vitezele de transmisie prevazute de standard pentru diversele variante de medii sunt de 1Mbps, pentru varianta 1Base5, si 10Mbps, pentru versiunile 10Base5, 10Base2, 10Broad36, toate bazate pe cablu coaxial, pentru cablu cu perechi de fire rasucite UTP existand varianta 10Base T. Pentru fibra optica, standardul prevede tot viteza de 10Mbps, avand versiuni precum FOIRL, 10BaseFP, 10BaseFB, 10BaseFL.

Retelele care lucreaza la viteze peste 10Mbps sunt considerate retele de mare viteza, si sunt prezentate sub denumirea de LAN de mare viteza (HSLAN).

Nivelul fizic

Nivelul fizic indeplineste asupra datelor in principal functia de codificare/decodificare a pachetelor (cadrelor) in flux de biti, utilizand codificarea Manchester. Protocolul la nivelul fizic se ocupa insa si de specificarea caracteristicilor electrice, mecanice, functionale, ale elementelor care opereaza aici, precum transceiverul, repetorul, cablul, conectorul.

La modul general, pentru standardul 802.3, nivelul fizic poseda caracteristicile urmatoare:

- viteza de transmisie de 10Mbps;

- maxim 1024 de statii legate in retea;

- medii de transmisie diverse, precum cablul coaxial subtire (thin), cablul coaxial gros (thick), cablul cu perechi de fire rasucite (twisted pair), cablul coaxial CATV, cablul optic;

- topologii diverse: magistrala, inel (vazut ca o succesiune de legaturi punct-la-punct) si stea;

- distanta maxima intre doua statii din retea de 4km.

Subnivelul MAC

Functiile indeplinite de subnivelul MAC al standardului 802.3 sunt cele enumerate in capitolul precedent. Formatul cadrului de date este ilustrat in figura urmatoare :

Octeti 7 1 6 6 2 0 - 1500 0 - 46 4

Preambul SFD DA SA Lungime Info PAD FCS

Cadrul de date MAC 802.3 are o lungime variabila, cuprinsa intre 64 si 1518 octeti.

Primul camp al sau este campul Preambul, format din 7 octeti, pe baza caruia are loc sincronizarea statiei receptoare cu ceasul statiei transmitatoare a respectivului cadru.

Campul SFD, delimitator de inceput de cadru (Start Frame Delimiter), de un octet, contine biti codificati Manchester non-data (fara tranzitie la mijloc de bit), pentru a nu se confunda cu octeti din campurile obisnuite de date.

Campurile de adrese ale statiei sursa (campul SA) si a celei (ale celor) destinatie (campul DA), sunt de lungime de 6 octeti.

Campul Lungime (Length), indica lungimea campului urmator, de date (campul Info). De regula campul Info contine pachetul reprezentand unitatea de date a protocolului de nivel superior (LLC-PDU). Daca lungimea acestui camp de date nu depaseste 46 de octeti, este necesara inserarea unui camp suplimentar, numit PAD, care sa contribuie prin octetii sai la asigurarea lungimii minime de 64 de octeti pentru un cadru MAC 802.3.

Campul FCS (Frame Control Sequence) contine, precum cadrul Ethernet, valoarea sumei de control pe baza polinomului CRC, calculata pentru campurilor de date precedente.

Nici aici nu exista un camp marcator (delimitator) al sfarsitului de cadru, rolul sau este indeplinit de pauza de transmisie, sau intervalul de timp intre doua cadre succesive (inter-frame gap ), si care are prin standard stabilita o valoare minima de 9,6ms.

Interfata 802.3

Controllerul de retea sau interfata 802.3 are aceleasi caracteristici precum interfata Ethernet. Deosebirea ar fi ca placa de retea poate contine nu numai interfata, ci si circuitele transceiverului. In acest caz posibil nu mai exista in exterior cablu transceiver (numit prin standardul 802.3, cablu AUI (Attachment Unit Interface)).

Transceiver

Transceiverul, asa cum este specificat de standardul 802.3, are aceleasi functii precum cele descrise pentru transceiverul Ethernet v.2.0. Ele sunt insa incompatibile, datorita temporizarii diferite (durate diferite ale semnalului de test si ale momentelor generarii, fata de terminarea transmiterii unui cadru) pentru semnalele de test ale coliziunii, semnal numit CPT/Heartbeat in terminologia Ethernet si numit SQET (Signal Quality Error Test) in cea a standardului 802.3. Din aceasta cauza, nu se poate vorbi de o compatibilitate a interfetelor Ethernet si 802.3.