مفاهيم معلوماتية

بنية الإيثرنت

التوصيف المعياري للإيثرنت
في شباط عام 1980 جرى تشكيل لجنة من قبل الهيئة IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) من أجل إيجاد معايير قياسية للعديد من تقنيات الشبكات، أطلق على هذه اللجنة الاسم (802) نسبة إلى العام والشهر الذي أحدثت فيه، وتم تقسيم هذه اللجنة إلى عدة لجان جزئية عنيت كل منها بتقييس تقنية معينة من تقنيات الشبكات فأعطيت هذه اللجان أرقاماً تنسبها إلى اللجنة الأصلية فيظهر اسم تلك اللجان الجزئية على الشكل 802.X، فكانت اللجنة 802.3 هي التي عنيت بإيجاد الخوارزمية العامة لإيجاد آلية عمل شبكات التي تستخدم الـ CSMA/CD والتي تندرج تحتها الـ DIX إيثرنت، وكانت أيضاً اللجنة 802.2 التي اهتمت بتقسيم طبقة الـ Data link layer إلى طبقتين جزئيتين : الطبقة الجزئية العليا طبقة التحكم المنطقية (LLC)ـ LLC (Logical Link Control) ومهمتها تقديم أكثر من نقطة تزويد خدمة (Service Access Point SAP) لـ طبقة الشبكة الـ Network والتحكم بالدفق والتزامن وتفقد وجود الأخطاء، والطبقة الجزئية الدنياـ MAC (Media Access Control) التي تعنى بعمليات نقل المعطيات بين كرت الشبكة (Network Interface Card) والوسط الفيزيائي للنقل 0
 
الوسط الفيزيائي (Medium)
تستخدم شبكات الإيثرنت عدة أنواع من كابلات التوصيل وتختلف هذه الكابلات من حيث البنية والسعة العظمى للنقل (Data Rate) وهي :
 
الكابل المحوري (Coaxial Cable) : في المراحل الأولى للإيثرنت جرى استخدام كابل عرف باسم ThickNet قطره 10 ملم يتميز بمعدل نقل 10Mbps ويستخدم الآلية BaseBand لكشف الأخطاء، ويتيح طولاً أعظمياً للشبكة (Network Span) يقارب الـ 2500 متر، وعدد من العقد في المقطع يبلغ أعظمياً الـ 100 عقدة وبحيث لا يتجاوز طول المقطع الـ 500 متر ويعرف أيضاً باسم 10Base5 حيث ترجع العشرة إلى معدل النقل والـ Base إلى آلية كشف الخطأ والـ 5 إلى الطول الأعظمي للمقطع.
 
أما النوع الآخر من الكابلات المحورية فهو ما عرف باسم ThinNet قطره 5 ملم يتميز بمعدل نقل 10Mbps ويستخدم الآلية BaseBand لكشف الأخطاء، ويتيح طولاً أعظمياً للشبكة (Network Span) يقارب الـ 925 متر، وعدد من العقد في المقطع يبلغ أعظمياً الـ 30 عقدة وبحيث لا يتجاوز طول المقطع الـ 500 متر ويعرف أيضاً باسم 10Base2 حيث ترجع العشرة إلى معدل النقل والـ Base إلى آلية كشف الخطأ والـ 2 إلى الطول الأعظمي للمقطع، ونلاحظ أن هذا النوع من الكابلات عموماً أصبح نادر الوجود في الوقت الحالي.
 
و هناك نوع ثالث من الكابلات المحورية المستخدمة في شبكات إيثرنت تعرف بـ 10Broad36 حيث يبلغ قطر الكابل 0.4-1.0 سم يتميز بمعدل نقل 10Mbps ويستخدم الآلية BroadBand لكشف الأخطاء، ويتيح طولاً أعظمياً للشبكة (Network Span) يقارب الـ 3600 متر ولا يتجاوز طول المقطع الـ 1800 متر.
 
الكابلات المجدولة Twisted Pair : ولها نوعان هما Shielded Twisted Pair (STP) و Unshielded Twisted Pair (UTP) يختلفان اختلافاً بسيطاً في البنية بحيث أن الأول يعد أكثر مقاومة للتشويش ولكنه أعلى كلفة.
 
تستخدم شبكلا الإيثرنت النوع UTP حيث يبلغ قطر الكابل 0.4-0.6 سم يتميز بمعدل نقل 10Mbps ويستخدم الآلية BaseBand لكشف الأخطاء، ويتيح طولاً أعظمياً للشبكة (Network Span) يقارب الـ 500 متر ولا يتجاوز طول المقطع الـ 100 متر ويعرف أيضاً باسم 10BaseT.
 
و هناك سعات لكابلات الـ UTP تبلغ الـ 100Mbps يمكنها تخديم الـ 100Mbps إيثرنت وحتى الـ Gigabit إيثرنت وتوفير مسافات أعظمية أكبر للشبكة.
 
الألياف الضوئية (Optical Fiber) : أكثر كلفة من الـ UTP لاستخدامها تقنيات نقل أعلى وتستخدم غالباً في توصيل المبدلات (switches) والمركّزات hubs وليست شائعة الاستخدام في توصيا الحواسب والطرفيات إلى الشبكة نظراً لكلفتها المرتفعة.
 
الإطار (Frame)
نميز للإطار بنيتين أساسيتين أولاهما تعبر عن الإطار المستخدم في إيثرنت II (أو Ethernet DIX V2.0) والأخرى تعبر عن البنية القياسية للإطار المحدد من قبل IEEE وتبدو هاتان البنيتان على الشكل :
 
بنية الإطار Ethernet II :
 
– حقل المقدمة Preamble : وهو عبارة عن 7Bytes مهمتها تحديد بداية الإطار وتحقيق التزامن بين المرسل والمستقبل.
 
– حقل محدد بداية الإطار (Start Of Frame Delimiter SOF) : وهو عبارة عن 1Byte ينتهي دوماً بالبتّين 11 لإعطاء إشارة أن البتّات التالية تعبر عن العنوان MAC للمستقبل.
 
– حقل عنوان المستقبل (Destination Address DA) وهو عبارة عن 6Bytes لتحديد الـ MAC Address للمستقبل وقد يكون المستقبل عقدة وحيدة (UniCast) أو عدة عقد (MultiCast) أو كافة عقد الشبكة (BroadCast).
 
– حقل عنوان المرسل (Source Address SA) وهو عبارة عن 6Bytes لتحديد الـ MAC Address للمرسل.
 
– الحقل (Type) : ويستخدم لترميز البروتوكول المستخدم في الطبقة الأعلى التي ستمرر المعطيات إليها ويستخدم الترميز السداسي عشر فمثلاً بفرض كانت قيمته السداسية عشر هي عبارة عن 0800 فهذا يعني أن بروتوكول الطبقة العليا المستخدم هو بروتوكول الإنترنت IP protocol، بينما تدل القيمة السداسية عشر 8137 على أن بروتوكول الطبقة الأعلى هوProtocol IPX.
 
إن مجموعة الحقول (Destination Address DA و Source Address SA و Type) تؤلف ما يسمى بالترويسة Header.
 
– الحقل Data: وهو متغير الطول ويعبر عن المعطيات الفعلية التي يجري إرسالها والتي تجري عليها عملية Framing والتي سيجري تمريرها إلى الطبقة التالية.

Similar Posts