Ethernet е най-широко разпространената LAN технология, заради редица предимства: сравнително лесна е за разбиране, реализиране, управление и поддръжка, позволява имплементации с ниски разходи, осигурява голяма гъвкавост на топологията за мрежови внедрявания.
Първоначално Ethernet е разработена от Xerox през 1970 година като експериментална мрежа, оперираща върху коаксиален кабел със скорост на трансфер 3Mbps на базата на CSMA/CD протокола.
През 1980 в проекта се включват компаниите DEC и Intel и заедно разработват спецификацията 10-Mbps Ethernet Version 1.0, а през 1985 802.3 става официален стандарт за мрежата.
LAN мрежите могат да имат най-различни топологии и конфигурации, в зависимост от големината и сложността им, но те представляват комбинации от три базови структури:
Tази свързаност, известна още като точка-до-точка, е най-простата възможна топология. В нея участват само две мрежови устройства, като връзката помежду им може да е от типа DTE-to-DTE, DTE-to-DCE или DCE-to-DCE. Максималната дължина на свързващата среда (линка) зависи от вида медиа (кабел, оптика и т.н.), както и от метода на трансфер, който ще се използва.
Bus Topology
Остаряла мрежова архитектура, която позволява свързаност между определен брой възли в мрежата посредством комуникационен канал, наречен "bus" (още шина, магистрала).
Топологията е най-лесния начин за връзка между повече клиенти в една мрежа, но поради риска от възникване на колизии (заявка за едновременно предаване по канала от два или повече клиента) е необходимо да се внедряват технологии за засичане и избягване на конфликтния трансфер.
Друг сериозен риск при тази архитектура е повреда в комуникационния канал, което спира работата на цялата мрежа. Освен това скоростта на трафика драстично намалява с нарастване броя на възлите, свързани към магистралата.
Star
Топологията "звезда" е изградена около централно мрежово устройство (хъб или суич), към което посредством point-to-point връзки са свързани DTE или DCE устройства. Физическата среда в мрежата обикновенно е оптичен кабел или усукани двойки.
Това е една от най-познатите и използвани архитектури. Предимствата и включват по-добро представяне и надеждност - повреда в една от връзките не засяга останалите и мрежата продължава да бъде функционална; простота на реализация и поддръжка; централизация на управлението, което гарантира по-лесно отркиване на неизправности в мрежата или някое от устройствата.
Главния недостатък на такава архитектура е в риска от дефект в централното устройство, който води до критична ситуация и спира работата на цялата мрежа. Освен това чисто физически големината на структурата зависи от броя интерфейси за връзка между хъба и крайните устройства.
Логическо съответствие с OSI модела
Клиента може да бъде един от два типа:
- logical link control (LLC): ако устройството е DTE. Подслоя предоставя интерфейс между Ethernet MAC и горните слоеве на протокола
- bridge: ако устройството е DCE. Моста осигурява LAN-to-LAN интерфейс между локални мрежи, използващи еднакъв протокол (например Ethernet към Ethernet) или различни протоколи (Ethernet към Token Ring)
MAC подслоя се грижи за капсулирането на данните във фрейма, преди да се изпрати, както и засичането на грешки по време на и след изпращане. Той също управлява достъпа до средата - кога да се инициира ново изпращане на фрейм или повторно изпращане в случай на неуспешен трансфер.
Основен формат на Ethernet фрейм
Състои се от седем базови полета и е необходим при всяка MAC имплементация:
- preamble (PRE): преамбюла е с дължина седем байта и представлява предварително установена последователност от нули и единици, която индикира началото на фрейма и указва последователността в серия получени фреймове
- start of frame delimiter (SFD): еднобайтово поле с променлива двойчна последователност завършваща с две 1-ци, които указват че следващия бит във фрейма е най-левия бит на най-левия байт в адреса на получателя (т.е. указват къде свършва SFD и къде започва DA)
- destination address (DA): шестбайтово поле, идентифициращо кое устройство в мрежата трябва да получи фрейма. Най-левият бит от полето указва дали адреса е индивидуален (0) или групов (1). Следващият бит индикира дали адреса е глобално (0) или локално (1) администриран
- source address (SA): шестбайтово поле, указващо от къде се изпраща фрейма. Адреса е винаги индивидуален, а най-левият бит винаги е 0
- Length/Type: поле с дължина два байта, което указва или дължината на пакета данни, предаван с фрейма, или идентификатора на типа на фрейма
- Data: поле, не по-голямо от 1500 байта, съдържащо данните, предавани с фрейма (във вид на двоична последователност)
- Pad: допълнителен блок, който се добавя към Data полето, ако то е с дължина по-малка от 46 байта
- frame check sequence (FCS): поле с дължина четири байта, съдържащо кода за проверка на валидността на фрейма
Състои се от седем базови полета и е необходим при всяка MAC имплементация: