L Ờ I M Ở ĐẦ U
1.6.5 L ớ p con MAC Ethernet
Lớp con MAC cú hai chức năng chớnh:
• Đúng gúi dữ liệu kể cảđúng khung trước khi truyền, phõn tớch và dũ lỗi trong suốt và sau khi nhận khung.
• Điều khiển truy nhập phương tiện bao gồm khởi tạo một sự truyền khung và phục hồi lại sự truyền bị hỏng.
a) Dạng khung cơ bản của Ethernet
Chuẩn 802.3 định nghĩa dạng khung dữ liệu cơ bản được yờu cầu cho tất cả sự thi hành của MAC, cộng thờm một vài khuụn dạng để chọn bổ sung mà được sử dụng để mở rộng giao thức. Dạng khung dữ liệu cơ sở gồm cú 7 trường:
PRE SFD DA SA Length/Type Data Pad FCS
• PRE (Preamble): gồm cú 7 byte. PRE là cỏc mức logic 0 và 1 xen kẽ nhau để bỏo cho trạm nhận khung dữ liệu đang đến và cung cấp phương tiện để đồng bộ mức thu nhận khung của lớp vật lý bờn nhận với luồng bit đến.
• DA (Destination Address): trường DA xỏc định trạm sẽ nhận khung. Một bit ngoài cựng bờn trỏi chỉ định cú phải là địa chỉ của một địa chỉ cỏ nhõn (chỉ định bởi 0) hoặc của một nhúm địa chỉ (chỉ định bởi 1). Bit thứ hai kể từ bờn trỏi chỉ định cú phải DA được quản lý toàn cục (mức 0) hoặc được quản lý nội bộ (mức 1), 46 bit cũn lại là một nhúm cỏc trạm hoặc tất cả cỏc trạm trờn mạng.
• SA (Source Address): cú độ dài 6 byte. Trường SA xỏc định trạm nguồn (trạm gửi). Trường SA luụn là địa chỉ duy nhất và bit đầu tiờn bờn trỏi luụn ở mức 0.
• Length/Type: cú độ dài 4byte. Trường này chỉ định số byte dữ liệu của lớp con MAC-Client mà được chứa trong trường dữ liệu của khung hoặc kiểu ID khung nếu khung được tập hợp sử dụng một dạng khung lựa chọn. Nếu giỏ trị của trường Length/Type ớt hơn hoặc bằng 1500, số byte của LLC trong trường dữ liệu bằng giỏ trị của trường Length/Type. Nếu lớn hơn 1536, khung này là một kiểu khung lựa chọn và giỏ trị của trường Length/Type chỉ định kiểu của khung sẽđược gửi và nhận.
• Data: Là sự nối tiếp của n byte giỏ trị bất kỳ với n ≤ 1500. Nếu chiều dài của trường dữ liệu nhỏ hơn 46, trường dữ liệu phải được mở rộng bằng cỏch thờm một bộ lọc thớch hợp để mang trường dữ liệu dài 46 byte.
• FCS (Frame Check Sequence): 4 byte. Trường này chứa một giỏ trị 32 bit kiểm tra độ dư vũng được tạo bởi lớp MAC bờn gửi và được tớnh toỏn lại ở lớp MAC bờn nhận để kiểm tra độ hư hại của khung. FCS được phỏt trờn cỏc trường DA, SA, Length/Type và Data.
b) Sự truyền khung dữ liệu
Bất cứ lỳc nào, một trạm MAC đầu cuối nhận một yờu cầu truyền khung kốm theo địa chỉ và thụng tin dữ liệu từ lớp con LLC, lớp MAC bắt đầu truyền một cỏch tuần tự bằng cỏch truyền thụng tin LLC vào bộ đệm khung lớp MAC.
• Việc định ranh giới mào đầu khung được chốn vào trường PRE và SOF.
• Số byte dữ liệu LLC được tớnh và chốn vào trường Length/Type. • Số byte dữ liệu LLC được chốn vào trường dữ liệu. Nếu lượng byte
dữ liệu LLC nhỏ hơn 46 thỡ phải đệm thờm để trường dữ liệu dài 46byte.
• Một giỏ trị FCS được phỏt trờn trường DA, SA, Length/Type, data và được gỏn vào phần sau của trường dữ liệu.
Sau khi khung được tập hợp, quỏ trỡnh phỏt khung phụ thuộc vào lớp MAC hoạt động ở chếđộđơn cụng hay song cụng.
Chuẩn IEEE 802.3 hiện tại yờu cầu tất cả cỏc lớp MAC Ethernet hỗ trợ hoạt động ở chế độ đơn cụng, trong chế độ này lớp MAC cú thể truyền và nhận khung nhưng khụng thể thực hiện cả hai. Ở chếđộ hoạt động song cụng cho phộp lớp MAC cú thểđồng thời truyền và nhận khung.
Truyền đơn cụng phương thức truy nhập CSMA/CD
Giao thức CSMA/CD được bắt đầu phỏt triển như là một phương thức để hai hoặc nhiều trạm cú thể chia sẻ chung một phương tiện trong một mụi trường khụng chuyển mạch khi giao thức khụng yờu cầu xử lý tập trung, truy nhập Token hoặc ấn định khe thời gian để cho biết khi nào một trạm sẽ được phộp truyền. Mỗi Ethernet MAC tự quyết định khi nú sẽđược phộp khung dữ liệu.
• Cú cảm nhận súng mang (Carrier sense): mỗi trạm liờn tục lắng nghe lưu lượng trờn cỏp để xỏc định khi nào khoảng trống giữa cỏc khung truyền xảy ra.
• Đa truy nhập (Multiple Access): cỏc trạm cú thể bắt đầu truyền bất cứ lỳc nào nú dũ thấy mạng rỗi.
• Phỏt hiện đụng độ (Collision detect): nếu hai hoặc nhiều trạm trong cựng mạng CSMA/CD bắt đầu truyền cựng một lỳc, thỡ cỏc luồng bit này sẽ bị xung đột trước khi nú hoàn thành việc gửi dữ liệu. Nú
phải ngưng truyền ngay khi phỏt hiện xung đột và phải đợi đến một khoảng thời gian ngẫu nhiờn rồi sẽ thử truyền lại.
Truyền song cụng-một cỏch tiếp cận để hiệu quả mạng cao hơn
Sự hoạt động song cụng là một khả năng lựa chọn MAC cho phộp truyền đồng thời theo hai hướng thụng qua kết nối điểm-điểm. Truyền song cụng về mặt chức năng là đơn giản hơn truyền đơn cụng bởi vỡ nú khụng tranh chấp phương tiện truyền thụng, khụng xung đột, khụng phải truyền lại và khụng cần bit mở rộng trong cỏc khung ngắn. Kết quả là khụng những chỉ cú nhiều thời gian cho việc truyền tải dữ liệu mà cũn gấp đụi hiệu quả băng thụng vỡ mỗi đường cú thể hổ trợ tốc độ cao nhất và truyền đồng thời theo hai hướng.
Quỏ trỡnh truyền thường bắt đầu ngay khi khung sẵn sàng để gửi. Chỉ cú một giới hạn là phải cú một khoảng trống IFG (InterFrame Gap) giữa cỏc khung liờn tiếp (hỡnh 3.7) và mỗi khung phải phự hợp với dạng khung Ethernet chuẩn.
Hỡnh 1.11: Khuụn dạng truyền dữ liệu song cụng