ローカルエリアネットワークの基本概念とアーキテクチャ

ここローカルエリアネットワークでは、データリンク層の知識がほとんどですが、私もデータリンク層の知識を学ぶことで多くのことを学びました。

ローカルエリアネットワーク、つまり同じエリアに直接接続されたコンピュータ群で重要なことは、ブロードキャストチャネルが使用されることです。このブロードキャストは、その後のブロードキャストとは異なります。それは本物のブロードキャストであり、パブリックチャネルであり、コンテンツはチャンネルに直接送信されます。誰でも受信できます。

同時に、リンク層の性質がより良くなると仮定します。

まず概要を説明し、次にイーサネットの助けを借りて詳しく説明しましょう。

基本的な考え方

トポロジー

基本的に、イーサネットの基本トポロジは次のとおりです。

星、バス、リング、ツリー

それで4つ。

メディアアクセス制御モード

CSMA\CD
- これは重要な知識ポイントなので、別の場所で説明します。
トークンバス
- すべてのワーカーは論理リング内に順番に配置され、トークン所有者のみがバスを制御して情報を送信できます。
トークンリング

LANの分類

実際、LAN にはさまざまなアーキテクチャがあり、もちろんイーサネットが最もよく使用されます。異なるアーキテクチャの利点は同じではなく、それぞれに独自の特徴があります。

イーサネット
トークンリング
FDDI ネットワークファイバー分散データインターフェイス
ATMネットワーク
無線LAN

IEEE 802

これは一連のプロトコルセット、つまり標準セットです。

LMSC (LAN/MAN Standards Committee、LAN/MAN Standards Committee) としても知られる IEEE 802 は、最小の OSI ネットワーク参照モデルに対応する、LAN と MAN の物理層と MAC 層で定義されたサービスとプロトコルの研究に取り組んでいます。 2 つの層 (つまり、物理層とデータリンク層)。

802.3: イーサネット
802.5: トークンリング
802.11：無線LAN

MACサブレイヤーとLLCサブレイヤー

IEEE802 シリーズ規格では、データリンク層を LLC (Logical Link Control、論理リンクコントロール) と MAC (Media Access Control、メディアアクセスコントロール) の 2 つのサブレイヤーに分割しています。

上位の LLC サブレイヤは、フロー制御、エラー回復などのデータリンク層のハードウェアに依存しない機能を実装し、下位の MAC サブレイヤは、LLC と物理層の間のインターフェイスを提供します。

マック

MAC サブレイヤは、物理層の「0」および「1」ビットストリームをフレームに形成し、フレームの終わりにあるエラーチェック情報を通じてエラーチェックを実行する責任を負い、イーサネットなどの共有メディアへのアクセス方法を提供します。競合検出機能付きキャリアセンス多重アクセス (CSMA/CD)、トークンリング (トークンリング)、ファイバー分散データインターフェイス (FDDI) など。

MAC サブレイヤは、一般に MAC アドレス (物理アドレス) と呼ばれる別の LAN アドレスを割り当てます。MAC サブレイヤは、ターゲットコンピュータの物理アドレスをデータフレームに追加します。データフレームがピア MAC サブレイヤに渡されると、アドレスが自分のアドレスと一致するかどうかがチェックされます。フレーム内のアドレスが自分のアドレスと一致しない場合は、 , 一致する場合はフレームが破棄され、一致する場合は上位層に送信されます。

LLC

LLC サブレイヤは IEEE802.2 標準で定義され、802 標準シリーズで共有されますが、MAC サブレイヤプロトコルは独自の物理層に依存します。

IEEE802.15.4 の MAC 層は、複数の LLC 標準をサポートできます。SSCS (Service-Specific Convergence Sublayer) プロトコルは、IEEE802.2 Type 1 LLC 標準を伝送し、他の LLC 標準が IEEE802.15.4 MAC 層サービスを直接使用できるようにします。

LLC サブレイヤは、ネットワーク層に統合された論理ビューを提供します。

LLC は、ネットワーク層プロトコルを識別し、それらをカプセル化する責任があります。LLC ヘッダーは、フレームを受信したときにそのフレームをどう処理するかをリンク層に指示します。

主な機能:

伝送の信頼性の保証と制御。
データパケットの断片化と再構築。
パケットの連続送信。

仕える：

コネクションレス型サービスに対する確認応答がありません。パケット型のサービスです。
接続されたサービス。このサービスは、HDLC が提供するサービスと同様です。
未接続を確認するサービスがあります。確認応答付きのパケットを配信しますが、接続は確立しません。

LLC サブレイヤは、DSAP によってインデックス付けされた関数のリストを保持しており、データパケットが受信されると、DSAP のインデックスを使用して対応する関数が呼び出され、データパケットを対応する受信キューにハングします。

イーサネットの詳しい説明

イーサネットは、現実世界で最も普及しているタイプのコンピュータネットワークです。イーサネットには 2 つのタイプがあります。1 つ目のタイプはクラシックイーサネット、2 つ目のタイプはスイッチと呼ばれるデバイスを使用して異なるコンピュータを接続するスイッチドイーサネットです。

イーサネットの標準トポロジはバストポロジですが、ファストイーサネット (100BASE-T、1000BASE-T 標準) では、競合を減らし、ネットワーク速度を最大化し、使用効率を最大化するために、ネットワーク接続と構成にスイッチを使用します。このように、イーサネットのトポロジはスター型になりますが、論理的には、イーサネットは依然としてバストポロジと CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection、つまりキャリア多元接続/衝突検出) バステクノロジを使用しています。

イーサネットはコネクションレスで信頼性の低いサービスを提供します

イーサネットはエラーのない受信のみを実現し、信頼性の高い送信は実現しません。

信頼性の低いトランスポートサービス: エラーのあるフレームのみを破棄し、他には何も行いません
信頼性の高い送信: 送信者が何を送信し、受信者が何を受信したかを認識する方法を見つける

エラー制御は上位層によって制御されます。

10BASE-T

基本コンセプト:

10	ベース	T
伝送速度	ベースバンド信号が送信されます	ツイストペアの使用を表します

物理的にはスタートポロジですが、論理的にはバス構造を使用し、マンチェスターエンコーディングを使用し、CSMA\CD 制御を使用するため、衝突が発生します。

アダプターとMACアドレス

実際、コンピュータとネットワーク間のやり取りは、この通信アダプタ、つまりネットワークインターフェイスカード、ネットワークカードを介して行われます。

ネットワークカードには、独自の CPU、RAM、ROM もあります。

各ネットワークカードには工場出荷時に固有の MAC アドレスが割り当てられ、自身の ROM に記録されており、この MAC アドレスによって各ネットワークカードが識別されます。

ローカルエリアネットワークでは、ハードウェアアドレス = 物理アドレス = MAC アドレスになります。MAC アドレスは識別子です (実際、混乱がない限り、MAC アドレスはローカルエリアネットワークに現れるため、この MAC アドレスを繰り返すことができますが、一部のクラウドサービスでは、繰り返しがあまり適切ではありません)。。

マウスなどにも独自のネットワークカードと MAC アドレスがあります (ログインルートを使用してアドレスを変更することもできます)

イーサネットMACフレーム

宛先アドレス	送信元アドレス	タイプ	データ	FCS
6	6	2	46-1500 には IP データグラムが含まれます	確認のため、長さは 4 です

MAC アドレスの長さは 6 であるため、宛先アドレスと送信元アドレスは 6 バイトで表されます。

一般に、イーサネット MAC フレームの前に8 バイトのプリアンブルが追加されます。最初の 7 バイトはプリアンブルを表し、最後のバイトはフレーム開始デリミタを表します。

ユニキャスト
ブロードキャスト、宛先アドレスはすべて 1
マルチキャスト

マンチェスターが使用される場合、データを表現するために特別なレベルを使用するため、中間の遷移によって表されるエンドキャラクタはありません。送信が終了すると、そのような機能はなくなります。