Ethernet Local Area Networks

Ethernet LAN เป็นระบบ LAN ที่ใช้ topology แบบ BUS และนับว่าเป็นมาตรฐานสำหรับ LAN แบบ BUS topology ในทุกวันนี้( ยกเว้น 10BaseT และ 10aseFL ซึ่งจะเป็น topology แบบ star และ point – to - point ตามลำดับ ) Ethernet (Version 2) จะมีความใกล้เคียงกับ มาตรฐาน IEEE 802.3 มาก มาตรฐานดังกล่าว จะกล่าวถึงลักษณะทางกายภาพและวิธีการส่งข้อมูลซึ่งเป็นระบบ LAN ที่ใช้วิธีการ carrier sense multiple access/collision detection (CSMA/CD) ในระบบ LAN ที่ใช้วิธีการ ( CSMA/CD ) นี้ ทุกสถานีงานสามารถ access เข้าไปใน เครือข่าย ได้ในทุกเวลาที่ต้องการ แต่ก่อนการส่งข้อมูลซึ่งปกติเป็นการส่งในรูป packet แต่ละสถานีจะต้อง “ ฟัง ” หรือทำการตรวจสอบเสียก่อนว่ามีใครกำลังส่ง packet อยู่ในเครือข่ายก่อนหน้านั้นและยังส่ง packet ไม่เสร็จสิ้นหรือไม่ หากมีให้หยุดไว้ก่อนอย่าด่วนส่ง packet เข้าไปในเครือข่าย หากไม่มีผู้ใช้งานอยู่จึงจะส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายได้ ในกรณีที่สถานีงานตั้งแต่ 2 สถานีขึ้นไป detected พบว่าไม่มีสถานีใดส่ง packet อยู่ในขณะนั้น และสถานีทั้งสองได้เริ่มต้นการส่ง packet เข้ามายังเครือข่ายพร้อมกัน packet นั้นจะเกิดการชนกัน( Collision ) ดังนั้น Ethernet hardware จึงจำเป็นต้องมี collision detection sensors เพื่อคอยตรวจสอบว่ามีการชนกันของ packet หรือไม่ เมื่อตรวจสอบพบว่าเกิดการชนกันของ packet ระบบจะไม่สนใจคือ ignored หรือ discard ข้อมูลหรือ packet นั้น จากนั้นจึงค่อยให้เริ่มต้นการส่ง packet กันใหม่อีกครั้ง

รูปที่ 8.10 Ethernet Local Area Network

คุณลักษณะของ Ethernet LAN

• Transmission speeds, cable lengths and media เป็นไปตามตารางที่ 8.1

ตารางที่ 8.1 Comparison of Various IEEE 802.3 Physical-Layer Specifications

รูปที่ 8.11 โครงสร้างของ 10BaseT LAN

• รูปแบบ ( topology ) ของเครือข่าย Ethernet LANs ใช้ bus topology, ดังนั้นทุกสถานีจะถูกต่อผ่าน long cable. ชุดหนึ่ง และเมื่อมีสถานีใดส่งข้อมูลสถานีอื่นๆจะรับได้ทั้งหมด และเมื่อเปรียบเทียบกับ ring topology แล้วระบบนี้จะไม่เป็น close loop
• รูปแบบการติดต่อติดต่อกันโดยวิธีการส่ง packet ถึงกัน โดยมี Frame Format ดังรูปที่ 8.12

Preamble คือเป็นการส่งข้อมูลที่เป็น “ 0 ” และ“ 1 ” สลับกัน วัตถุประสงค์เพื่อบอกแกผู้รับว่ามีการส่ง packet หรือมีการส่ง frame เข้ามาใน network แล้ว ซึ่งจะมีใช้งานทั้งในEthernet และ IEEE 802.3 สำหรับ Preamble หากเป็น Ethernet frame แล้วมันจะมี 8 byte ทั้งนี้เนื่องมันได้รวมเอา byte พิเศษคือ the Start-of-Frame field เข้าไปด้วย แต่ในกรณี n the IEEE 802.3 จะแยก field นี้ออกมาต่างหาก.

Start-of-Frame (SOF) ถูกแยกออกมาเฉพาะใน IEEE 802.3 เท่านั้น ทั้งนี้เพื่อใช้เป็นส่วนในการทำ synchronize the frame-reception portions ของทุกสถานีในเครือข่าย สำหรับ Ethernet. แล้วมันถูกรวมอยู่กับ preamble

Destination and Source Addresses ใช้สำหรับการอกตำแหน่งของสถานีรับและส่ง มีขนาด 6 bytes โดยที่ 3 bytes แรกของ addresses field ถูกกำหนดโดย IEEE เพื่อเป็นใช้ vendor-dependent basis ขณะที่ 3 bytes หลังถูกกำหนดโดยผู้ผลิต( vendor ) ของ Ethernet หรือ IEEE 802.3. source address จะเป็น unicast ( คือต้องเป็นของผู้ใช้งานรายเดียวเท่านั้น ) address เสมอ ขณะที่ destination address สามารถที่จะเป็นแบบ unicast, multicast (group), or broadcast ก็ได้

Type (Ethernet ) เป็น field ที่กำหนดการทำงานของในการรับข้อมูลหลังจากที่ Ethernet ได้ทำการประมวลผล packet นั้นเสร็จเรียบร้อยแล้ว

Length (IEEE 802.3) length แสดงจำนวนของ bytes ของข้อมูล ซึ่งเป็น field ที่มาตามหลังfiled นี้.

Data (Ethernet) หลังจากที่ physical-layer และ link-layer ได้ประมวลผลจนสมบูรณ์แล้ว ข้อมูลที่ถูกบรรจุอยู่ใน frame นี้จะถูกส่งขึ้นไปยัง upper-layer protocol เพื่อทำหน้าที่ในการตรวจสอบชนิดของ field ใน Ethernet version 2 ไม่มีการกำหนดเกี่ยว padding byte แม้ว่าข้อมูลจะไม่เพียงพอที่จะบรรจุบงใน frame ก็ตาม โดยปกติแล้วความยาวของ data filed จะเริ่มตั้งแต่ 46 bytes

Data (IEEE 802.3 หลังจากที่ physical-layer และ link-layer ได้ประมวลผลจนสมบูรณ์แล้ว ข้อมูลที่ถูกบรรจุอยู่ใน frame นี้จะถูกส่งขึ้นไปยัง upper-layer protocol ซึ่งจะต้องถูกกำตรวจสอบว่ามันเป็นส่วน data portion ของ frame ที่ถูกต้องหรือ ถ้า data ใน frame นี้ไม่ครบถ้วนเพียงพอสำหรับการบรรจุลงใน frame แล้วจะต้องมีขนาด 46-bytes จะมีการเพิ่มpadding bytes เข้าไปเพื่อให้ข้อมูลใน frame มีอย่างน้อย 46-bytes

Frame Check Sequence (FCS) เป็น cyclic redundancy check (CRC) ขนาด 4 bytes ซึ่งถูกคำนวณมาจากด้านส่งและถูกส่งรวมมาใน frame เพื่อให้ด้านรับทำการคำนวณเพื่อเปรียบเทียบกันอีกครั้ง ทั้งนี้เพื่อตรวจสอบว่า มีการผิดพลาดขึ้นใน frame หรือไม่

ในปัจจุบันนี้ Ethernet ได้ทำการพัฒนาให้ระบบ LAN ของตนเองสามารถใช้งานไดที่ 100 Mbps เพื่อให้มีความเร็วในการใช้งานสูงขึ้น โดยที่ยังคงใช้งานใน topology แบบเดิม และยังคงใช้หลักการ CSMS/CD ในการส่งข้อมูลเช่นเดิม สำหรับ เข่น 100BaseT เป็นมาตรฐานสำหรับสำหรับการใช้งานบน Unshielded Twisted-pair( UTP ) cable และ Shielded Twisted-pair cable( STP ) เป็นต้น