Тема 1.4.2 Адресация пакетов

Адресация пакетов

Каждому абоненту (узлу) локальной сети необходимо иметь свой уникальный адрес (идентификатор или MAC-адрес), для того чтобы ему можно было отправлять пакеты. Существуют две основные системы присвоения адресов абонентам сети (сетевым адаптерам этих абонентов).

Одна из них сводится к тому, что при установке сети каждому абоненту пользователь присваивает индивидуальный адрес в интервале от 0 до 254. Присваивание адресов производится программно или с помощью переключателей на плате сетевых адаптеров. Контроль уникальности сетевых адресов всех абонентов в этом случае возлагается на сетевого администратора.

Другой подход к адресации был разработан международной организацией IEEE, занимающейся вопросами стандартизацией сетей. Идея состоит в том, чтобы присваивать уникальный сетевой адрес каждому адаптеру сети ещё на этапе его изготовления. Был выбран 48-битный формат адреса, что соответствует примерно 280 триллионам различных адресов. Вероятно, такое количество сетевых адаптеров никогда не будет выпущено.

Младшие 24 разряда кода адреса - OUA (Organizationally Unique Address) - организационно уникальный адрес. Их присваивает каждый из зарегистрированных производителей сетевых адаптеров. Всего возможно около 16 миллионов комбинаций, то есть каждый изготовитель может выпустить 16 миллионов сетевых адаптеров.

Следующие 22 разряда кода - OUI (Organizationally Unique Identifier) - организационно уникальный идентификатор. IEEE присваивает один или несколько OUI каждому производителю сетевых адаптеров. Такой подход позволяет исключить совпадения адресов адаптеров от разных производителей. Всего возможно свыше 4 миллионов разных OUI, т.е. теоретически может быть зарегистрировано 4 миллиона производителей. Вместе OUA и OUI называются UAA (Universally Administered Address) – универсально управляемый адрес или IEEE-адрес.

Два старших разряда адреса - управляющие, они определяют тип адреса и способ интерпретации остальных 46 разрядов. Старший бит I/G (Individual/Group) указывает на тип адреса. Если он установлен в 0, то индивидуальный, если в 1, то групповой (многопунктовый или функциональный). Пакеты с групповым адресом получат все имеющие этот групповой адрес сетевые адаптеры. Другой управляющий бит U/L (Universal/Local) именуется флажком универсального/местного управления. Он определяет, как был присвоен адрес данному сетевому адаптеру. Чаще всего он установлен в 0. Установка бита U/L в 1 означает, что этот адрес задан не производителем сетевого адаптера, а организацией, которая использует данную сеть.

Для передачи всем абонентам сети одновременно (широковещательной передачи) используют специально выделенный сетевой адрес, все 48 битов которого установлены в единицу. Его принимают все абоненты сети вне зависимости от значений их индивидуальных и групповых адресов.

Сигналы, передаваемые по последовательным линиям связи (витая пара, телефонная линия, коаксиальный кабель), подвержены влиянию ряда факторов, воздействие которых часто приводит к возникновению ошибок в принятой информации. Ошибки могут возникать вследствие различных причин: влияния на канал связи наводок и помех естественного или искусственного происхождения, из-за изменения реконфигурирования системы передачи данных с временным нарушением целостности канала связи или без нарушения (при подключения новых абонентов к существующей локальной вычислительной сети). Некоторые из этих ошибок могут быть обнаружены на основании анализа вида принятого сигнала, так как в нем появляются характерные для них искажения его характеристик.

Способы снижения числа ошибок в принятой информации

          В настоящее время имеется существенный разрыв между требованиями к верности принимаемой информации и возможностями современных каналов связи. Стандартами международных организаций ITU-T и МОС установлено, что вероятность ошибки при телеграфной связи не должна превышать 10-5(на знак), а при передаче двоичных данных – 10-6 (на бит - единичный элемент). На практике допустимая вероятность ошибки при передаче данных может быть еще меньше – 10-9. В то же время используемые каналы связи (особенно проводные каналы большой протяженности и радиоканалы) обеспечивают вероятность ошибки на уровне 10-3...10-4 даже при применении устройств, улучшающих качество информационных каналов.

          Кардинальным способом уменьшения вероятности появления ошибок при приеме является введение избыточности в информацию при передаче. В системах информационного взаимодействия без обратной связи данный способ реализуется в виде одновременной передачи информации по нескольким параллельно работающим каналам, многократной передачи информации или помехоустойчивого кодирования. Последний способ доступнее, при прочих равных условиях он позволяет повысить скорость передачи информации за счет использования меньшей избыточностью.

          Помехоустойчивое кодирование предполагает введение в передаваемое сообщение, наряду с информационными проверочных разрядов, формируемых в устройствах защиты от ошибок (кодерах на передающем конце, декодерах – на приемном). Эта избыточность позволяет при приеме отличить разрешенную и запрещенную (искаженную за счет ошибок) комбинации символов.

          Циклические коды – это семейство помехоустойчивых кодов, являющихся одной из разновидностей кодов Хэмминга. Они обеспечивает достаточную гибкость с точки зрения возможности использования кодов с необходимой способностью обнаружения и исправления ошибок. Широкое применение циклических кодов в современных сетях обусловлено простотой реализации соответствующей аппаратуры (кодеров и декодеров).

          Все свойства и название этих кодов связаны с тем, что разрешенные комбинации бит в передаваемом сообщении (кодовые слова) могут быть получены путем операции циклического сдвига, определенного исходного кодового слова. При обнаружении декодером неверно принятой информации она может быть проигнорирована либо может быть запрошена повторная передача тех же данных.