פרוטוקול אתרנט

פרוטוקול = שפה, כדי שמחשבים (או אנשים) יוכלו לתקשר עליהם להשתמש באותו הפרוטוקול. הפרוטוקול הנפוץ ביותר לרשת תקשורת מקומית הוא האתרנט - Ethernet. הפרוטוקול מגדיר את הפרטים ל: מבנה ההודעה, גודל ההודעה, התזמון, מעטפת Encapsulation , קידוד, וסוג ההודעה.

בימים הראשונים של הרשתות כל יצרן סיפק מוצרים עם שיטות ופרוטוקולים משלו. מוצרים מיצרן אחד לא יכלו לתקשר עם מוצרים מיצרן אחר. ככל שהרשתות נהיו נפוצות יותר, פותחו סטנדרטים והוגדרו כללים המאפשרים חיבור של ציוד מספקים שונים.

יתרונות בשימוש עם סטנדרט:

• פיתוח קל של מוצרים.
• תחרות בין יצרנים.
• תקשורת אמינה.

במקור לא היה תקן רשמי לרשת מקומית, אך עם השנים, פרוטוקול האתרנט (Ethernet) הפך להיות מקובל, ומהווה תקן בפועל. בשכבת ה- ISO הפרוטוקול משוייך לשכבה ה-1 וה-2.

בשנת 1973 נוצר תקן האתרנט ע"י: ארגון מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה IEEE. סטנדרט האתרנט קיבל את המספר 802.3 IEEE. כל סטנדרט מקבל מספר, וכל גרסה מקבלת מספר.

מאז, התקן התפתח והשתנה רבות מפרוטוקול המעביר 10Mbps על גבי כבל קואקסיאלי ועד לפרוטוקול המעביר 100Gbps על גבי סיבים אופטיים.

דוגמה לתקן: 802.3 100 BASE –T : מייצג קצב של100 Mbit/sec  ע"ג זוג חוטים שזור. האות T - מייצגת את סוג הכבל, חוט שזור במקרה זה (Twisted-pair).

מנגנון ה- CSMA/CD

ברשת אתרנט יכולות להיווצר התנגשויות, אך כדאי לצמצם אותם כמה שאפשר, וכן כדי לדעת מה לעשות כאשר קורית התנגשות ישנו מנגנון ה- CSMA/CD.

בשלב הראשון המארח בודק האם יש שימוש בכבל או לא (כמו הרמת שפופרת ושמיעת צליל המורה על קו פנוי ופעיל) – זה ה- CS – Carrier Sense (חישת טווח).

כאשר ישנה התנגשות ברשת נוצרת עלייה במתח על הכבל, וכל המחשבים מקבלים מסר על התנגשות. לאחר ההתנגשות מתבצעת הגרלה של זמן שידור חוזר אצל כל מחשב שרוצה לשדר, ובכך קטן הסיכוי להתנגשות נוספות. – CD – Collision Detection (זיהוי התנגשות). לדוגמא מחשב אחד מגריל 2 אלפיות-שניה, ומחשב אחר מגריל 4 אלפיות-שניה. שני המחשבים מתחילים לספור, כאשר הגיע 2 אלפיות-שניה המחשב הראשון שולח את ההודעה. כאשר הגיע 4 אלפיות-שניה המחשב השני שולח את ההודעה. וכך לא קרתה התנגשות נוספת.

[MA – Multiple Access (מרובה גישות) אומר שכל מחשב יכול לשדר מתי שרוצה.]

כתובת פיזית

ברשת אתרנט לכל מארח (Host) יש כתובת פיזית אשר מזהה אותו ברשת (כמו מספר הזהות של אדם), כתובת זו נקראת כתובת MAC (Media Access Control) זוהי כתובת פיזית הניתנת לכל אביזר רשת, בזמן הייצור שלו. לכל אביזר המיוצר בעולם כתובת פיזית אחרת (כרטיסי רשת וכו') ומיוחדת לו בלבד.

כאשר מארח ברשת אתרנט מתקשר, הוא שולח מסגרות (Frames) המכילות את כתובת ה- MAC הייחודית שלו ושל היעד. כל מארח אשר מקבל את המסגרת, מפענח אותה וקורא את כתובת היעד. אם הכתובת מתאימה לכתובת הרשומה אצלו בכרטיס הרשת (NIC), הוא ימשיך לעבד את ההודעה ולבצע את המוטל עליו. אם הכתובת אינה הכתובת שלו, הוא יתעלם מההודעה.

להצגת כתובת ה-MAC  ומידע נוסף על כרטיס הרשת ניתן להשתמש בפקודת:ipconfig /all  בשורת הפקודה (CMD) של מערכת ההפעלה Windows.

תקשורת אתרנט

Frame האתרנט מכיל את השדות:

• תחילית - אות המשמש לסינכרון. (Preamble)
• מציין התחלת המסגרת – מציין את תחילת מסגרת הנתונים. (Start Frame Delimiter).
• כתובת MAC של היעד. הכתובת יכולה להיות כתובת של מחשב אחד, קבוצת מחשבים או של כל המחשבים ברשת. (Destination MAC)
• כתובת MAC של המקור (המחשב המשדר את ההודעה). (Source MAC)
• אורך ( מספר בביטים של המידע) וסוג המסגרת. (Length / Type)
• המידע עצמו - מכיל מידע בגודל של: 46-1500 בייטים. – DATA.
• בדיקת המסגרת כדי לגלות שגיאות. – FCS.