В сетях Ethernet принят 48-битовый механизм адресации. Каждой плате сетевого интерфейса при изготовлении назначается уникальное 48-битовое число, которое называется адресом Ethernet (Ethernet address)1. Для этого производители оборудования приобретают блоки адресов Ethernet и назначают из них уникальные адреса каждой вновь произведенной сетевой плате. Таким образом, не может существовать двух плат сетевого интерфейса с одинаковыми адресами Ethernet.
Как правило, адрес Ethernet записывается в плату сетевого интерфейса в форме, удобной для обработки компьютером. Поскольку адреса Ethernet относятся к сетевому оборудованию, иногда их называют аппаратными адресами (hardware addresses), физическими адресами (physical addresses), адресами доступа к среде передачи данных (media access (MAC) addresses), а также адресами второго уровня (layer 2 addresses). Обратите внимание на одну важную особенность физического адреса Ethernet.
Физический адрес назначается плате сетевого интерфейса Ethernet. Поэтому при замене в компьютере этой платы по причине ее отказа или установки новой платы соответственно, изменяется и физический адрес этого компьютера.
В дальнейшем при рассмотрении сетевых протоколов высокого уровня мы остановимся на том, как в их реализациях учитывается возможность изменения физического адреса Ethernet.
Плата сетевого интерфейса анализирует полученные пакеты и “решает”, какие из них предназначены для компьютера, в котором она установлена. Напомним, что в сетях Ethernet копии прошедших через концентратор пакетов рассылаются всем подключенным к нему сетевым платам, даже если пакет адресован только одному из компьютеров. Поэтому плата сетевого интерфейса для фильтрации пакетов использует поле адреса получателя. Она игнорирует пакеты, адресованные другим машинам, и пропускает только те, которые предназначены “ее” компьютеру. Понятно, что если бы сетевая плата передавала все полученные пакеты центральному процессору компьютера на фильтрацию и дальнейшую обработку, то при большом трафике, он вряд ли бы успел обработать все полученные пакеты в реальном масштабе времени. Поэтому чтобы избежать перегрузки компьютера входящим потоком данных, был введен механизм адресации, а фильтрация пакетов перенесена на уровень сетевого оборудования. Перенос фильтрации пакетов на аппаратный уровень преследовал и еще одну цель — освободить от этой работы центральный процессор. В результате производительность подключенных к сети компьютеров не будет снижаться при увеличении общего трафика в сети.
Выше мы уже говорили о том, что 48-битовый адрес Ethernet идентифицирует компьютер получателя. При этом адреса бывают трех типов.
В соответствии с принятым соглашением, широковещательный адрес, состоящий из 48 единиц, зарезервирован для одновременной рассылки пакетов всем компьютерам.
С помощью многоадресатных адресов можно организовать усеченную форму широковещания в сети. При этом компьютеры, составляющие группу (она называется многоадресатной, или multicast group), необходимо настроить так, чтобы они реагировали на получение пакетов, посланных по указанному многоадресатному адресу. Для подключения к многоадресатной группе компьютер должен сообщить ее адрес сетевой плате и перевести плату в режим многоадресатной работы. Преимущество использования многоадресатной группы заключается в том, что имеется возможность сделать выборочную широковещательную передачу только на нужные компьютеры. При этом посылаемый по многоадресатному адресу пакет будет принят только компьютерами, входящими в группу, другие же компьютеры сети его не получат.
Для поддержки режимов широковещательной и многоадресатной адресации, плата сетевого интерфейса Ethernet на аппаратном уровне должна распознавать не только свой физический адрес. Обычно сетевые платы принимают два вида пакетов: посланные по ее физическому (одноадресатному) адресу и те, что посланы по сетевому широковещательному адресу. Некоторые сетевые платы можно запрограммировать на распознавание многоадресатных и, даже, альтернативных физических адресов. При начальной загрузке компьютера операционная система инициализирует сетевую плату Ethernet и назначает ей набор адресов, которые она должна распознавать. После этого сетевая плата на аппаратном уровне проверяет в каждом пакете поле адреса получателя и передает пакет для дальнейшей обработки компьютеру только в том случае, если адрес в пакете совпал с одним из запрограммированных адресов платы.
1. Распределением адресного пространства Ethernet занимается Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), который по мере необходимости выделяет производителям сетевого оборудования свободные блоки адресов.
| Отличительные особенности технологии Ethernet | Формат фрейма Ethernet |