Проблемы первого уровня, решаемые на втором

Рис. 5. Соответствие технологий Ethernet и модели OSI

MAC-адресация.

Для того чтобы в сети Ethernet стала возможной локальная доставка фреймов, необходима определенная система адресации, т.е. присвоения имен компьютерам и интерфейсам. Каждый компьютер имеет уникальный способ самоидентификации.

Никакие два физических адреса в сети не должны быть одинаковыми. Физические адреса, называемые адресами управления доступом к передающей среде (Media Access Control --- MAC-адрес), записаны в сетевом адаптере NIC. Для MAC-адреса используются и другие названия: аппаратный адрес, NIC-адрес, адрес второго уровня и Ethernet-адрес.

MAC-адреса в сети Ethernet используются для уникальной идентификации отдельных устройств. Каждое устройство (ПК, маршрутизатор, коммутатор и т.д.), имеющее Ethernet-интерфейс к сети LAN, должно иметь MAC-адрес, в противном случае другие устройства не смогут обмениваться с ним данными. MAC-адрес имеет длину 48 битов и записывается в виде 12-ти шестнадцатеричных цифр. Первые шесть шестнадцатеричных цифр, задаваемых IEEE, идентифицируют производителя или продавца устройства и, таким образом, включают в себя уникальный идентификатор организации (Organizationally Unique Identifier — OUI). Остальные шесть шестнадцатеричных цифр включают в себя серийный номер интерфейса или другое значение, задаваемое конкретным производителем. MAC-адреса иногда называют прошитыми (Burned-In Address — BIA), поскольку они записаны в постоянной памяти (Read-Only Memory --- ROM) интерфейса или устройства и копируются в оперативную память (Random-Access Memory — RAM) при инициализации сетевого адаптера NIC. На рис. 6 показан формат MAC-адреса.

Рис. 6. Формат MAC-адреса

Без MAC-адресов сеть LAN представляла бы собой лишь группу изолированных компьютеров, и доставка Ethernet-фреймов была бы невозможной. Вследствие этого на канальном уровне к данным верхних уровней добавляются заголовок (header), содержащий MAC-адрес устройства, и концевик (trailer). Заголовок и концевик содержат управляющую информацию, предназначенную для канального уровня устройства, которому направляется фрейм. Данные верхних уровней инкапсулируются в заголовок и концевик канального уровня.

LAN-сети спецификаций Ethernet и 802.3 являются широковещательными. Это означает, что все станции сети видят все проходящие по сети фреймы, и каждая станция должна исследовать каждый фрейм, для того чтобы выяснить, не является ли она требуемым пунктом назначения этого фрейма.

В сети Ethernet в случае, когда устройству требуется отправить данные другому устройству, оно может открыть маршрут коммуникации к другому устройству, используя свой MAC-адрес. Когда устройство-отправитель посылает данные в сеть, эти данные включают в себя MAC-адрес требуемого пункта назначения. По мере того, как эти данные перемещаются по сетевой среде, адаптер NIC каждого устройства, к которому они поступают, проверяет, не совпадает ли его MAC-адрес с адресом пункта назначения, содержащимся во фрейме данных. Если такого соответствия нет, то адаптер отбрасывает этот фрейм. Если же такое соответствие имеется, то адаптер NIC проверяет адрес получателя в заголовке фрейма, для того чтобы удостовериться в правильности адресации пакета. При поступлении данных на требуемую станцию ее адаптер делает их копию, удаляет заголовок и концевик и передает их компьютеру для обработки протоколами более высокого уровня, такими, как IP и TCP.