about ethernet protocol

1. 3
1/27

2. ‫واسط‬ ‫مدار‬ ‫درس‬ ‫ارائه‬

‫موضوع‬
:
Ethernet

2/27

3. ‫اترنت‬
‫یک‬
‫فناوری‬
‫سنتی‬
‫برای‬
‫اتصال‬
‫دستگاه‬
‫ها‬
‫در‬
‫یک‬
‫شبکه‬
‫محلی‬
‫سیمی‬
(
LAN
)
‫یا‬
‫شبکه‬
‫گسترده‬
(
WAN
)
‫که‬،‫است‬
‫دستگاه‬
‫ها‬
‫را‬
‫قادر‬
‫می‬
‫سازد‬
‫از‬
‫طریق‬
‫یک‬
‫پروتکل‬
‫که‬
‫مجموعه‬
‫ای‬
‫از‬
‫قوانین‬
‫یا‬
‫زبان‬
‫مشترک‬
‫شبکه‬
‫است‬
‫با‬
‫یکدیگر‬
‫ارتباط‬
‫برقرار‬
‫کنند‬
.
‫اترنت‬
‫تعیین‬
‫می‬
‫کند‬
‫که‬
‫چگونه‬
‫‌های‬
‫ه‬‫دستگا‬
‫شبکه‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫داد‬
‫را‬
‫‌بندی‬
‫ب‬‫قال‬
‫کرده‬
‫و‬
‫انتقال‬
‫دهند‬
‫تا‬
‫‌های‬
‫ه‬‫دستگا‬
‫دیگر‬
‫در‬
‫همان‬
‫شبکه‬
LAN
‫یا‬
‫محدوده‬
‫مشخص‬
‫شده‬
‫بتوانند‬
‫اطالعات‬
‫را‬
،‫شناسایی‬
‫دریافت‬
‫و‬
‫پردازش‬
‫کنند‬
.
‫دستگاه‬
‫های‬
‫متصل‬
‫که‬
‫از‬
‫کابل‬
‫برای‬
‫دسترسی‬
‫به‬
‫یک‬
‫شبکه‬
‫محلی‬
‫جغرافیایی‬
‫استفاده‬
‫می‬
‫کنند‬
(
‫به‬
‫جای‬
‫اتصال‬
‫بی‬
‫سیم‬
)
‫معموال‬
‫از‬
‫اترنت‬
‫استفاده‬
‫می‬
‫کنند‬
.
‫از‬
‫کسب‬
‫و‬
‫کارها‬
‫گرفته‬
‫تا‬
‫گیمرها‬
‫و‬
‫نیز‬
‫کاربران‬
،‫مختلف‬
‫از‬
‫مزایای‬
‫اتصال‬
‫به‬
،‫اترنت‬
‫که‬
‫شامل‬
‫قابلیت‬
‫اطمینان‬
‫و‬
‫امنیت‬
،‫است‬
‫بهره‬
‫می‬
‫برند‬
.
3/27

4. 
‫بین‬
‫‌های‬
‫ل‬‫سا‬
1973
‫و‬
1974
،
‫اترنت‬
‫توسط‬
‫شرکت‬
‫زیراکس‬
‫در‬
‫مرکز‬
‫تحقیقاتی‬
‫پالو‬
‫آلتو‬
‫در‬
‫کالیفرنیا‬
‫توسعه‬
‫یافت‬
.
‫این‬

‫ایده‬
‫در‬
‫یادداشتی‬
‫که‬
‫توسط‬
«
‫رابرت‬
‫متکالف‬
»
‫در‬
‫سال‬
1973
‫نوشته‬
،‫شد‬
‫مستند‬
‫گردید‬
‫و‬
‫او‬
‫این‬
‫مهم‬
‫را‬
‫ابداع‬
‫کرد‬
.

‫اترنت‬
‫با‬
‫سایر‬
‫‌های‬
‫ل‬‫پروتک‬
‫اختصاصی‬
‫رقابت‬
‫‌کرد‬
‫ی‬‫م‬
.
‫اترنت‬
‫توانست‬
‫خود‬
‫را‬
‫با‬
‫‌های‬
‫ت‬‫واقعی‬
‫بازار‬
‫وفق‬
‫دهد‬
‫و‬
‫بعد‬
‫در‬
‫قالب‬

‫کابل‬
‫کواکسیال‬
‫نازک‬
‫ارزان‬
‫قیمت‬
‫و‬
‫سیم‬
‫زوج‬
‫به‬
‫هم‬
‫تابیده‬
(
twisted
pair
)
‫وارد‬
‫بازار‬
‫شد‬
.

‫اترنت‬
‫آزمایشی‬
‫برای‬
‫اتصال‬
Alto
‫ها‬
‫به‬
‫یکدیگر‬
‫و‬
‫سرورها‬
‫و‬
‫پرینترهای‬
‫‌ی‬
‌
‫ر‬‫لیز‬
‫استفاده‬
‫شد‬
.
‫اترنت‬
‫آزمایشی‬
‫با‬
‫سرعت‬

2/94
Mbps
‫کار‬
‫میکرد‬
.

‫در‬
‫سال‬
۱۹۸۰
،
‫اترنت‬
‫به‬
‫فناوری‬
‫غالب‬
‫شبکه‬
‫تبدیل‬
‫شد‬
.
‫از‬
‫آن‬
،‫زمان‬
‫این‬
‫فناوری‬
‫برای‬
‫پاسخگویی‬
‫به‬
‫پهنای‬
‫باند‬
‫جدید‬
‫و‬

‫نیازهای‬
‫بازار‬
‫تکامل‬
‫یافته‬
‫است‬
.

‫در‬
‫حال‬
،‫حاضر‬
‫اترنت‬
‫برای‬
‫اتصال‬
‫لوازم‬
‫خانگی‬
‫و‬
‫سایر‬
‫‌های‬
‫ه‬‫دستگا‬
‫شخصی‬
‫استفاده‬
‫‌شود‬
‫ی‬‫م‬
. 4/27

5. 
‫کامپیوتر‬ ‫از‬ ‫تصویری‬
Alto
5/27

6. 
‫های‬ ‫استاندارد‬
IEEE

‌‫استاندارد‌اترنت‌با‬
802/3
‫مشخص‌می‌شود‬
.
6/27

7. 
‫الیه‬ ‫هفت‬ ‫مدل‬
OSI
7/27

8. 
‌‫اترنت‌از‌سخت‌افزار‌و‌نرم‌افزاری‌که‌جهت‌مبادله‌داده‌بین‬
‫کامپیوترها‌با‌هم‌کار‌می‌کنند‌ساخته‌شده‌است‬
.

‫فریم‬
(
‫قالب‬
:)
‌‫دسته‌ای‌از‌بیت‌ها‌که‌داده‌را‌روی‌سیستم‌منتقل‬
‫می‌کنند‬
.

‫رسانه‬ ‫به‬ ‫دسترسی‬ ‫کنترل‬
:
‫در‌بر‬
‌‫گیرنده‌قوانین‌جاسازی‌شده‌در‬
‫هر‌واسطه‌اترنت‌که‌به‌چندین‬

‌‫کامپیوتر‌اجازه‌دسترسی‌به‌کانال‌اترنت‌تسهیمی‬
(
shared
)
‌‫را‌به‬
‫طریقی‌عادالنه‌می‌دهد‬
.

‫سیگنالینگ‬ ‫اجزای‬
:
‌‫ادوات‌الکترونیکی‌استاندارد‌که‌سیگنال‌های‬
‫فرستنده‌و‌گیرنده‌را‌روی‌کانال‬

‫اترنت‌قرار‌می‌دهد‬
.

‫فیزیکی‬ ‫ی‬ ‫رسانه‬
:
‌‫کابل‌ها‌و‌دیگر‌سخت‌افزارها‌که‌برای‌حمل‬
‫سیگنال‌های‌دیجیتال‌اترنت‌بین‬

‫کامپیوترهای‌پیوست‌به‌شبکه‌به‌کار‌می‌رود‬
.
8/27

9. 
‫مدل‬ ‫در‬ ‫اترنت‬ ‫های‬ ‫الیه‬
OSI

‫الیه‬
‫استاندارد‬ ‫در‬ ‫لینک‬ ‫دیتا‬ ‫ی‬
IEEE
‫ی‬ ‫زیرالیه‬ ‫دو‬ ‫به‬ ‫نیز‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫تقسیم‬ ‫رسانه‬ ‫مشخصه‬ ‫و‬ ‫فیزیکی‬ ‫سیگنالینگ‬
.
9/27

10. ‫رسانه‬ ‫دسترسی‬ ‫پروتکل‬
10/27

11. ‫اترنت‬ ‫فریم‬
11/27

12. ‌‫است‌آغاز‌می‌شود‌که‌به‌واسطه‌های‌اترنت‬
Mbps
10
‌‫روی‌شبکه‌برای‬
‫موارد‌زیر‌مجوز‌می‌دهد‬
:

1
-
‌‫سنکرون‌کردن‌خودشان‌با‌جریان‌دیتای‌ورودی‌قبل‌از‌آنکه‌فیلدهای‬
‫مهم‌دیتا‌وارد‌شوند‬
.

2
-
‌‫از‌دست‌رفتن‌تعدادی‌از‌بیت‌ها‌به‌علت‌تاخیرهای‬
start-up
‌‫سیگنال‬
‌‫در‌شروع‌فریم‌که‌باعث‌محافظت‌باقی‌مانده‌فریم‌از‌این‌تاثیرات‌می‬
‫شود‬
.

‌‫در‌مشخصات‬
802/3
‫به‌طور‌قراردادی‌به‌دو‌قسمت‌تقسیم‌می‌شود‬
:

‫الف‬
-
‫هفت‌بایت‌آغازین‬

‫ب‬
-
‌‫یک‌بایت‬
SFD
(
Start Frame Delimiter
:)
‌‫دو‌بیت‌آخر‬
SFD
‫یک‌می‌باشند‬
.

‌‫در‌سیستم‌های‬
Mbps
1000
‫و‬
100
‌‫برای‌دوری‌از‌تغییر‌در‌ساختمان‬
‫‌انتقال‌می‌یابد‬،‫فریم‬
.
12/27

13. 
‫مقصد‬ ‫آدرس‬

48
‌‫بیت‌آدرس‌منحصر‌به‌فرد‌واسطه‌اترنت‌به‌صورت‬
unicast,multicast
‌‫و‬
broadcast

‌‫خوانده‌شدن‌فریم‌تا‌آدرس‌مقصد‌و‌صرفنظر‌از‌خواندن‌بقیه‬
‌‫فریم‌در‌صورت‌عدم‌همخوانی‌آدرس‌در‌استاندارد‬
IEEE 802.3
‌‫بیت‬
‌‫‌تعیین‌کننده‌آدرسهای‌مدیریت‌شده‌جهانی‌و‬،‫دوم‌آدرس‌مقصد‬
‫بومی‬
(
Globally
‌‫و‬
Locally
)

‌‫بیت‌دوم‌آدرس‌مقصد‌در‌حالت‌بومی‌و‬
broadcast
‌‫آدرس‌دهی‌یک‌در‬
‫حالت‌جهانی‌صفر‌است‬
.

‌‫بیت‌اول‌آدرس‌مقصد‌در‌حالت‬
multicast
‌‫یک‌در‌اشاره‌به‌یک‌واسطه‬
‫منحصر‌به‌فرد‌صفر‌است‬
.
13/27

14. 
‫مبدا‬ ‫آدرس‬

‌‫آدرس‌مبدا‌به‌هیچ‌وجه‌توسط‌پروتکل‬
MAC
‌‫‌شود‌در‌عوض‬
‫ی‬‫تفسیر‌نم‬
‫برای‌استفاده‌پروتکل‌های‌سطح‌باال‌فراهم‌می‌شود‬
.

۲۴
‌‫بیت‌باالتر‌توسط‬
IEEE
‫تحت‌عنوان‌شناسه‌واحد‌سازمانی‬
(
oui
)
‫برای‌هر‌فروشنده‌به‌کار‌می‌رود‬
.
۲۴
‌‫بیت‌پایینی‌نیز‌هنگام‬
‫ساخت‌به‌صورت‌آدرسی‌یگانه‌توسط‌فروشنده‌تخصیص‌می‌یابد‬
.

۴
‌‫بایت‬
VLAN
‌‫ممکن‌است‌به‌طور‌انتخابی‌در‌یک‌فریم‌اترنت‌بین‬
‫فیلد‌آدرس‌مبدا‌و‌فیلد‌طول‬
/
‌‫نوع‌جای‌بگیرد‌که‬
VLAN
‌‫هایی‌را‬
‫که‌فریم‌به‌آنها‌تعلق‌دارد‌را‌شناسایی‌کند‬
(.
virtual LAN tag header
)

‫این‌چهار‌بایت‬
(
‫برای‌جلوگیری‌از‌ازدیاد‌بیت‬
)
‌‫فقط‌در‌هاب‬
‌‫‌ها‌و‌تجهیزات‌دیگر‌که‌برای‌فرستادن‌و‌گرفتن‌فریم‌های‬
‫چ‬‫سویی‬
VLAN-Tagged
‫برنامه‌ریزی‌شده‌اضافه‌شده‌است‬
.
14/27

15. 
‫نوع‬ ‫فیلد‬
/
‫طول‬

‌‫اگر‌ارزش‌عددی‌کوچکتر‌یا‌مساوی‌ماکزیمم‌سایز‌فریم‬
0X3EF(1518) ,
un tagged
‫باشد‌فیلد‌به‌عنوان‌طول‌در‌نظر‌گرفته‌می‌شود‬
.
‌‫در‌آن‬
‌‫شماره‌بایت‌های‌کنترل‌لینک‌داده‬،‫حالت‌ارزش‌این‌فیلد‬
(
LLC
)
‫را‌تعیین‌می‌کند‬
.

‌‫اگر‌ارزش‌عددی‌بزرگتر‌از‬
(
1536
)
0X0600
‌‫باشد‌فیلد‌به‌عنوان‬
‌‫نوع‌به‌کار‌می‌رود‌که‌شناسه‬
۱۶
‌‫تایی‌بیانگر‌نوع‌پروتکل‌داخل‬
‫فیلد‌داده‌است‬
(.
‌‫به‌عنوان‌مثال‬
0X800
‫شناسه‬
IP
‫‌باشد‬
‫ی‬‫م‬
)
15/27

16. 
‫فیلد‬
FCS

‌‫این‌فیلد‬
۳۲
‌‫بیتی‌شامل‌مقداری‌برای‌چک‌کردن‬
‌‫صحت‌بیت‌های‌گوناگون‌در‌فیلد‌های‌فریم‌به‬
‫جز‬
Preamble/SFD
‫است‬
.

‌‫از‌مجموع‌چند‌جمله‌ای‌که‌محتوای‌فیلد‌های‬
‫نوع‬،‫مبدا‬،‫مقصد‬
(
‫طول‬
)
‌‫و‌دیتا‌را‌در‌بر‌دارد‌به‬
‫وجود‌می‌آید‬
.

‌‫در‌ایستگاه‌گیرنده‌با‌خواندن‌فریم‬
CRC
‌‫محاسبه‬
‌‫می‌شود‌و‌با‌فیلد‬
CRC
‌‫‌جهت‌بررسی‌خطا‬،‫ارسالی‬
‫مقایسه‌می‌شود‬
.
16/27

17. 
‫الف‬
-
round trip time
‫مد‬ ‫در‬
half-duplex

‌‫زمانی‌که‌برای‌رفت‌و‌برگشت‌سیگنال‌بین‌دورترین‌نقاط‌از‬
‫نظر‌مسافت‌یک‌سیستم‌اترنت‌الزم‌است‬
.

‫ب‬
-
IFG time

‌‫زمان‌قبل‌از‌ارسال‌فریم‌معادل‬
۹۶
‫بیت‌زمانی‌است‬
(.
‌‫بعد‌از‬
idle
‫شدن‌کانال‌یا‌بین‌دو‌فریم‬
)

‫ج‬
-
back off time

‌‫تاخیر‌زمانی‌برای‌ارسال‌مجدد‌فریم‌ایستگاه‌های‌درگیر‬
‫تصادم‬

‫د‬
-
slot time

‌‫زمان‌انتقال‌یک‌فریم‌مینیمم‌سایز‌از‌یک‌ایستگاه‌به‬
‌‫ایستگاه‌دیگر‌است‌که‌برابر‬
۵۱۲
‫بیت‌تایم‌است‬
.
17/27

18. 
‫اترنت‬ ‫های‬ ‫آدرس‬ ‫و‬ ‫اینترنت‬ ‫پروتکل‬

‫نرم‌افزار‌شبکه‌سازی‌مبتنی‌بر‬
IP
،
‫از‌آدرس‬
IP
۳۲
‌‫بیتی‌اختصاصی‌خود‬
‫آگاه‌است‬
.
‌‫همچنین‌می‌تواند‌آدرس‬
۴۸
‌‫بیتی‌اترنت‌واسطه‌شبکه‌خود‬
‌‫را‌بخواند‌هرچند‌آدرس‌های‌اترنت‌دیگر‌ایستگاه‌های‌شبکه‌را‌وقتی‬
‫برای‌اولین‌بار‌سعی‌در‌ارسال‌پاکت‌روی‌اترنت‌دارد‌نمی‌داند‬
.

‫سیستم‌پروتکل‌شبکه‬
TCP/IP
‫این‌وظیفه‌را‌با‌پروتکل‌تحلیل‌آدرس‬
ARP)
)
‫انجام‌می‌دهد‬
.

‫پروتکل‬
ARP
‌‫یک‌چسب‌بین‌آدرسهای‬
۳۲
‫بیتی‌پروتکل‌های‌شبکه‬
IP
‌‫و‬
‌‫آدرسهای‬
۴۸
‫بیتی‌واسطه‌های‌اترنت‌می‌زند‬
.
‌‫یک‬،‫کامپیوترهای‌درگیر‬
‌‫جدول‌در‌حافظه‌موسوم‌به‬
ARP CASH
‫برای‌نگهداری‌آدرسهای‬
IP
‌‫و‬
‌‫آدرسهای‬
۴۸
‫بیتی‌واسطه‌های‌اترنت‌مربوطه‌می‌سازند‬
.
18/27

19. 
‫اترنت‬
FULL-DUPLEX

‌‫لینک‌بین‌ایستگاه‌ها‌باید‌از‌یک‌قطعه‌رسانه‌ای‌نقطه‌به‌نقطه‌نظیر‬
‌‫زوج‌سیم‌به‌هم‌تابیده‌یا‌رسانه‌فیبر‌نوری‌برای‌فراهم‌نمودن‌ارسال‬
‫و‌دریافت‌مسیرهای‌مستقل‌داده‌استفاده‌کند‬
.
19/27

20. 
ETHERNET FLOW CONTROL

‌‫برای‌رسیدن‌به‌این‌هدف‌از‌پروتکل‬
MAC CONTROL
‫استفاده‌می‌شود‬
.
20/27

21. 
‫اترنت‬ ‫فریم‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫سطح‬ ‫های‬ ‫پروتکل‬

‌‫گستره‌ی‌زیادی‌از‌کامپیوترها‌چندین‌پروتکل‌سطح‌باال‌یکسان‬
‫دارند‬
.

‌‫فرایند‌شناسایی‌رشته‌پروتکل‌سطح‌باالی‌شبکه‌که‌داخل‌فیلد‬
‌‫دیتای‌فریم‌حمل‌می‌شود‌مالتی‌پلکسینگ‌دمالتی‌پلکسینگ‌نام‬
‫دارد‬
.
21/27

22. 
‫رپیتر‬ ‫های‬ ‫هاب‬

‌‫تنها‌در‌مد‬
half-duplex
‫استفاده‌می‌شود‬
.

‫به‌یک‌آدرس‌واسطه‌اترنت‌نیاز‌ندارند‬
.

‌‫‌‌هاب‌های‌سوییچ‌کمتر‌استفاده‬
‫ه‬‫امروزه‌با‌پایین‌آمدن‌هزین‬
‫می‌شوند‬
.
22/27

23. 
‫سوییچ‬ ‫های‬ ‫هاب‬

‫دستگاه‌هایی‌که‌دو‬
LAN
‫را‌پیوند‌می‌دهند‌پل‬
bridge)
)
‌‫نام‬
‫دارند‬
.

‫پل‌نمودن‬
bridging)
)
‌‫یک‌دستگاه‌یا‌بیشتر‌از‌دو‌پورت‌به‌عنوان‬
‫هاب‌سوئیچ‌شناخته‌می‌شود‬
.
23/27

24. 
‫اترنت‬ ‫آینده‬
24/27

25. 25/27
Cisco 400G QSFP-DD transceiver prominent
features and differentiators

26. 
‫منابع‬

ETHERNET THE DIFINITIVE GUIDE BY CHARLES E.SPURGEON

Data Communications and Networking By Behrouz FOROUZAN
26/27

27.  ‫کننده‬ ‫ارائه‬
:
‫مقدم‬ ‫بنائی‬ ‫احمدرضا‬
 ‫استاد‬
:
‫مفتخرزاده‬ ‫دکتر‬
27/27