以太网与FDDI的互连


一、概述

  局域网控制器是直接内存访问(DMA)设备,它与一些附加的外部设备一起,实现以太网和FDDI的网络规则。单个的局域网控制器是一个连接到局部总线上的设备,俗称网卡,通过局部总线与系统总线连接。对外部而言,该控制器直接连接通信介质实现以太网或FDDI网的远程通信。
  以太网控制器使用CSMA/CD机制,提供由处理机到以太网的直接访问,以太网被认为是一组数字设备。
  FDDI控制器使用光纤提供从处理机到FDDI令牌环的直接访问。FDDI和以太网络可以结合形成一个扩展的局域网,使运行在与FDDI网连接的系统上的应用程序,可以与运行在与以太网连接的系统上的应用程序相互通信。
  局域网结构中的每个端口包括一种协议类型、一个控制单元、一个服务访问点(SAP)或协议标识符。局域网控制器上的端口数和协议的类型、SAP的数目及协议标识符数一致,每一个端口独立于运行在同样局域网控制器上的其它端口。
  以Digital的以太网/FDDI控制器为例,我们可以明白局域网控制器将如何提供服务。应用程序使用局域网驱动程序的QIO接口来实现与局域网上其它节点的I/O操作。首先,需要对接口进行初始化,用$ASSIGN的系统服务给多个局域网设备分配I/O通道。$ASSIGN将生成相应的单元控制块(UCB)。接着,用模块设置功能和启动功能对其修正、调节并启动端口。这里,必须提供一系列缓冲区参数。完成这些准备工作后,便可用设置好的端口实现所需的读、写和侦听模式操作。在应用过程结束时,需要用模式设置和关闭功能修正并关闭端口,再用取消I/O通道分配(如$ASSIGN)这一系统服务来取消通道,这便是一个完整的使用过程。

二、网络地址

  局域网控制器的数字接口允许设置控制器的物理地址。局域网控制器和局部系统组成一个节点。网上的节点是以唯一的网络地址标识的。对于以太网来说,网上的一条信息,根据以太网络地址,可以被同时发送到一个、多个或所有的节点。在同一个以太网上,可以不必说明本地节点的以太网地址,但必须知道目的节点的以太网地址。
  一个以太网地址长48位,由6个字节组成,以“-”符号分隔(例如AA-01-23-45-67-FF)。地址的传输顺序是从左到右排列,而每个字节的传输则与此相反,是从低位开始的。上例中AA最先传,FF最后传。以太网地址包括各单一节点的物理地址和组广播及全广播地址。物理地址与广播地址的区分取决于地址首字节的最低序位,该位在传输时被首先发送。物理地址该位为0,广播地址该位是1,而全广播地址,所有地址位全为1。
  根据应用需求,IEEE给局域网节点生产商分配一块地址。这样,每个制造商使用的地址是唯一的。每个局域网控制器均被赋予一个永久的地址,该地址被称为这个控制器的硬件地址。
  每个控制器用户必须对所用物理地址加以说明。当所有控制器通道被关闭后,后来用户开启一个通道时,需要对物理地址进行选择。如果没有活动的端口,控制器的物理地址总是在成功启动时选择,否则便使用控制器的硬件地址。对于以太网,即使端口是活动的,改变物理地址也是可行的,前提是控制器的所有现行用户必须对一些参数进行设置。
  对于FDDI,各端口可具有相同的物理地址。任一使用一个FDDI控制器端口共享物理地址的组合都是可行的。例如端口A、B和C可以使用一个物理地址,而端口D、E则使用另一个。

三、数据帧格式

  局域网控制器驱动程序的QIO接口可支持CSMA/CD和FDDI两种网络传输介质和处理三种帧格式信息。据此编写的应用程序只需稍加改变,便可运行于不同的介质上。QIO支持的三种帧格式是以太帧,IEEE802.3帧和FDDI帧。以太网与IEEE802.3常被认为是同义词,但实际上它们有区别。以太网最原始的协议是由Xerox开发的,后来由Xerox、Intel和Digital进行了更新。当以太网作为IEEE802.3标准时,它的帧格式已经经过了一些变化。一个关键的变化是取消了协议类型字段,取而代之的是长度字段。以太网和IEEE802.3协议限制帧的最小长度是64个字节,内含有6字节的源地址(SA)、6字节的目的地址(DA)和4字节的帧校验字段(CRC)。这样,信息域最小长度为48字节。IEEE802.3允许高层传送小于48字节的信息片,然后在底层组合,以满足64字节的最小要求。为了确定在何处信息终止和组合开始,就产生了一个长度域。以太网不允许高层传送小信息片,因此没有长度域。下面是这两种帧的格式:
  以太帧DASAPTYDATACRC
  字节数66246-15004
  IEEE802.3帧DASALENDATACRC
  字节数66246-15004
  注:其中PTY为协议类型字段,LEN为长度字段。
  在帧格式选择上,应用程序可以通过将NMA$CμPCLIμFMT的值说明为NMA$CμLINFMμETH,以选择以太网格式。如果真正的数据少于46个字节,CSMA/CD驱动程序将传送额外的0来填补。
  FDDI的帧格式如下:
  FCDASADATACRC
  字节数1660-44784
  其中,FC为帧控制域。内含有特殊位,指示帧来自于FDDI还是以太。FDDI帧头包含FC、DA、SA三个域。
  信息传输时,802.2帧头总跟随在802.3或FDDI帧头之后。802.2帧头格式是:
  DSAPSSAPCTL
  字节数111-2
  如果DSAP(目标服务访问点)和SSAP(源服务访问点)为SNAPSAP(16进制AA),CTL域为UI(16进制03),则在802.2帧头后,是802.1的帧头,即PID(用户协议标识)域,5个字节长。
  以太网/FDDI控制器的端口用户通过三种格式参数值选择帧格式,它们将确定使用以太网格式,802帧格式还是802E(扩展802)帧格式。缺省为以太格式,它的格式参数值为NMA$CμLIMFMμETH。
  1、在缺省方式下,以太帧格式没有变化,FDDI帧格式则为:
  FCDASADSAPSSAPCTLPIDDATACRC
  字节数16611150-44704
  2、在802帧方式下,格式参数值为NMA$CμPCLIμ802,这时,以太格式如下:
  DASALENDSAPSSAPCTLDATACRC
  字节数662111-2N4
  FDDI格式如下:
  FCDASADSAPSSAPCTLDATACRC
  字节数166111-2Z4
  上述格式中的N和Z与CTL值有关,具体是:
  若CTLΚ143≤N≤14970≤Z≤4475
  若CTLΚ242≤N≤14960≤Z≤4474
  3、在802E帧方式下,格式参数是NMA$CμPCLIμ802E。这时,以太格式如下:
  DASALENDSAPSSAPCTLPIDDATACRC
  字节数:6621115M4
  FDDI格式如下:
       FCDASADSAPSSAPCTLPIDDATACRC
       字节数1661115Y4
  上述格式中,38≤M≤1492,0≤Y≤4470
  Digital的以太网控制器可以发送和接收以太及802.2/802.3的信息包,一个控制器上可同时分配以太和802端口。Digital的FDDI控制器只能发送和接收FDDI的信息包。不管是哪种控制器,在启动一个端口时,用户都需要说明所使用的帧格式。


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