ईथरनेट और उसके फ्रेम फॉर्मेट को समझें

LAN क्या है?

ईथरनेट कि जानकारी देने से पहले यहाँ हम आपको LAN के बारे में संक्षिप्त में बताएंगे क्योंकि ईथरनेट भी IEEE स्टैण्डर्ड 802.3 के अंतर्गत काम करने वाला एक LAN तकनीक ही है जो बड़े स्तर पर प्रयोग में आता है।

लोकल area नेटवर्क या LAN एक डाटा कम्युनिकेशन नेटवर्क है जो कि एक बिल्डिंग या फिर किसी छोटे भोगोलिक क्षेत्र में विभिन्न टर्मिनल्स को आपस में कनेक्ट करता है।

इसमें devices के बीच का कनेक्शन वायर्ड भी हो सकता है और वायरलेस भी। ईथरनेट, टोकन रिंग और वायरलेस LAN (IEEE स्टैण्डर्ड 802.11 पर चले वाला)- ये सब स्टैण्डर्ड LANतकनीक के मुख्य उदाहरण हैं।

ईथरनेट क्या है? (what is ethernet in hindi)

ईथरनेट का सबसे ज्यादा ज्यादा प्रयोग इसीलिए किया जाता है क्योंकि ये समझने, implement करने, मेन्टेन करने इत्यादि में काफी आसान है और इनके प्रयोग में खर्च भी कम आता है।

ये टोपोलॉजी के रूप में फ्लेक्सिबिलिटी भी देता है। ये OSI मॉडल के दो लेयर्स में काम करता है- फिजिकल लेयर और डाटा लिंक लेयर। ईथरनेट के लिए प्रोटोकॉल डाटा यूनिट फ्रेम है क्योंकि यहाँ मुख्यतः डाटा लिंक लेयर में ही कार्य होता है।

collision यानी डाटा का ट्रांसमिशन के समय एक दूसरे से टकराव रोकने के लिए ईथरनेट में जिस तकनीक का इस्तेमाल करते हैं वो है CSMA/CD. इसक साथ ही ईथरनेट में मेनचेस्टर एन्कोडिंग सिस्टम का प्रयोग किया जाता है।

ईथरनेट फ्रेम फॉर्मेट (ethernet frame format in hindi)

सभी MAC इम्प्लीमेंटेशन के लिए जो बेसिक फ्रेम फॉर्मेट परिभाषित किया गया है वो IEEE 802.3 स्टैण्डर्ड पर काम करता है।

वैसे प्रोटोकॉल्स की बेसिक क्षमता को बढाने के लिए और नये विभिन्न प्रकार के फॉर्मेट भी प्रयोग किये जा रहे हैं। ईथरनेट Preamble और SFD से शुरू होता है- ये दोनों ही फिजिकल लेयर में काम करते हैं। ईथरनेट के हेडर में सोर्से और डेस्टिनेशन दोनों का ही MAC एड्रेस होता है। इसके बाद फ्रेम का payload उपस्थित रहता है।

CRC अंतिम क्षेत्र है जिसका इस्तेमाल एरर को डिटेक्ट करने के लिए किया जाता है। अब हम आगे ईथरनेट फ्रेम फॉर्मेट में आने वाले इन सारी चीजों को एक-एक कर समझेंगे।

Preamble

ईथरनेट का फ्रेम 7 बाइट के preamble के साथ शुरू होता है। ये एक के बाद एक आने वाले 0 और 1 का एक पैटर्न है जो सेंडर और रिसीवर को बिट सिंक्रोनाइजेशन स्थापित करने के लिए अनुमति देता है।

सबसे पहले PRE को इसीलिए लाया गया था क्योंकि सिग्नल delay कि वजह से कुछ बिट के खोने से कोई फर्क ना पड़े।

PRE रिसीवर को ये बताता है कि फ्रेम आ रहा है और उसे डाटा सतरं को लॉक करने कि सुविधा देता है इस से पहले कि असली डाटा शुरू हो।

स्टार्ट ऑफ़ फ्रेम डिलिमिटर (start of frame delimiter in hindi) 

ये एक 1 बाइट का क्षेत्र है जो हमेशा 10101011 ही सेट रहता है। SFD यह दिखाता है कि आगे आने वाले बिट्स फ्रेम कि शुरुआत हैं जो कि डेस्टिनेशन का पता होता है।

नोट- कई जगह आपको ऐसा लिखा मिलेगा कि preamble 8बाइट का होता है। ऐसा इसीलिए क्योंकि SFD को बहुत जगह PRE का ही एक अंग माना जाता है।

डेस्टिनेशन एड्रेस (destination address in hindi)

ये एक 6 बाइट का क्षेत्र है जिसमे डेस्टिनेशन वाले मशीन का मैक एड्रेस सेट होता है।

सोर्स एड्रेस (source address)

ये भी एक 6 बाइट का ही फील्ड है जिसमे कि सोर्स मशीन का मैक एड्रेस होता है। चूँकि सोर्स एड्रेस हमेशा एक unicast एड्रेस होता है, इसका लीस्ट significant बिट हमेशा शून्य सेट रहता है।

Length

Length एक 2 बाइट का क्षेत्र है जो कि पूरे ईथरनेट फ्रेम का length बताता है।ये 16 बिट का क्षेत्र 0 से 65534 तक कि length का मान रख सकता है लेकिन length 1500 से ज्यादा देने कि अनुमति नहीं है क्योंकि ईथरनेट कि अपनी भी कुछ सीमाएं हैं।

डाटा

इसे Payload भी कहा जाता हैं क्योंकि इसी क्षेत्र में वो असली सूचना या डाटा होता है जिसका ट्रांसमिशन करना रहता है। IP हदर और डाटा दोनों ही यहीं पे इन्सर्ट किये जाते हैं (अगर ईथरनेट पर इन्टरनेट प्रोटोकॉल का प्रयोग किया जाए तो)। अधिकतम डाटा जो इसमें उपस्थित हो वो 1500 बाइट तक का हो सकता है।

अगर डाटा के length 46 बाइट’ (minimum) से भी कम हो तो बांकी कि जगह को 0 द्वारा भरा जाता है।

Cyclic Redundancy Check (CRC)

सीआरसी एक 4 बिट का क्षेत्र है जिसमे डाटा का 32 बिट का एक हैश-कोड होता है जो कि डेस्टिनेशन एड्रेस, सोर्स एड्रेस, length और डाटा फील्ड को मिला कर बनाया जाता है।

अगर डेस्टिनेशन द्वारा कंप्यूट किया गया चेक्सुम इसके बराबर नही आये तो ये समझा डाटा है कि प्राप्त डाटा corrupted है।

एक्सटेंडेड ईथरनेट फ्रेम (extended ethernet frame)

अभी आपने एक-एक कर ईथरनेट के फ्रेम्स के अंदर कि चीजों के बारे में जाना। अब हम एक्सटेंडेड ईथरनेट फ्रेम को समझते हैं जो कि 1500 बाइट से ज्यादा का payloadpayload इ कैर्री कर सकता है।DA [डेस्टिनेशन मैक एड्रेस] : 6 बाइट
SA [सोर्स मैक एड्रेस] : 6 बाइट
Type [0x8870 (Ethertype)] : 2 बाइट
DSAP [802.2 डेस्टिनेशन सर्विस एक्सेस पॉइंट] : 1 बाइट
SSAP [802.2 सोर्स सर्विस एक्सेस पॉइंट] : 1 बाइट
Ctrl [802.2 कण्ट्रोल फील्ड] : 1 बाइट
Data [प्रोटोकॉल डाटा: > 46 बाइट
FCS [फ्रेम चेकसम] : 4 बाइट

यहाँ पर फ्रेम length नही होता लेकिन नेटवर्क इंटरफ़ेस को ये प्राप्त करते ही फ्रेम length पता चल जाता है।

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