Attributs de trame Ethernet

5.1.2.1 Encapsulation Ethernet

Depuis la création d'Ethernet en 1973, les normes se sont développées et spécifient désormais des versions plus rapides et plus flexibles. Cette capacité d'Ethernet de s'améliorer au fil du temps est l'une des raisons pour lesquelles il est devenu si populaire. Les versions précédentes d'Ethernet étaient relativement lentes, de l'ordre de 10 Mbit/s. Les versions d'Ethernet les plus récentes fonctionnent à 10 gigabits par seconde au minimum. La Figure 1 illustre l'évolution d'Ethernet au fil des versions.

Au niveau de la couche liaison de données, la structure de trame est presque la même pour tous les débits Ethernet. La structure de trame Ethernet ajoute des en-têtes et des codes de fin à l'unité de données de protocole de la couche 3 pour encapsuler le message envoyé.

L'en-tête et le code de fin Ethernet disposent tous les deux de plusieurs sections (ou champs) d'informations que le protocole Ethernet exploite. Chaque section de la trame est appelée un champ. Comme l'illustre la Figure 2, il existe deux types de tramage Ethernet :

 La norme Ethernet IEEE 802.3, qui a été mise à jour plusieurs fois pour inclure de

nouvelles technologies

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Les différences entre les deux types de tramage sont minimes. La différence principale entre les deux normes est l'ajout d'un délimiteur de début de trame (SFD) et le remplacement du champ Type en un champ Longueur pour la norme 802.3.

Ethernet II est le format de trame Ethernet utilisé par les réseaux TCP/IP.

5.1.2.2 Taille d'une trame Ethernet

Attributs de trame Ethernet

Les normes Ethernet II et IEEE 802.3 définissent une taille de trame minimale de 64 octets et maximale de 1 518 octets. Cela comprenait tous les octets du champ Adresse MAC de destination jusqu'au champ Séquence de contrôle de trame. Les champs Préambule et Délimiteur de début de trame n'étaient pas inclus dans la description de la taille d'une trame. Toute trame inférieure à cette valeur est interprétée comme un fragment de collision ou une trame incomplète et est automatiquement rejetée par les périphériques récepteurs.

La norme IEEE 802.3ac, publiée en 1998, a fixé la taille de trame maximale autorisée à 1 522 octets. La taille de trame a évolué de manière à prendre en charge une technologie appelée réseau local virtuel (VLAN). Ces réseaux virtuels, créés dans un réseau commuté, font l'objet d'un autre chapitre du cours. En outre, de nombreuses technologies de qualité de service (QoS) utilisent le champ Priorité utilisateur pour mettre en œuvre différents niveaux de services, notamment la priorité au trafic voix. La figure illustre les champs contenus dans la balise VLAN 802.1Q.

Si la taille d'une trame transmise est inférieure à la taille minimale ou supérieure à la taille maximale, le périphérique récepteur abandonne la trame. Les trames abandonnées sont souvent le résultat de collisions ou d'autres signaux rejetés et donc considérées comme non valides.

Au niveau de la couche liaison de données, la structure de trame est presque identique. Au niveau de la couche physique, les différentes versions d'Ethernet proposent des méthodes différentes de détection et de placement des données sur les supports.

5.1.2.3 Initiation à la trame Ethernet

Les principaux champs de la trame Ethernet sont les suivants :

 Champs Préambule et Délimiteur de début de trame : les champs Préambule (7 octets) et Délimiteur de début de trame (SFD, également appelé le début de trame (1 octet)) servent à synchroniser les périphériques émetteurs et destinataires. Les huit premiers octets de la trame préparent les noeuds de réception à recevoir. Les quelques premiers octets indiquent essentiellement aux récepteurs de se préparer à recevoir une nouvelle trame.

 Champ Adresse MAC de destination : ce champ de 6 octets est l'identifiant du destinataire. Comme nous l'avons vu précédemment, cette adresse est utilisée par la couche 2 pour aider les périphériques à déterminer si une trame leur est adressée. L'adresse de la trame est comparée à l'adresse MAC du périphérique. Si les deux correspondent, le périphérique accepte la trame.

139  Champ Adresse MAC source : ce champ de 6 octets identifie la carte réseau ou

l'interface d'origine de la trame.

 Champ Longueur : pour les normes IEEE 802.3 antérieures à 1997, le champ Longueur définit la longueur exacte du champ de données de la trame. Cette longueur est ensuite utilisée dans la séquence de contrôle de trame, pour garantir la réception du message. Sinon, le rôle de ce champ est d'indiquer le protocole de couche supérieure présent. Si la valeur de deux octets est supérieure ou égale à l'hexadécimal 0x0600 ou au décimal 1 536, le contenu du champ Données est décodé selon le protocole EtherType indiqué. Par contre, si la valeur est égale ou inférieure à la valeur hexadécimale 0x05DC ou à 1 500, le champ Longueur est utilisé pour indiquer l'utilisation du format de trame IEEE 802.3. C'est ainsi que l'on distingue les trames Ethernet II et 802.3.

 Champ Données : ce champ de 46 à 1 500 octets contient les données encapsulées d'une couche supérieure, ce qui correspond à une unité de données de protocole générique de la couche 3 ou à un paquet IPv4 pour employer un terme plus courant. La longueur minimale de la trame est fixée à 64 octets. Si un paquet de petite taille est encapsulé, d'autres bits sont utilisés pour augmenter la trame et la ramener à sa taille minimale. Ces bits sont appelés champs de remplissage.

 Champ Séquence de contrôle de trame : le champ FCS (4 octets) permet de détecter les erreurs d'une trame. Il fait appel à un contrôle par redondance cyclique (CRC). Le périphérique d'envoi inclut les résultats d'un CRC dans le champ FCS de la trame. Le périphérique de réception reçoit la trame et génère un CRC pour détecter les erreurs. Si les calculs correspondent, aucune erreur ne se produit. Les calculs non rapprochés indiquent que les données ont changé et que la trame est abandonnée. Si les données sont modifiées, cela peut perturber les signaux électriques qui représentent les bits.