イーサネットについて NW

イーサネットは現在のLAN環境でもっとも普及している通信規格であり、MACアドレスを住所情報としてネットワーク機器間のデータ通信を実現します。
イーサネットでは媒体、転送方法、速度によってさまざまな規格が適用されており、それぞれ通信距離も異なります。

通信規格名のルール

例：

速度	方式	媒体	ANSI規格
10	BASE	2
100	BASE	T	X
1000	BASE	T
1000	BASE	S	X
10G	BASE	L	X4

速度: 10であれば10Mbps、10Gであれば10Gbpsを示します。
方式: ベースバンドシグナリング方式: BASE
ブロードバンド方式: BROAD
媒体: 2,5: 同軸ケーブル
T: ツイストペアケーブル
E,F,L,R,S: 光ファイバ
規格: イーサネットはIEEEによって規格されていますが、Xが付いているケーブルは物理層仕様にANSI規格を流用していることを示します。

規格の特徴

イーサネット: 10Mbpsの速度の規格をイーサネットと呼称します。
ビットデータを送付するための伝送符号にはマンチェスタ符号が利用されます。
ファストイーサネット: 100Mbpsの通信がファストイーサネットと定義されます。
媒体にはツイストペアケーブルと光ファイバケーブルがあり、、ツイストペアケーブルは伝送符号として4B/5B+MLT-3を利用し、ファイバケーブルでは4B/5B+NRZIを利用します。
ギガビットイーサネット: 1000Mbpsの通信速度がギガビットイーサネットと定義されます。
符号化方式はツイストペアでは8B1Q4が利用され、ファイバでは8B10Bが利用されます。
10ギガビットイーサネット: 符号化や光の波長等物理層の使用によって様々な規格が存在していますが、大きく属性を分けるとLAN PHYとWAN PHYに分類されます。
LANPHYは従来のイーサネットを想定した接続性、WANPHYはWAN回線のSONET/SDHとの接続性を想定しています。

イーサネットフレームフォーマット

イーサネット環境上でデータを送付する際には、フレームフォーマットに必要事項が登録された状態でデータ転送されます。
フレームフォーマットにはDIX仕様とIEEE仕様がありますが、タイプの項目定義など以外基本的に同様でネットワーク機器ではどちらの形式でも認識することが可能です。
通常のTCP/IPネットワークではDIX仕様が適用されます。

プリアンプル	宛先MACアドレス	送信元MACアドレス	タイプ	データ	FCS
8byte	6byte	6byte	2byte	46~1500byte	4byte

プリアンプル: フレームの先頭にはプリアンプルと呼ばれるフレームの始まりを示す情報が格納されており、1010と交互に62bit続き、最後2bitは11にセットされ、その次の6byte,6byteが宛先MACアドレス、ソースMACアドレスとして認識します。
タイプ: フレームで転送するデータ部分の上位層プロトコルを識別します。下記はプロトコルとそれのタイプコードです。
IPv4: 0x0800
ARP: 0x0806
IEEE 802.1Q: 0x8100
IPv6: 0x86DD
IEEE 802.3ad: 0x8809
FCS: Frame CheckSequenceはデータ末端に位置し、フレームのエラーチェックを行うための情報が含まれています。
送信者がフレーム生成の際に計算して付加し、受信者はフレーム受信時に同じ計算をし、情報が一致しなければエラーと判断してフレームを破棄します。