CCNA1 : Chapter 9 Ethernet

CCNA1 : CCNA Exploration Network Fundamentals – 4.0

Chapter 9 Ethernet

>Overview of EthernetEthernet: Standards and Implementation

– สถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์นานาชาติ IEEE หรือ The Institute of Electrical and Electronics Engineers  ที่มีศูนย์อำนวยการใหญ่อยู่ที่ประเทศสหรัฐอเมริกา และเป็นศูนย์กลางแลกเปลี่ยนความรู้วิทยาการใหม่ๆ ด้านอิเล็กทรอนิกส์
IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) ก่อตั้งขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1963 ในประเทศสหรัฐอเมริกา โดยการรวมตัวของ 2 สถาบัน คือ AIEE และ TRE ซึ่งดำเนินกิจกรรมวิจัยและพัฒนาศาสตร์ด้านการโทรคมนาคม ระบบแสง ไฟฟ้ากำลัง และอื่นๆมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1884
– IEEE กำหนดเครือข่ายเฉพาะที่โดยใช้ตัวเลข 802 ตามด้วยตัวเลขย่อยเป็นรหัสประจำแต่ละมาตรฐาน รูปที่ข้างล่างนี้ เป็นแบบจำลองบางส่วนของมาตรฐานซึ่งเป็นที่รู้จักแพร่หลายได้แก่
• IEEE 802.3 หรืออีเทอร์เนต ใช้โปรโตคอลซีเอสเอ็มเอ/ซีดีในโทโปโลยีแบบบัส
• IEEE 802.4 หรือโทเคนบัส ใช้โปรโตคอลส่งผ่านโทเคนในโทโปโลยีแบบบัส
• IEEE 802.5 หรือโทเคนริง ใช้โปรโตคอลส่งผ่านโทเคนในโทโปโลยีวงแหวน
ข้อกำหนดเพิ่มเติมที่ IEEE สร้างขึ้นในทุกมาตรฐาน 802 คือแยกระดับชั้นเดาทาลิงค์ออกเป็น 2 ส่วนย่อย โดยให้มาตรฐาน  802.2 ซึ่งเรียกว่า แอลแอลซี (LLC : Logical Link Control) เป็นส่วนเชื่อมต่อกับชั้นเน็ตเวิร์ค อินเทอร์เฟสของแอลแอลซีในเครือข่ายแต่ละชนิด (802.3, 802.4 และ 802.5) จะมีรูปแบบเชื่อมต่อกับชั้นเน็ตเวิร์คเช่นเดียวกันหมด

Ethernet: Layer 1 and Layer 2

Logical Link Control: Connecting to the Upper Layers

– LLC  (Logical  Link  Control)  เปนเลเยอรยอยที่อยูดานบนของดาตาลิงคเลเยอร  ซึ่งจะใหบริการกับโปรโตคอลของเลเยอรบนในการเขาใกลสื่อกลางหรือสายสัญญาณในการรับสงขอมูล ตามมาตรฐาน  IEEE  802  แลวจะอนุญาตใหสถาปตยกรรมของ  LAN  ที่ตางกันสามารถทํางานรวมกันได  กลาวคือ  โปรโตคอลเลเยอรบนไมจําเปนตองทราบวาฟสิคอลเลเยอรใชสัญญาณประเภทใดในการรับสงขอมูลเพราะ   LLC   รับผิดชอบแทนในการปรับเฟรมขอมูลใหสามารถสงไปไดในสายสัญญาณประเภทนั้นๆ  LLC  เปนเลเยอรที่แยกชั้นเครือขาย  (Network  Layer)  ออกจากการเปลี่ยนแปลงบอยๆ ของสถาปัตยกรรมของ LAN โดยโปรโตคอลของเลเยอรสูงกวา ไมจําเปนตองสนใจวาแพ็กเก็ตจะสงผานเครือขายแบบอีเทอรเน็ต  โทเคนริง  หรือ  ATM  และไมจําเปนตองรูวาการสงผานขอมูลในชั้นกายภาพจะใชการรับสงขอมูลแบบใด ชั้น LLC จะจัดการเรื่องเหลานี้ใหทั้งหมด

MAC : Getting Data to the Media

– MAC  (Media  access  Control)  เปนเลเยอรยอยที่อยูลางสุดของดาตาลิงคเลเยอร  ซึ่งจะทําหนาที่เชื่อมตอกับฟสิคอลเลเยอร   และรับผิดชอบในการรับสงขอมูลใหสําเร็จและถูกตอง   โดยการแบงหนาที่ออกเปนสองสวนคือ การสงขอมูลและการรับขอมูล
– MAC  จะทําหนาที่หอหุมขอมูลที่สงผานจากชั้น  LLC  และทําใหอยูในรูปเฟรมขอมูล  ซึ่ง  เฟรมขอมูลนี้จะประกอบดวยที่อยู  (Addresses)  และขอมูลตางๆ  ที่จําเปนสําหรับการสงขอมูลใหถึงปลายทาง   ชั้น   MAC   ยังรับผิดชอบในการสรางกลไกสําหรับตรวจสอบขอผิดพลาดของขอมูลใน   เฟรมนั้นๆ   ในระหวางการรับสงเฟรมดวย   นอกจากนี้   MAC   ยังตรวจสอบชั้นกายภาพวาชองสัญญาณพรอมสําหรับการสงขอมูลหรือไม   ถาพรอมเฟรมจะถูกสงไปยังชั้นกายภาพเพื่อทําการสงไปตามสายสัญญาณตอไป แตถายังไมพรอมชั้น MAC จะรอจนกวาจะวาง แลวคอยทําการสงขอมูลหนาที่สุดทายของชั้น  MAC  คือ  การตรวจสอบสถานภาพของเฟรมที่กําลังสง  วามีการชนกันของขอมูลเกิดขึ้นหรือไม   ถาหากมีการชนกันเกิดขึ้นก็หยุดการสงขอมูล   และเขาสูกลไกการรอดวยชวงเวลาที่เปนเลขสุมเพื่อทําการสงขอมูลใหมอีกครั้ง  ซึ่งจะทําเชนนี้ไปเรื่อยๆ  จนกวาจะทําการสงขอมูลไดสําเร็จ  กระบวนการสงขอมูลที่วานี้เปนทั้งขอดีและขอเสียของอีเทอรเน็ต  ขอดี  คือ  เปนการรับรองโปรโตคอลชั้นที่อยูเหนือกวามั่นใจวาขอมูลจะถูกสงไปถึงปลายทางอยางแนนอน  แตในขณะเดียวกันขอเสียก็คือ การสงขอมูลอาจใชเวลานานมากถามีการใชเครือขายมากๆ

Physical Implementations of Ethernet

–

>Ethernet: Communication Through the LAN

Historic Ethernet

Legacy Ethernet

Current Ethernet

Moving to 1 Gbps and Beyond

>Ethernet Frame

Frame: Encapsulating the Packet

– Preamble and Start Frame Delimiter :คือเป็นการส่งข้อมูลที่เป็น “ 0 ” และ“ 1 ” สลับกัน วัตถุประสงค์เพื่อบอกแกผู้รับว่ามีการส่ง packet หรือมีการส่ง frame เข้ามาใน network แล้ว ซึ่งจะมีใช้งานทั้งในEthernet และ IEEE 802.3 สำหรับ Preamble หากเป็น Ethernet frame แล้วมันจะมี 8 byte ทั้งนี้เนื่องมันได้รวมเอา byte พิเศษคือ the Start-of-Frame field เข้าไปด้วย แต่ในกรณี n the IEEE 802.3 จะแยก field นี้ออกมาต่างหาก
– Destination and Source Addresses ใช้สำหรับการอกตำแหน่งของสถานีรับและส่ง มีขนาด 6 bytes โดยที่ 3 bytes แรกของ addresses field ถูกกำหนดโดย IEEE เพื่อเป็นใช้ vendor-dependent basis ขณะที่ 3 bytes หลังถูกกำหนดโดยผู้ผลิต( vendor ) ของ Ethernet หรือ IEEE 802.3. source address จะเป็น unicast ( คือต้องเป็นของผู้ใช้งานรายเดียวเท่านั้น ) address เสมอ ขณะที่ destination address สามารถที่จะเป็นแบบ unicast, multicast (group), or broadcast ก็ได้
– Length : (2 bytes in length) แสดงจำนวนของ bytes ของข้อมูล ซึ่งเป็น field ที่มาตามหลังfiled นี้.
– Type (Ethernet ) เป็น field ที่กำหนดการทำงานของในการรับข้อมูลหลังจากที่ Ethernet ได้ทำการประมวลผล packet นั้นเสร็จเรียบร้อยแล้ว
– Data (Ethernet) หลังจากที่ physical-layer และ link-layer ได้ประมวลผลจนสมบูรณ์แล้ว ข้อมูลที่ถูกบรรจุอยู่ใน frame นี้จะถูกส่งขึ้นไปยัง upper-layer protocol เพื่อทำหน้าที่ในการตรวจสอบชนิดของ field ใน Ethernet version 2 ไม่มีการกำหนดเกี่ยว padding byte แม้ว่าข้อมูลจะไม่เพียงพอที่จะบรรจุบงใน frame ก็ตาม โดยปกติแล้วความยาวของ data filed จะเริ่มตั้งแต่ 46 bytes
– Data (IEEE 802.3 หลังจากที่ physical-layer และ link-layer ได้ประมวลผลจนสมบูรณ์แล้ว ข้อมูลที่ถูกบรรจุอยู่ใน frame นี้จะถูกส่งขึ้นไปยัง upper-layer protocol ซึ่งจะต้องถูกกำตรวจสอบว่ามันเป็นส่วน data portion ของ frame ที่ถูกต้องหรือ ถ้า data ใน frame นี้ไม่ครบถ้วนเพียงพอสำหรับการบรรจุลงใน frame แล้วจะต้องมีขนาด 46-bytes จะมีการเพิ่มpadding bytes เข้าไปเพื่อให้ข้อมูลใน frame มีอย่างน้อย 46-bytes
– Frame Check Sequence (FCS) เป็น cyclic redundancy check (CRC) ขนาด 4 bytes ซึ่งถูกคำนวณมาจากด้านส่งและถูกส่งรวมมาใน frame เพื่อให้ด้านรับทำการคำนวณเพื่อเปรียบเทียบกันอีกครั้ง ทั้งนี้เพื่อตรวจสอบว่า มีการผิดพลาดขึ้นใน frame หรือไม่

Ethernet MAC Address

– Mac Address คือ เป็นเเอดเดรสที่มาพร้อมกับการ์ด LAN ซึ่งเป็นเเอดเดรสที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ และเป็นเเอดเดรสที่ไม่มีโอกาสซ้ำกันไม่ว่าจะอยู่ในเครือข่ายใดก็ตาม เนื่องจากเป็นเเอดเดรสที่ถูกบรรจุอยู่บนไมโครชิป และถูกกำหนดไว้เรียบร้อยแล้วจากบริษัทผู้ผลิตการ์ด LAN
– MAC มีขนาด 48 บิต นิยมเขียนด้วยเลขฐานสิบหกจำนวน 12 ตัว โดยเลขฐานสิบหก 6 ตัวแรกจะถูกควบคุมการใช้งานโดยองค์กร IEEE เป็นการบอกตัวตของบริษัทผู้ผลิตหรือผู้จัดจำหน่าย จึงหมายถึง

>Ethernet MAC

MAC in Ethernet

CSMA/CD: The Process

– โปรโตคอล CSMA/CD (Carrier Sense Multiple  Access  With  Collision  Detection)  ซึ่งเปนโปรโตคอลที่รับสงขอมูลแบบฮาลฟดูเพล็กซ  (Half   Duplex)   โปรโตคอลนี้ใชสําหรับการเขาใชสื่อกลางที่แชรกันในการสงสัญญาณระหวางโหนดในเครือขาย   ซึ่งมีขั้นตอนดังนี้   เมื่อมีโหนดใดๆ   ตองการที่จะสงขอมูลจะตองคอยฟงกอน (Carrier  Sense)  วามีโหนดอื่นกําลังสงขอมูลอยูหรือไม  ถามีใหรอจนกวาโหนดนั้นสงขอมูลเสร็จกอน  แลวคอยเริ่มสงขอมูล  และในขณะสงขอมูลอยู่นั้นตองตรวจสอบวามีการชนกันของขอมูลเกิดขึ้นหรือไม  (Collision  Detection)  ถามีการชนกันของขอมูลเกิดขึ้นใหหยุดการสงขอมูลทันที  แลวคอยเริ่มกระบวนการสงขอมูลใหมอีกครั้ง

Ethernet Timing

-การชนกันของขอมูล   (Collision)   ในเครือขายอีเทอรเน็ตนั้นเปนเรื่องธรรมดา   แตระบบ MAC มีกลไกในการตรวจเช็คว่ามีการชนกันของขอมูล (Collision Detection) วาเกิดขึ้นหรือไม เพื่อใหการตรวจเช็คการชนกันของขอมูลเปนไปได แตละสถานที่ตองสามารถโตตอบกันไดภายในเวลาที่จํากัด คาดีเลย คือ เวลาในการเดินทางไปกลับของสัญญาณ (Round-Trip Time) ระหวางสถานีสงและสถานีรับ
– มาตรฐานอีเทอรเน็ตกําหนดใหมีคาความลาชาของสัญญาณหรือดีเลยไดไมเกิน   51.2   ns (10-6 วินาที) สําหรับอีเทอรเน็ตที่ความเร็ว 10 Mbps และ 5.12 ns สําหรับอีเทอรเน็ตที่ความเร็ว 100 Mbps  อุปกรณเครือขายอีเทอรเน็ตทุกชนิด  รวมทั้งสายสัญญาณจะมีคาดีเลยที่แตกตางกันไป  ดังนั้นจึงจําเปนที่ตองคํานวณคาดีเลยของเครือขายกอนที่จะติดตั้ง ไมเชนนั้นถาหากคาดีเลยของเครือขายมีคามากกวาคาที่กําหนดใหไวก็อาจทําใหการสงขอมูลลมเหลว หรือเกิดขอผิดพลาดขึ้นได

Interframe Spacing and Backoff

>Ethernet Physical Layer

10 Mbps – 10Base-T Ethernet

– 10BASE5 using Thicknet coaxial cable : เป็น Thick Ethernet รุ่นแรกที่ได้ถูกพัฒนาขึ้นมา ใช้โทโปโลยีแบบบัส ซึ่งจะมีอุปกรณ์ในการรับส่งสัญญาณแบบติดตั้งภายนอก เชื่อมต่อกับสายโคแอกเซียลแบบหนา โดบใช้ tap
– 10BASE2 using Thinnet coaxial cable : เป็น Thin Ethernet ใช้โทโปโลยีแบบบัส ซึ่งสามารถใช้ได้กับอุปกรณ์รับส่งสัญญาณแบบติดตั้งภายในและภายนอก ชื่อมต่อกับสายโคแอกเซียลแบบบาง
– 10BASE-T using Cat3/Cat5 unshielded twisted-pair cable : เป็นระบบเครือข่าย Ethernet ที่ใช้สาย Twisted Pair เป็นสื่อในการส่งสัญญาณ 10 Base T และจัดได้ว่าเป็นเครือข่ายที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นระบบเครือข่ายที่ติดตั้งได้ง่ายและจำนวนสถานีที่ใช้งานจะต่อได้มากกว่า ในความจริงแล้ว 10 Base T นั้นไม่ได้จัดอยู่ในมาตรฐาน Ethernet โดยตรง แต่เป็นเครือข่ายที่ผสมผสานระหว่าง Ethernet และ Star เ ข้าด้วยกัน ซึ่งจะมีอุปกรณ์ ตัวกลางที่เรียกว่า Concentrator หรือเรียกกันทั่วไปว่า HUB ที่คอยรับสัญญาณระหว่าง Workstation และ File Server โดยในกรณีที่มีสายจากสถานีใดเสียหาย ก็จะไม่มีผลกระทบต่อระบบ แต่ถ้า HUB มีปัญหาทั้งระบบก็จะใช้งานไม่ได้ 1 0 Base T นั้นจะใช้สายชนิด UTP (Unshield Twisted Pair) ส่วนหัวต่อนั้นจะเป็นชนิด RJ-45 และความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงมากถึง 100 Mbps

100 Mbps – Fast Ethernet

– Fast Ethernet เป็นระบบเครือข่าย Ethernet ที่จัดอยู่ในมาตรฐาน IEEE 802.3u เป็นระบบเครือข่ายที่มีความเร็วสูงกว่าระบบ Ethernet แบบ 10 Mbps ทั่วไปถึง 10 เท่า บนสายสัญญาณทำจากสายทองแดงและสาย ใยแก้วนำแสง มีวิธีการเข้ารหัสสัญญาณ และมีย่านความถี่ในการทำงานสูงกว่า อย่างไรก็ดี Fast Ethernet ก็ยังมีข้อจำกัดบางประการ เช่นเดียวกับ 10 Mbps Ethernet ต่อไปนี้เป็น คุณลักษณะการทำงานโดยทั่วไปของ Fast Ethernet
– FAST ETHERNET เป็นเครือข่ายที่มีขนาดเล็กมาก โดยมีขนาดของ Network Diameter เพียง 205 เมตร เท่านั้น ถ้าหากใช้สาย ทองแดง แต่ถ้าเป็น Fiber Optic ขนาดของเครือข่ายจะมีขนาด 320 เมตร เมื่อเทียบกับ 10 Mbps Ethernet ซึ่งมีขนาด 500 เมตร
– 100BASE-TX using Cat5 or later UTP : 100BASE-TX ถูกออกแบบให้ใช้กับงานที่ต้องใช้สายUTP CATEGORY หรือสาย Fiber Optic ใช้วิธีการเข้ารหัสแบบ 4B/5B, ส่วนใหญ่ใช้โทโปโลยีแบบสตาร์
– 100BASE-FX using fiber-optic cable : 100BASE-FX ถูกออกแบบให้ใช้กับงานที่ต้องใช้สาย Fiber Optic หรือระบบ FDDI Technology สำหรับงานรับส่งข้อมูลผ่าน Back Bone ความเร็วสูง หรือเพิ่มระยะทางการเชื่อมต่อให้ยาวกว่าเดิม

1000 Mbps – Gigabit Ethernet

– Gigabit Ethernet (IEEE802.3z)เป็นมาตรฐานใหม่ของเทคโนโลยีเครือข่ายท้องถิ่น (LAN-Local Area-Network) ที่พัฒนามาจาก เครือข่ายแบบ Ethernet แบบเก่าที่มีความเร็ว 10 Mbps ให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่ระดับความเร็ว 1 Gbps ทั้งนี้เทคโนโลยีนี้ ยังคงใช้กลไก CSMS/CD ในการร่วมใช้สื่อเหมือนEthernet แบบเก่า หากแต่มีการพัฒนาและดัดแปลงให้สามารถรองรับความเร็วในระดับ 1 Gbps ได้
– Gigabit Ethernet เป็นส่วนเพิ่มขยายจาก 10 Mbps และ 100 Mbps Ethernet (มาตราฐาน IEEE 802.3 และ IEEE802.3u ตามลำดับ) โดยที่มันยังคงความเข้ากันได้กับมาตราฐานแบบเก่าอย่าง100% Gigabit Ethernet ยังสนับสนุนการทำงานใน mode full-duplex โดยจะเป็นการทำงานในการเชื่อมต่อระหว่าง Switch กับ Switch และระหว่าง Switch กับ End Station ส่วนการเชื่อมต่อผ่าน Repeater, Hub ซึ่งจะเป็นลักษณะของShared-media (ซึ่งใช้กลไก CSMA/CD) Gigabit Ethernet จะทำงานใน mode Half-duplex ซึ่งสามารถจะใช้สายสัญญาณได้ทั้งสายทองแดงและเส้นใยแก้วนำแสง

10 Gbps – 10 Gigabit Ethernet

– สนับสนุนมาตรฐานการทำงานของ ระบบ Ethernet ที่ความเร็ว 10 Gigabit ด้วยต้นทุนค่าใช้จ่ายที่น้อยกว่า 1 Gigabit Ethernet 2-3 เท่า
– เป็นระบบที่ยังใช้มาตรฐานของ Frame แบบ 802.3
– สามารถเข้ากันได้กับเครือข่าย Ethernet มาตรฐาน 802.3x ต่างๆ
– ยังคงไว้ซึ่งขนาดของ Frame ขั้นต่ำสุดและขั้นสูงสุดตามมาตรฐาน IEEE 802.3 ในปัจจุบัน
– กำหนดให้มีอุปกรณ์อินเตอร์เฟสกับเครือข่ายเป็นการเฉพาะเจาะจง
– สื่อสารข้อมูลแบบ Full Duplex เท่านั้น
– สามารถสนับสนุนกับการเชื่อมต่อระบบ LAN ที่มีการเชื่อมต่อในรูปแบบ Star

>Hubs and Switches

Legacy Ethernet: Using Hubs

– ฮับ (Hub) หรือเรียกวา รีพีทเตอร (Repeater) คืออุปกรณที่ใชเชื่อมตอกลุมของคอมพิวเตอร ฮับมีหนาที่รับสงเฟรมขอมูลทุกเฟรมที่ไดรับจากพอรตใดพอรตหนึ่งไปยังทุกๆ   พอรตที่เหลือ คอมพิวเตอรที่เชื่อมตอเขากับฮับ   จะแชรแบนดวิธหรืออัตราขอมูลของเครือขาย
– ขอแตกตางระหวางฮับก็เปนจํานวณพอรต สายสัญญาณที่ใช ประเภทของเครือขาย และอัตราขอมูลที่ฮับรองรับได้
– Scalability : ฮับจะแชร์แบนด์วิทที่ถูกจำกัดไว้ให้ผู้ใช้ ในขณะที่้สวิตช์จะจัดหาแบนด์วิทที่สามารถใช้ได้อย่างเต็มที่ให้กับแต่ละโฮส
– Latency : คือ จำนวนของเวลาที่แพกเกตใช้ในการไปถึงปลายทาง ยิ่งมีโหนดระหว่างทางเพิ่มมากขึ้นก็ยิ่งมี Latency เพิ่มมากขึ้น
– Network Failure : อาจเกิดขึ้นเมื่้อความเร็วไม่สอดคล้องกันเช่น อุปกรณ์ที่มี100 Mbps เชื่อมต่อไปยัง 10 Mbps hub แต่สวิตช์จะสามารถตั้งค่าในการจัดการความแตกต่างของความเร็วได้

Ethernet: Using Switches

– สาเหตุหลักในการเพิ่ม throughput ของเครือข่ายเมื่อโหนดเชื่อมต่อกันผ่านสวิตช์

1. Dedicated bandwidth to each port
2. Collision-free environment
3. Full-duplex operation

Switches: Selective Forwarding

– Learning : คอมพิวเตอรโหนด  A  ตองการสงขอมูลไปยังโหนด  B  ซึ่ง  ณ  ขณะนี้  สวิตชยังไมมีรายละเอียดขอมูลใดๆ  ที่บันทึกไวในตาราง  ดังนั้น  จึงจําเปนตองเรียนรูตัวตนของแตละโหนดเสียกอน โดยสวิตชจะนําแพ็กเก็ตขอมูลจากโหนด A เพื่อนําไปอานวา MAC Address จากนั้นก็ทําการจัดเก็บรายละเอียดขอมูลไวในตาราง (Lookup Table) โดยบันทึกรายละเอียดวาเซกเมนต X มีโหนด A อยู และ ณ ขณะนี้สวิตชรูตําแหนงที่อยูหรือตัวตนของโหนด A แลว ซึ่งขั้นตอนนี้เรียกวาการ Learning หรือการเรียนรูนั่นเอง
– Flooding : แตขณะนั้นสวิตชไมรูวาโหนด B อยู ณ ที่ใดบนเครือขาย จึงทําการสงแพ็กเก็ตขอมูลไปยังทุกเซกเมนตของเครือขาย  (ยกเวนเซกเมนต  X)  ขั้นตอนของการสงแพ็กเก็ตออกไปยังเซกเมนตทั้งหมดเพื่อหาตัวตนของโหนดที่ตองการ เราเรียกขั้นตอนนี้วาการ Flooding
– Forwarding : และหากแพ็กเก็ตลําดับถัดไปจากโหนด A ตองการสงขอมูลไปยังโหนด B อีกครั้ง สวิตชก็จะสามารถดําเนินการสงขอมูลจากโหนด  A  ไปยังโหนด  B  ไดทันที  เนื่องจากรูตําแหนงและเสนทางของโหนดทั้งสองแลว ขึ้นตอนนี้เรียกวาการ Forwarding
– Filtering : เมื่อโหนด  C  มีความตองการสงขอมูลไปยังโหนด  A  และเมื่อแพ็กเก็ตขอมูลนั้นไดเดินทางมาถึงสวิตช สวิตชก็จะทําการตรวจสอบ MAC Address ของโหนด C และทําการบันทึกรายละเอียดตําแหนงเพิ่มเขาไปในตาราง  ในขณะนั้นสวิตชไดมีรายละเอียดขอมูลของแอดเดรสโหนด  A  ที่ไดบันทึกอยูกอนแลว   และมีการตรวจสอบพิจารณาแลวพบวาทั้งสองโหนดนั้นอยูบนเซกเมนตเดียวกัน  ดังนั้นจึงไมจําเปนตองสงขอมูลชุดนี้กระจายออกไปยังเซกเมนตอื่นๆ  ซึ่งเปนการกลั่นกรองขอมูลนั่นเอง ขั้นตอนนี้เรียกวาการ Filtering
– Aging : จากขั้นตอนการ   Learning   และการ   Flooding   ของสวิตช   จะเห็นไดวาจําเปนตองมีการบันทึกรายละเอียข้อมูลตําแหนงไวในตาราง  ซึ่งการบันทึกนั้นจําเปนตองใชหนวยความจํา  ดังนั้นการใชงานหนวยความจําที่มีอยูอยางจํากัดใหมีประสิทธิภาพ   จึงจําเปนตองมีการขจัดขอมูลเกาออกไป โดยสวิตชจะใชเทคนิคที่เรียกวา Aging  กลาวคือเมื่อมีการบันทึกตําแหนงขอมูลในตาราง  ก็จะมีการบันทึกหรืออัปเดตเวลา  (Timestamp)  ทุกครั้ง  สวนการพิจารณานําออก  จะมีเวลาที่ตั้งไว  โดยหากครบเวลาที่กําหนดและขอมูลในตารางใดที่ไมมีกิจกรรมเกิดขึ้นอีกเลย   ก็จะถูกพิจารณานําออกไปจากหนวยความจํา เพื่อใหมีพื้นที่วางพอสําหรับบันทึกขอมูลชุดใหมตอไป

>Address Resolution Protocol (ARP)

Resolving IPv4 Addresses to MAC Addresses

– โพรโตคอล ARP ทำหน้าที่ในการจับคู่ระหว่างไอพีแอดเดรส ซึ่งเป็นแอดเดรสทางลอจิคัลกับฮาร์ดแวร์แอดเดรสซึ่งเป็นแอดเดรสทางฟิสิคัล
– แนวทางในการแปลงหมายเลข IP address เป็นหมายเลข Hardware address
1. อุปกรณ์สื่อสาร หรือโฮสต์ต้นทาง A ส่งเฟรมที่มีหน้าที่เฉพาะกิจ ARP request ในการสืบหาหมายเลขฮาร์ดแวร์ของโฮสต์ปลายทาง B ออกไป ภายในเฟรมจะระบุหมายเลข IP address ของโฮสต์ปลายทาง B ที่ต้องการติดต่อด้วย
2.เฟรมที่ส่งออกในขั้นตอนนี้จะต้องเป็นเฟรมประเภทบอร์ดคาสต์เพราะในเวลานี้โฮสต์ A ยังไม่ทราบหมายเลขฮาร์ดแวร์แอดเดรสของโฮสต์ B
3.โฮสต์ต่าง ๆ ในระบบจะต้องอ่าน และตรวจสอบเฟรมดังกล่าวว่า หมายเลข IP address ที่บรรจุอยู่เป็นของตนหรือไม่แน่นอนว่า จะต้องมีเพียงโฮสต์ B เท่านี้ที่จะตอบรับกลับ
4.โฮสต์ Bตอบรับกลับโดยการส่งเฟรมที่บรรจุหมายเลขฮาร์ดแวร์ของตนลงไป ARP reply ขั้นตอนนี้เฟรมที่ส่งออก ไม่จำเป็นต้องเป้นเฟรมบอร์ดคาสต์อีกต่อไป
5.โฮสต์ B สามารถกำหนดหมายเลขฮาร์ดแวร์แอดเดรสปลายทาง เป็นแอดเดรสของโฮสต์ A ได้เลย ทันทีที่สถานี A ได้รับเฟรมตอบรับดังกล่าวก็สามารถทราบถึงหมายเลขฮาร์ดแวร์ของโฮสต์ B ได้

Maintaining a Cache of Mappings

– จะเห็นว่ากระบวนการ ARP ต้องมีการใช้แบนด์วิดธ์ของช่องสัญญาณไปส่วนหนึ่งเพื่อให้การสูญเสียแบนด์วิดธ์ในส่วนนี้มีปริมาณน้อยที่สุด โฮสต์แต่ละตัวมักจะมีการเก็บคู่ IP address กับฮาร์ดแวร์แอดเดรสที่ทราบไว้ในแคช (cache) ของตนเอง
เมื่อโฮสต์มี ARP cache แล้ว การส่งข้อมูลของผู้ใช้บริการแต่ละครั้งก็ไม่ต้องทำกระบวนการ ARP ใหม่อีก
– ข้อมูลที่เก็บในแคช จะถูกลบออกหลังจากเก็บไว้ใช้งานระยะหนึ่งเพราะบางสถานการณ์คู่ IP address กับฮาร์ดแวร์แอดเดรสอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงได้ เช่น กรณีที่ Ethernet card เสียหาย และ ได้รับการเปลี่ยนใหม่ หมายเลขอีเธอร์เน็ตแอดเดรส หรือ ฮาร์ดแวร์แอดเดรสย่อมเปลี่ยนไปด้วย

แหล่งความรู้เพิ่มเติม

– http://kampol.htc.ac.th/web1/subject/com_network/sheet/chap482/chap8Ethernet.pd
– http://www.com3sign.com/jutamas/ieee.php
– http://www.geocities.com/jutharat_suksai/4.htm
– http://cp101km.swu.ac.th/index.php/51102010027
– http://www.dmsc.moph.go.th/webroot/techno2/hotit/gigabit/indexten.htm
– http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet1/network/gigabit/index.html
– http://cp101km.swu.ac.th/index.php/51102010637_ethernet
– http://webserv.kmitl.ac.th/~s6066504/basicethernet.html