Frame

Frame — kanal qatlamida tarmoq orqali uzatiladigan ma’lumot birligi. Ethernet va Wi‑Fi kabi texnologiyalar yuqori qatlam packetlarini frame ichiga joylab, lokal link orqali uzatadi.

Frame odatda source va destination kanal manzili, protokol turi, payload va xatoni aniqlash maydoniga ega.

Router bir linkdan kelgan frame’ni ochadi, ichidagi IP packetni boshqa link uchun yangi frame’ga joylaydi.

Ethernet frame

Oddiy Ethernet frame tarkibi:

Preamble
Start Frame Delimiter
Destination MAC
Source MAC
802.1Q tag, bo‘lsa
EtherType yoki Length
Payload
Frame Check Sequence

Har qism fizik uzatish va lokal yetkazish uchun xizmat qiladi.

Preamble

Preamble qabul qiluvchi qurilmaga signal bilan sinxronlashishga yordam beradi.

U ketma-ket bitlardan iborat.

Start Frame Delimiter frame boshlanishini bildiradi.

Preamble ko‘pincha frame hajmi hisobiga kiritilmaydi, lekin wire bandwidth sarfiga ta’sir qiladi.

Destination MAC

Destination MAC frame qaysi interfeys yoki guruhga mo‘ljallanganini ko‘rsatadi.

Turlari:

• unicast;
• multicast;
• broadcast.

Broadcast MAC:

ff:ff:ff:ff:ff:ff

Switch destination MAC asosida forwarding qiladi.

Source MAC

Source MAC frame’ni yuborgan lokal interfeysni bildiradi.

Switch source MACni kiruvchi port bilan bog‘lab, MAC address table’ni o‘rganadi.

Source MAC broadcast yoki multicast bo‘lishi mumkin emas.

EtherType

EtherType payload qaysi yuqori qatlam protokoli ekanini bildiradi.

Misollar:

• IPv4 — 0x0800;
• ARP — 0x0806;
• IPv6 — 0x86DD;
• LLDP — 0x88CC;
• VLAN tag — 0x8100.

Receiver payloadni tegishli protocol handlerga beradi.

Payload

Ethernet payload ko‘pincha IP packet, ARP yoki boshqa Layer 2 protokol ma’lumoti.

Standart Ethernet frame’da payload minimum va maksimum chegaraga ega.

Payload juda kichik bo‘lsa, padding qo‘shiladi.

Minimum frame

Klassik Ethernet frame destination MACdan FCSgacha kamida 64 bayt.

Bu eski shared Ethernetda collisionni aniqlash uchun kerak bo‘lgan.

Payload kichik bo‘lsa, frame minimum hajmga yetguncha padding qo‘shiladi.

Maximum frame

Standart Ethernet payload odatda 1500 bayt.

Header va FCS bilan frame hajmi 1518 bayt atrofida. 802.1Q tag qo‘shilsa yana 4 bayt ortadi.

Jumbo frame 1500dan katta payload ishlatadi.

FCS

Frame Check Sequence Ethernet frame oxiridagi xatoni aniqlash qiymati.

Sender frame bitlaridan CRC hisoblaydi. Receiver qayta hisoblab, mosligini tekshiradi.

FCS noto‘g‘ri bo‘lsa, frame tashlanadi.

Ethernet odatda buzilgan frame’ni qayta uzatmaydi. Yuqori qatlam, masalan TCP, lossni tiklaydi.

Inter-frame gap

Ikki Ethernet frame orasida minimal tanaffus bo‘ladi.

Bu inter-frame gap fizik tarmoqda qurilmalar uchun uzatish oralig‘ini ta’minlaydi.

Bandwidth hisobida frame header, preamble va inter-frame gap ham real kanal vaqtini egallaydi.

VLAN tag

802.1Q tag frame ichiga 4 bayt qo‘shadi.

Maydonlar:

• TPID;
• Priority Code Point;
• DEI;
• VLAN ID.

VLAN ID 12 bit bo‘lib, amalda 4094 gacha segmentni ifodalaydi.

PCP QoS priority uchun ishlatiladi.

Access port

Access port odatda bitta VLANga tegishli.

Endpointdan kelgan untagged frame switch ichida access VLAN bilan bog‘lanadi.

Chiqishda endpointga frame tag’siz yuborilishi mumkin.

Trunk port

Trunk bir nechta VLAN frame’larini tashiydi.

Frame VLAN tag bilan qaysi segmentga tegishli ekanini bildiradi.

Native VLAN ayrim trunklarda untagged bo‘lishi mumkin. Ikki tomonda native VLAN mos kelmasa, trafik noto‘g‘ri segmentga tushishi mumkin.

QinQ

Provider bridgingda frame ichida bir nechta VLAN tag bo‘lishi mumkin.

Qatlamlar:

• customer tag;
• service provider tag.

Bu ko‘p mijoz VLANlarini operator tarmog‘i orqali tashishga yordam beradi.

Frame forwarding

Switch frame qabul qilganda:

1. FCS va fizik holat tekshiriladi.
2. Source MAC o‘rganiladi.
3. Destination MAC jadvaldan qidiriladi.
4. VLAN hisobga olinadi.
5. Frame kerakli portga uzatiladi.

Destination noma’lum bo‘lsa, frame VLAN ichida flood qilinadi.

Collision domain

Eski hub tarmog‘ida barcha qurilma bitta collision domain’da edi.

Ikki qurilma bir vaqtda yuborsa collision yuz berardi.

CSMA/CD collisionni aniqlash va qayta urinish uchun ishlatilgan.

Zamonaviy full-duplex switched Ethernetda har port alohida collision domain va collision bo‘lmaydi.

Pause frame

Ethernet flow control maxsus pause frame orqali senderdan vaqtincha uzatishni to‘xtatishni so‘rashi mumkin.

Bu congestionni bir linkda kamaytiradi, lekin tarmoq bo‘ylab blocking tarqalishiga olib kelishi mumkin.

Data centerlarda priority flow control alohida trafik sinfiga pause qo‘llashi mumkin.

Ethernet frame va Wi‑Fi frame

Wi‑Fi frame Ethernetdan murakkabroq bo‘lishi mumkin.

Unda:

• bir nechta address maydoni;
• frame control;
• sequence;
• duration;
• QoS control;
• encryption ma’lumoti

mavjud.

Access point Ethernet va 802.11 frame formatlari orasida bridge qiladi.

Frame va packet

Frame faqat bitta linkda amal qiladi.

IP packet esa bir nechta router orqali end-to-end yo‘l bosadi.

Har routerda:

• eski frame olib tashlanadi;
• IP packet saqlanadi;
• yangi link uchun frame yaratiladi.

Shu sababli MAC address har hopda, IP destination esa odatda end-to-end saqlanadi.

Frame xatolari

Switch interfeys counterlarida:

• CRC error;
• runt;
• giant;
• alignment error;
• late collision;
• input error;
• drop

ko‘rinishi mumkin.

Sabablar:

• kabel;
• optik modul;
• duplex mismatch;
• shovqin;
• noto‘g‘ri MTU;
• hardware xato.

Diagnostika

Frame darajasidagi muammoda:

• source va destination MAC;
• VLAN tag;
• EtherType;
• frame size;
• FCS;
• switch MAC table;
• trunk allowed VLAN;
• native VLAN;
• interface error;
• packet capture

tekshiriladi.

Host IP jihatdan to‘g‘ri sozlangan bo‘lsa ham, VLAN yoki MAC forwarding xatosi aloqa qilmasligiga sabab bo‘ladi.

Bog‘liq tushunchalar

Ethernet, MAC address, EtherType, FCS, VLAN, Trunk, Access port, Packet, MTU, Switch, Broadcast