Протокол доступа к подсети (SNAP) и мультиплексирование протоколов в сетях IEEE 802.2

Введение

Протокол доступа к подсети (SNAP) — это механизм мультиплексирования, позволяющий использовать в сетях с протоколом IEEE 802.2 LLC большее количество протоколов, чем можно различить по восьмибитным полям точки доступа к службе 802.2 (SAP). SNAP поддерживает идентификацию протоколов по значениям поля EtherType, а также пространства идентификаторов частных протоколов, определенных поставщиками. Он используется с физическими сетевыми слоями IEEE 802.3, IEEE 802.4, IEEE 802.5, IEEE 802.11 и другими IEEE 802, а также с физическими сетевыми слоями, не относящимися к IEEE 802, такими как FDDI, которые используют протокол 802.2 LLC. Поля SNAP и LSAP добавляются к пакетам на передающем узле, чтобы принимающий узел мог передать каждый полученный кадр соответствующему драйверу устройства, который обрабатывает данный протокол.

Предыстория

Модель OSI использует точку доступа к услугам (SAP) для определения взаимодействия между уровнями (такими как сетевой, транспортный, сеансовый и другими уровнями семиуровневой модели), то есть для определения, какой протокол должен обрабатывать входящее сообщение. Внутри заданного уровня программы могут обмениваться данными посредством согласованного протокольного механизма. Пара программ, не поддерживающих общий протокол, не может взаимодействовать друг с другом. Следовательно, для сосуществования нескольких протоколов в одном слое необходимо определить, какой протокол вызывается для обработки единицы служебных данных, доставленной нижним уровнем. Наиболее распространенное упоминание SAP, включая точку доступа к службе источника (SSAP) и точку доступа к службе назначения (DSAP), относится к границе между канальным уровнем и сетевым уровнем. Обычно SAP рассматривается только в контексте его использования на втором уровне, в частности, в подслое управления логической связью (LLC), определенном в стандартах IEEE 802.2. Точка доступа к служебным функциям канала (LSAP) включает в себя как точку доступа к службе назначения (DSAP), так и точку доступа к службе источника (SSAP). Она позволяет MAC-станции взаимодействовать с верхними уровнями посредством различных протоколов. Стандартным сетевым протоколам присвоены зарезервированные адреса LLC, как указано в ISO/IEC TR 11802 1. Половина адресного пространства LLC зарезервирована для таких назначений. Другие протоколы могут быть адаптированы двумя способами. Один из способов – локальное назначение LSAP, для которого доступна другая половина адресного пространства LLC. Второй способ – использование определенного зарезервированного значения адреса LLC, предназначенного для использования совместно с протоколом доступа к подсети (SNAP), который называется SNAP-адресом. SNAP-адрес идентифицирует один LSAP в каждом MAC SAP. Таким образом, каждый протокол, использующий SNAP, должен использовать идентификатор протокола. Следовательно, протокол доступа к подсети (SNAP) является механизмом мультиплексирования в сетях, использующих IEEE 802.2 LLC, большего количества протоколов, чем можно различить по 8-битным полям SAP (Service Access Point) 802.2. SNAP поддерживает идентификацию протоколов по значениям поля типа Ethernet, а также поддерживает пространства идентификаторов частных протоколов поставщиков. Он используется с IEEE 802.3, IEEE 802.4, IEEE 802.5, IEEE 802.11 и другими физическими сетевыми уровнями IEEE 802, а также с физическими сетевыми уровнями, не относящимися к IEEE 802, такими как FDDI, которые используют 802.2 LLC.

The OSI model uses a Service Access Point (SAP) to define the communication between layers (like Network, Transport, Session, and the other layers of the seven layer model), that is to identify which protocol should process an incoming message. Within a given layer, programs can exchange data by a mutually agreed upon protocol mechanism. A pair of programs that do not support a common protocol cannot communicate with each other. Thus for multiple protocols to coexist within a layer, it is necessary to determine which protocol is invoked to process a service data unit delivered by the lower layer. The most common reference to SAP, including a Source Service Access Point (SSAP) and a Destination Service Access Point (DSAP) refers to the boundary between the Data Link Layer and the Network Layer. It is common to think of SAP only in terms of its use at Layer 2, specifically in its Logical Link Control (LLC) sub layer as defined in the IEEE 802.2 standards. Link Service Access Point (LSAP) includes both Destination Service Access Point (DSAP) and Source Service Access Point (SSAP). It enables a MAC station to communicate with upper layers via different protocols. Standard Network layer protocols have been assigned reserved LLC addresses, as recorded in ISO/IEC TR 11802 1. One half of the LLC address space is reserved for such assignment. Other protocols are accommodated in two ways. One way is by local assignment of LSAPs, for which the other half of the LLC address space is available. The second way is to use a particular reserved LLC address value that has been assigned for use in conjunction with the Sub network Access Protocol (SNAP) is called the SNAP address. The SNAP address identifies, at each MAC SAP, a single LSAP. Thus, each protocol using SNAP must employ a protocol identifier. Thus, the Subnetwork Access Protocol (SNAP) is a mechanism for multiplexing, on networks using IEEE 802.2 LLC, more protocols than can be distinguished by the 8 bit 802.2 Service Access Point (SAP) fields. SNAP supports identifying protocols by Ethernet type field values; it also supports vendor private protocol identifier spaces. It is used with IEEE 802.3, IEEE 802.4, IEEE 802.5, IEEE 802.11 and other IEEE 802 physical network layers, as well as with non IEEE 802 physical network layers such as FDDI that use 802.2 LLC.

Использование

SNAP является расширением 802.2 LLC, описанного в документе IEEE 802 «Обзор и архитектура». 5-октный заголовок SNAP следует за заголовком 802.2 LLC, если целевой SAP (DSAP) и исходный SAP (SSAP) содержат шестнадцатеричные значения AA или AB:

802.2 LLC HeaderРасширение SNAPDSAPSSAPControlOUIИдентификатор протокола1 октет1 октет1 или 2 октета3 октета2 октета

Заголовок SNAP состоит из 3-октного уникального идентификатора IEEE (OUI), за которым следует 2-октный идентификатор протокола. Если OUI равен нулю, идентификатор протокола является зарегистрированным значением EtherType для протокола, работающего поверх SNAP. Если OUI является OUI для конкретной организации, идентификатор протокола – это значение, присвоенное этой организацией протоколу, работающему поверх SNAP. SNAP обычно используется с блоками данных протокола 802.2 Unnumbered Information (PDU) со значением поля управления 3, а значения LSAP обычно равны AA в шестнадцатеричном формате, поэтому заголовок 802.2 LLC для пакета SNAP обычно имеет вид AA AA 03; однако SNAP может использоваться и с другими типами PDU. В Ethernet 8 октетов, занимаемых заголовками LLC и SNAP, уменьшают размер доступной полезной нагрузки для протоколов, таких как протокол IP, до 1492 байт по сравнению с использованием кадрирования Ethernet II; поэтому для протоколов, имеющих значения EtherType, пакеты обычно передаются с заголовками Ethernet II, а не с заголовками LLC и SNAP. В других типах сетей заголовки LLC и SNAP необходимы для мультиплексирования различных протоколов на канальном уровне, поскольку уровень MAC сам по себе не имеет поля EtherType, поэтому нет альтернативного кадрирования, которое обеспечивало бы большую доступную полезную нагрузку. Можно задаться вопросом: «Зачем нужен отдельный подсетевой заголовок?». Ответ заключается в том, что он был добавлен для дополнения решения, принятого при разработке заголовка LLC. В то время, когда заголовок LLC проектировался, считалось, что одного октета (256 возможных значений) в заголовке будет достаточно для указания всех значений протоколов, которые поставщики захотят зарегистрировать. По мере резервирования значений было обнаружено, что в заголовке LLC вскоре не останется свободных значений. Шестнадцатеричные значения AA и AB были зарезервированы, и был разработан дополнительный заголовок – заголовок SNAP; он может поддерживать все значения EtherType и несколько диапазонов частных протокольных значений. В соответствии с IETF RFC 1042, IP-датаграммы и ARP-датаграммы передаются по сетям IEEE 802 с использованием заголовков LLC и SNAP, за исключением Ethernet/IEEE 802.3, где они передаются с заголовками Ethernet II, как указано в RFC 894.

The SNAP header consists of a 3 octet IEEE organizationally unique identifier (OUI) followed by a 2 octet protocol ID. If the OUI is zero, the protocol ID is the registered EtherType value for the protocol running on top of SNAP. If the OUI is an OUI for a particular organization, the protocol ID is a value assigned by that organization to the protocol running on top of SNAP. SNAP is usually used with Unnumbered Information 802.2 protocol data units (PDUs), with a control field value of 3, and the LSAP values are usually hexadecimal AA, so the 802.2 LLC header for a SNAP packet is usually AA AA 03; however, SNAP can be used with other PDU types as well. On Ethernet, the 8 octets occupied by the LLC and SNAP headers reduce the size of the available payload for protocols such as the Internet Protocol to 1492 bytes, compared to the use of the Ethernet II framing; therefore, for protocols that have EtherType values, packets are usually transmitted with Ethernet II headers rather than with LLC and SNAP headers. On other network types, the LLC and SNAP headers are required in order to multiplex different protocols on the link layer, as the MAC layer doesn't itself have an EtherType field, so there's no alternative framing that would have a larger available payload. One might ask, "why is a separate sub network header necessary?". The answer is that it was to augment a decision made during the layout of the LLC header. At the time that the LLC header was being designed, it was thought that a single octet (256 possible values) in the header would be enough to specify all the protocol values that vendors would want to register. As the values began to be reserved, it was discovered that the LLC header would soon run out of open values. The hexadecimal AA and AB values were reserved, and an additional header—the SNAP header—was developed; it can support all EtherType values and multiple spaces of private protocol values. As per IETF RFC 1042, IP datagrams and ARP datagrams are transmitted over IEEE 802 networks using LLC and SNAP headers, except on Ethernet/IEEE 802.3, where they are transmitted with Ethernet II headers, as per RFC 894.