В любой посылке, передаваемой по локальной сети Ethernet, присутствуют MAC-адреса источника и назначения, ведь коммутаторы, при перенаправлении данных, опираются исключительно на них. Что из себя представляет MAC-адрес? Каковы отличия unicast, multicast и broadcast MAC-адресов назначения? Какими MAC-адресами назначения оперируют протоколы стандарта МЭК 61850? Рассмотрим эти вопросы подробнее.

MAC-адрес состоит из 48 бит, представленных в шестнадцатиричном формате. Каждые 8 бит отделены друг от друга либо двоеточием (:), либо дефисом (-). Пример MAC-адреса: 00:26:57:00:1f:02.

MAC-адрес источника – уникален для каждого изделия. Международная организация IEEE обеспечивает «раздачу» диапазона MAC-адресов для производителей устройств: за каждым производителем закрепляются первые три октета MAC-адреса определенного значения. Эти три октета называют OUI (ORGANIZATIONALLY UNIQUE IDENTIFIER). Соответственно, по MAC-адресу можно определить фирму-производителя устройства. К примеру, это можно сделать на сайте IEEE (Внимание! Вводите OUI через дефис!!!). Так, можно для приведенного в качестве примера MAC-адреса можно определить, что устройство, которому он присвоен – устройство производства НПП «ЭКРА». Оставшиеся три октета устанавливаются производителем уникальными и никогда не повторяют друг друга в комбинации с первыми тремя октетами одного и того же значения. Поскольку указанные три последних октета идентифицируют сетевой контроллер устройства, их называют NIC Specific (Network Interface Card Specific).

Как правило, MAC-адрес устройства можно определить, посмотрев на маркировку терминала, – часто на панели сетевого интерфейса устройства присутствует соответствующая наклейка.

Теперь обратимся к возможным значениям MAC-адреса назначения, также присутствующего в посылке.

Если речь идет о передаче данных от одного устройству другому, то в поле MAC-адрес назначения указывается MAC-адрес устройства-получателя (см. выше) – то есть тот адрес, которые мы обсуждали выше. Это есть одноадресный (unicast) MAC-адрес назначения. Примером посылок, в которых устанавливается одноадресный MAC-адрес назначения являются посылки по протоколу MMS.

Однако что делать если один и тот же пакет данных требуется передать нескольким устройствам сети? Для этого существуют многоадресные (multicast) MAC-адреса назначения. Эти MAC-адреса легко идентифицировать – младший бит первого октета таких MAC-адресов назначения равен 1, например 01-0C-CD-00-00-01. В случае, если посылка с таким адресом попадает на коммутатор, то он перенаправляет ее на все свои порты – при условии что на нем не определены группы адресатов этой посылки. Возможность организации групповой передачи данных – одно из отличий использования многоадресных MAC-адресов перед использованием широковещательных (broadcast) MAC-адресов. Примером посылок, в которых устанавливается многоадресный MAC-адрес назначения, являются посылки по протоколам GOOSE и Sampled Values. Например, посылка GOOSE с MAC-адресом назначения 01:0C:CD:01:01:21.

Говоря о многоадресных MAC-адресах назначения стоит отметить еще один интересный момент – организация IEEE выделяет диапазоны MAC-адресов не только под устройства для производителей, но и для органов по стандартизации, для однозначной идентификации трафика по тем или иным стандартам. При этом также IEEE фиксирует три первых октета. Так, за ТК 57 МЭК зарезервирован диапазон 01-0C-CD-xx-xx-xx, а внутри этого диапазона правила уже определяет сам орган по стандартизации. Так для GOOSE рабочая группа 10 определила четвертый октет равным 01 и диапазон: от 01-0C-CD-01-00-00 до 01-0C-CD-01-01-FF; для Sampled Values – четвертый октет равным 04 и диапазон: от 01-0C-CD-04-00-00 до 01-0C-CD-04-01-FF. Для протоколов PTP и RSTP также выделяются свои многоадресные MAC-адреса назначения.

Широковещательный MAC-адрес – он один: ff:ff:ff:ff:ff:ff. И при получении его коммутатор перенаправляет полученную посылку на все свои порты, ни на что не взирая. Его используют лишь некоторые служебные протоколы, например, протокол ARP (Address Resolution Protocol), о котором мы расскажем в следующий раз и который также составляет важную веху в процессе информационного обмена по локальной сети подстанции.

РЕЗЮМЕ

1. Если вы разработчик и производитель устройств РЗА, оснащенных коммуникационным интерфейсом, позаботьтесь о том, чтобы через организацию IEEE вам был выделен соответствующий диапазон MAC-адресов. За это придется платить.
2. Для проектировщиков будущего и наладчиков дня сегодняшнего рекомендация – никогда не фиксируйте одинаковый MAC-адрес для разных GOOSE-сообщений и потоков Sampled Values (некоторое настроечное ПО не контролирует этот аспект). Иначе вы рискуете исключить возможность multicast-фильтрации GOOSE-сообщений на коммутаторах. Ведь преобладающее  число терминалов не обладают такой возможностью. И тогда все устройства, включенные в сеть, будут “слышать” сообщения от других устройств сети, что, как мы уже писали, негативно сказывается на времени передачи GOOSE-сообщений. Оно будет увеличиваться в связи с увеличивающейся нагрузкой процессоров устройств.