以太网帧格式详细介绍

2021年3月9日15:57:21 发表评论 1,365 次浏览

先决条件– 以太网简介

所有MAC实现所需的基本帧格式在

IEEE 802.3标准

。尽管使用了几种可选格式来扩展协议的基本功能。

以太网帧以Preamble和SFD开头, 两者均在物理层工作。以太网报头包含源MAC地址和目标MAC地址, 之后是帧的有效负载。最后一个字段是CRC, 用于检测错误。现在, 让我们研究基本帧格式的各个领域。

以太网(IEEE 802.3)帧格式–

以太网帧格式1
  • 前言–以太网帧以7字节前导码开头。这是一种交替的0和1的模式, 表示帧的开始, 并允许发送方和接收方建立位同步。最初, 引入PRE(Preamble)以允许由于信号延迟而丢失几位。但是今天的高速以太网并不需要Preamble来保护帧位。
    PRE(前同步码)指示接收器该帧即将到来, 并允许接收器在实际帧开始之前锁定数据流。
  • 帧开始定界符(SFD)–这是一个1字节字段, 始终设置为10101011。SFD指示即将到来的位是帧的开始, 即目标地址。有时SFD被认为是PRE的一部分, 这就是为什么Preamble在许多地方被描述为8字节的原因。 SFD警告一个或多个站, 这是进行同步的最后机会。
  • 目的地址–这是6个字节的字段, 其中包含要发送数据的计算机的MAC地址。
  • 源地址–这是一个6字节的字段, 其中包含源计算机的MAC地址。由于源地址始终是一个单独的地址(单播), 因此第一个字节的最低有效位始终为0。
  • 长度 -长度是一个2字节的字段, 表示整个以太网帧的长度。这个16位字段的长度值可以在0到65534之间, 但是由于以太网自身的某些限制, 长度不能大于1500。
  • 数据–这是实际数据插入的地方, 也称为有效载荷。如果通过以太网使用Internet协议, 则IP标头和数据都将插入此处。存在的最大数据可能长达1500字节。如果数据长度小于最小长度(即46个字节), 则添加填充0以符合最小可能的长度。
  • 循环冗余校验(CRC)–CRC为4字节字段。此字段包含数据的32位哈希码, 该哈希码是在"目标地址", "源地址", "长度"和"数据"字段上生成的。如果按目的地计算的校验和与发送的校验和值不同, 则接收到的数据已损坏。

注意 -以太网IEEE 802.3的帧大小在64字节到1518字节之间变化, 包括数据长度(46到1500字节)。

扩展以太网框架(以太网II框架)的简要概述:

上面详细讨论了标准IEEE 802.3基本帧格式。现在, 让我们看一下扩展的以太网帧头, 使用它可以使有效载荷甚至大于1500字节。

以太网帧格式2

DA

[目标MAC地址]:

6个字节

SA

[源MAC地址]:

6个字节

类型

[0x8870(以太类型)]:

2字节

DSAP

[802.2目标服务访问点]:

1个字节

SSAP

[802.2源服务访问点]:

1个字节

Ctrl

[802.2控制字段]:

1个字节

数据

[协议数据]:

> 46个字节

FCS

[帧校验和]:

4字节

尽管在以太网II帧中缺少长度字段, 但是由于网络接口接受了该帧, 因此知道了帧长度。

GATE CS Corner问题

练习以下问题将帮助你测试知识。在前几年的GATE或GATE模拟测试中, 所有问题都已提出。强烈建议你练习它们。

  1. GATE CS 2007, 问题85
  2. GATE CS 2005, 问题74
  3. GATE CS 2004, 问题90
  4. GATE IT 2005, 问题27
  5. GATE CS 2016(Set 2), 问题34

参考–

扩展的以太网帧大小支持

思科压机

IEEE 802.3和以太网

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木子山

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