常见以太网帧结构详解
第02章 Ethernet帧结构解析-2
8 字节
7 字节 10101010101010 1 字节
MAC 帧
物理层
… 10101010101010101011
帧开始 定界符
计算机硬件基础教学中心
前同步码
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
帧结构解析
1、以太网的MAC层
以太网 V2 的格式
局域网介绍
2、局域网概述
局域网技术发展的过程
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
计算机硬件基础教学中心
局域网介绍
2、局域网概述
最早的Ethernet原理设计图
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
计算机硬件基础教学中心
局域网介绍
1、IEEE 802 标准
ISO/OSI-RM
7 6 5 4 3 2 1 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据 链路层 物理层
UTP 同轴电缆 光缆
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
802.10 网络安全
802.1 802.2
帧开始 定界符
计算机硬件基础教学中心
前同步码
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
帧结构解析
1、以太网的MAC层
以太网 V2 的格式
IP 数据报 字节 以太网 V2 MAC 帧 插入 6 目的地址 6 源地址 2 类型 数 46 ~ 1500 据 4 FCS MAC 层 IP 层
• 随机接入：所有的用户可随机地发送信息。 • 受控接入：如多点线路探询(polling)，或轮询。
以太网帧结构详解
以太网帧结构详解分类：计算机网络知识2011-10-25 20:28 3165人阅读评论(0) 收藏举报byte网络工作serviceaccess扩展1 以太网相关背景以太网这个术语通常是指由DEC，Intel和Xerox公司在1982年联合公布的一个标准，它是当今TCP/IP采用的主要的局域网技术，它采用一种称作CSMA/CD 的媒体接入方法。
几年后，IEEE802委员会公布了一个稍有不同的标准集，其中802.3针对整个CSMA/CD网络，802.4针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络；此三种帧的通用部分由802.2标准来定义，也就是我们熟悉的802网络共有的逻辑链路控制（LLC）。
由于目前CSMA/CD的媒体接入方式占主流，因此本文仅对以太网和IEEE 802.3的帧格式作详细的分析。
在TCP/IP世界中，以太网IP数据报文的封装在RFC 894中定义，IEEE802.3网络的IP数据报文封装在RFC 1042中定义。
标准规定：1）主机必须能发送和接收采用RFC 894（以太网）封装格式的分组；2）主机应该能接收RFC 1042（IEEE 802.3）封装格式的分组；3）主机可以发送采用RFC 1042（IEEE 802.3）封装格式的分组。
如果主机能同时发送两种类型的分组数据，那么发送的分组必须是可以设置的，而且默认条件下必须是RFC 894（以太网）。
最常使用的封装格式是RFC 894定义的格式，俗称Ethernet II或者Ethernet DIX。
下面，我们就以Ethernet II称呼RFC 894定义的以太帧，以IEEE802.3称呼RFC 1042定义的以太帧。
2 帧格式Ethernet II和IEEE802.3的帧格式分别如下。
Ethernet II帧格式：----------------------------------------------------------------------------------------------| 前序| 目的地址| 源地址| 类型| 数据 |FCS |---------------------------------------------------------------------------------------------- | 8 byte | 6 byte | 6 byte | 2 byte | 46~1500 byte | 4 byte|IEEE802.3一般帧格式--------------------------------------------------------------------------------------------------------------| 前序| 帧起始定界符| 目的地址| 源地址| 长度| 数据| FCS |------------------------------------------------------------------------------------------------------------| 7 byte | 1 byte | 2/6 byte | 2/6 byte | 2 byte | 46~1500 byte | 4 byte |Ethernet II和IEEE802.3的帧格式比较类似，主要的不同点在于前者定义的2字节的类型，而后者定义的是2字节的长度；所幸的是，后者定义的有效长度值与前者定义的有效类型值无一相同，这样就容易区分两种帧格式了。
以太网帧
分析以太网数据帧的构成2009-06-15 11:221.以太网的报文格式如下2.MAC地址的作用:不同物理主机(唯一的MAC标识)之间的通信地址，标识以太网上的每台主机，需要给每台主机上的网络适配器（网络接口卡）分配一个唯一的通信地址。
3.MAC广播地址的作用:48位全1的地址为MAC广播地址,其作用使主机发送一个ARP或其它广播协议包时同一网内的其它主机均能收到此包.4.LLC帧报文的格式如下；5.仿真编辑器和协议分析器的使用方法:用了很多次基本结构已了解.以太网数据帧的构成抓取一个原始IP包捕获一个数据包并分析数据链路层的帧结构No. Time Source Destination Protocol Info2350 703.174591 172.16.77.15 172.16.77.6 IP Fragmented IP protocol (proto=ICMP 0x01, off=1480) [Reassembled in #2393]Frame 2350 (1514 bytes on wire, 1514 bytes captured)Arrival Time: Jun 15, 2009 09:20:09.379091000[Time delta from previous captured frame: 0.000021000 seconds][Time delta from previous displayed frame: 0.000021000 seconds][Time since reference or first frame: 703.174591000 seconds]Frame Number: 2350Frame Length: 1514 bytesCapture Length: 1514 bytes[Frame is marked: False][Protocols in frame: eth:ip:data]分析数据链路层的帧结构Ethernet II, Src: AsustekC_97:2a:ee (厂家名_后3位16进制数为MAC)(00:13:d4:97:2a:ee)(源MAC,前6位16进制数代表网络硬件制造商的编号, 后3位16进制数代表该制造商所制造的某个网络产品（如网卡）的系列号), Dst: AsustekC_97:2b:17 (00:13:d4:97:2b:17)(目标MAC)Destination: AsustekC_97:2b:17 (00:13:d4:97:2b:17)目标MACAddress: AsustekC_97:2b:17 (00:13:d4:97:2b:17).... ...0 .... .... .... .... = IG bit: Individual address (unicast) 无效单播地址.... ..0. .... .... .... .... = LG bit: Globally unique address (factory default)全局唯一地址(厂家默认)Source: AsustekC_97:2a:ee (00:13:d4:97:2a:ee)源MACAddress: AsustekC_97:2a:ee (00:13:d4:97:2a:ee).... ...0 .... .... .... .... = IG bit: Individual address (unicast) 无效单播地址.... ..0. .... .... .... .... = LG bit: Globally unique address (factory default) 全局唯一地址(厂家默认)Type: IP (0x0800)类型IPInternet Protocol, Src: 172.16.77.15 (172.16.77.15), Dst: 172.16.77.6 (172.16.77.6) Version: 4Header length: 20 bytesDifferentiated Services Field: 0x00 (DSCP 0x00: Default; ECN: 0x00)0000 00.. = Differentiated Services Codepoint: Default (0x00).... ..0. = ECN-Capable Transport (ECT): 0.... ...0 = ECN-CE: 0Total Length: 1500Identification: 0x490d (18701)Flags: 0x02 (More Fragments)0... = Reserved bit: Not set.0.. = Don't fragment: Not set..1. = More fragments: SetFragment offset: 1480Ti me to live: 128Protocol: ICMP (0x01)Header checksum: 0xd924 [correct][Good: True][Bad : False]Source: 172.16.77.15 (172.16.77.15)Destination: 172.16.77.6 (172.16.77.6)Reassembled IP in frame: 2393以太网帧格式2009-06-15 11:06目前，有四种不同格式的以太网帧在使用，它们分别是：●Ethernet II即DIX 2.0：Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准帧格式。
tsn数据帧结构
tsn数据帧结构TSN（Time-Sensitive Networking）作为一种新兴的网络技术，为实时及对时敏感的应用提供了可靠、可预测的网络通信。
TSN数据帧结构是TSN网络中传输数据的基本单位，了解和理解TSN数据帧结构对于理解和设计TSN网络是非常重要的。
TSN数据帧结构包含了一系列的字段，每个字段负责不同的功能或者信息传输。
下面将会逐个介绍这些字段的含义和功能。
1. 以太网头部（Ethernet Header）：这个字段用于标识和识别数据帧以太网协议的类型。
它包含了目标MAC地址和源MAC地址字段，用于指示数据帧的源和目标设备。
2. VLAN头部（VLAN Header）：在TSN网络中，VLAN头部是可选的，用于标识和区分不同的VLAN网络。
它包含了VLAN标签字段，用于指示数据帧所属的VLAN。
3. TSN头部（TSN Header）：这个字段是TSN数据帧结构中最重要的一部分。
它包含了一系列的子字段，用于实现TSN网络的各种功能和特性。
a. TSN扩展头部（TSN Extension Header）：这个字段是可选的，它包含了额外的信息和功能。
比如，流标识、流优先级、时间同步信息等。
b. TSN时间同步头部（TSN Time Synchronization Header）：这个字段用于实现网络中的时间同步功能。
它包含了时间戳信息，用于确保数据的同步性和一致性。
c. TSN流标记头部（TSN Stream Identification Header）：这个字段用于标识和标记不同的数据流。
它包含了流ID字段，用于区分和识别不同的数据流。
d. TSN帧封装头部（TSN Frame Encapsulation Header）：这个字段用于封装和打包数据帧。
它包含了帧时间戳字段，用于指示数据帧的到达和发送时间。
4. 应用数据负载（Application Data Payload）：这个字段包含了真实的应用数据，它是传输在TSN数据帧中的实际数据内容。
以太网IEEE 802.3帧的结构
以太网/IEEE 802.3帧的结构下图所示为以太网/IEEE 802.3帧的基本组成。
如图所示，以太网和IEEE 802.3帧的基本结构如下：前导码(Preamble)：由0、1间隔代码组成，可以通知目标站作好接收准备。
IEEE 802.3帧的前导码占用7个字节，紧随其后的是长度为1个字节的帧首定界符（SOF）。
以太网帧把SOF包含在了前导码当中，因此，前导码的长度扩大为8个字节。
帧首定界符（SOF:Start-of-Frame Delimiter）：IEEE 802.3帧中的定界字节，以两个连续的代码1结尾，表示一帧实际开始。
目标和源地址（DA、SA）：表示发送和接收帧的工作站的地址，各占据6个字节。
其中，目标地址可以是单址，也可以是多点传送或广播地址。
类型（以太网）：占用2个字节，指定接收数据的高层协议。
长度L（IEEE 802.3）：表示紧随其后的以字节为单位的数据段的长度。
数据L（以太网）：在经过物理层和逻辑链路层的处理之后，包含在帧中的数据将被传递给在类型段中指定的高层协议。
虽然以太网版本2中并没有明确作出补齐规定，但是以太网帧中数据段的长度最小应当不低于46个字节。
数据（IEEE 802.3：LLCPDU逻辑链路层协议数据单元）：IEEE 802.3帧在数据段中对接收数据的上层协议进行规定。
如果数据段长度过小，使帧的总长度无法达到64个字节的最小值，那么相应软件将会自动填充数据段，以确保整个帧的长度不低于64个字节。
LLCPDU——它的范围处在46字节至1500字节之间。
最小LLCPDU长度46字节是一个限制，目的是要求局域网上所有的站点都能检测到该帧，即保证网络工作正常。
如果LLCPDU小于46个字节，则发送站的MAC子层会自动填充“0”代码补齐。
802.3一个帧的长度计算公式：DA+SA+L+LLCPDU+FCS=6+6+2+(46～1500)+4=64～1518即当LLCPDU为46个字节时，帧最小，帧长为64字节；当LLCPDU为1500字节时，帧最大，帧长为1518字节帧校验序列（FCS:Frame Check Sequence）：该序列包含长度为4个字节的循环冗余校验值（CRC），由发送设备计算产生，在接收方被重新计算以确定帧在传送过程中是否被损坏。
数通各种帧协议结构
数通各种帧协议结构网络通信中的数据传输主要通过数据包的形式进行，而数据包是按照特定的帧和协议结构组织的。
下面将对几种常见的帧和协议结构进行介绍。
1. 以太网帧 (Ethernet Frame)以太网帧是局域网中最为常见的帧类型，用于在以太网中传输数据。
以太网帧的结构如下：- 目的MAC地址 (Destination MAC Address)：表示数据包的接收者的物理地址。
- 源MAC地址 (Source MAC Address)：表示数据包的发送者的物理地址。
- 类型/长度 (Type/Length)：表示上层协议的类型或长度。
- 数据 (Data)：实际要传输的数据。
-帧校验序列(FCS)：用于校验数据传输是否正确。
2. IPv4数据报 (IPv4 Datagram)IPv4是互联网中最基本的网络层协议，IPv4数据报是在IPv4网络中传输的数据单元。
IPv4数据报的结构如下：- 版本 (Version)：表示使用的IPv4协议版本。
- 首部长度 (Header Length)：表示IPv4首部的长度。
- 区分服务 (Differentiated Services)：用于指定不同类型的服务质量要求。
- 总长度 (Total Length)：表示整个IPv4数据报的总长度。
- 标识 (Identification)：用于唯一标识一个数据报，用于处理分片和重组。
- 标志 (Flags)：用于指定是否进行分片以及分片的位置。
- 时间到生存 (Time to Live)：用于限制数据报在网络中的传播时间。
- 协议 (Protocol)：表示上层协议的类型。
- 源IP地址 (Source IP Address)：表示数据报的发送者IP地址。
- 目的IP地址 (Destination IP Address)：表示数据报的接收者IP地址。
- 首部校验和 (Header Checksum)：用于校验IPv4首部的正确性。
列出ethernet v2标准的数据帧的5个字段
列出ethernet v2标准的数据帧的5个字段Ethernet V2标准是以太网传输技术的第二个版本，它在网络通信中广泛应用。
Ethernet V2数据帧是实现数据传输的基本单位，具有特定的结构。
本文将介绍Ethernet V2数据帧的5个字段，并阐述它们的作用和意义。
1.目的地址（Destination MAC Address）：目的地址字段用于标识数据帧的接收方。
它位于数据帧的开头，长度为6字节。
发送方通过目的地址字段将数据帧发送到接收方。
接收方在接收到数据帧后，根据目的地址字段判断是否需要处理这个数据帧。
如果目的地址与接收方的MAC地址匹配，则接收方会处理这个数据帧；如果不匹配，则数据帧会被丢弃。
2.源地址（Source MAC Address）：源地址字段用于标识数据帧的发送方。
它位于数据帧的目的地址之后，长度也为6字节。
发送方通过源地址字段将自己的MAC地址附加到数据帧中，以便接收方能够识别发送方。
同时，源地址字段有助于实现数据帧的追踪和路由。
3.类型（Type）：类型字段用于指示数据帧中所携带的数据类型。
它位于源地址字段之后，长度为2字节。
类型字段的值表示数据帧中数据部分的字节顺序，常用的值为0x0806（IPV4）和0x0815（ARP）。
接收方根据类型字段值判断数据帧中携带的数据是否为己知类型，从而决定如何处理数据帧。
4.数据（Data）：数据字段是数据帧的核心部分，用于承载实际传输的数据。
数据字段的长度可变，根据数据类型和实际需求而定。
在数据传输过程中，发送方将数据加载到数据字段中，接收方收到数据帧后，根据数据字段中的数据进行处理。
数据字段长度的不固定性使得Ethernet V2标准具有较高的灵活性。
5.校验和（FCS）：校验和字段用于检测数据帧在传输过程中的错误。
它位于数据字段之后，长度为4字节。
发送方在发送数据帧前，根据数据帧的各个字段（不包括校验和字段）计算出一个校验和值，并将其附加到数据帧的末尾。
以太数据帧结构
二进制 模二除法
二进制 余数
余数不够 高位 0 凑
Data
CRC
对方使用相同G(x) 一定能够整除
三、随堂练习
一、判断题
1、以太数据帧中，类型字段代表该数据帧是802.3帧还是Ethernet II帧 ( )
2、每个以太数据帧能够封装的最大网络层报文大小为1500字节
（）
二、选择题
二、以太数据帧字段
前导码:用于接收方与发送方的同步，7个字节，每个字节的值固定为0xAA。 帧起始定界符：用于标识一个以太网帧的开始，值固定为0xAB。 目的地址：存放48bit的目标MAC地址，用于局域网中交换机寻址转发。 源地址：存放48bit的源MAC地址，用于局域网中交换机学习和目标主机回复。 类型 ：用于指定报文头后所接的数据类型。包括：IPv4（0x0800）, IPv6(0x86DD), ARP(0x0806）,802.1q数据帧(0x8100) 。 数据：用于存放网络层封装的报文内容（比如：IPv4数据包、IPv6数据包、ARP报文）。 FCS（Frame Check Sequence）：通过CRC（Cyclic Redundancy Check）算法计算出 来的序列号，用来确定接收到的帧比特是否正确。
1
0
1
1
1
1x25-1 +0x24-1+1x23-1+1x22-1+1x21-1
CRC校验码位数 = 二进制值位数 - 1 二进制值（ 10111 ）与数据流做模二除法，余数即为CRC校验码
二、模二除法
使用G(x)的二进制值10111对目标数据流1010110做模二除法，求余数值
1001001
10111 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0
以太网详细介绍
Balanced Copper Xcvr Shielded Balanced Copper Cable
2005©
zqiangwu@
GBN支持的传输供介质
1000 Mbps MAC (Media Access Control) 802.3z CSMA/CD Ethernet
1000BaseLX (1300 nm)
多模光纤连接的最大距离为550米 单模光纤连接的最大距离为3000米
铜基连接距离最大为25米，基于5类无屏蔽双绞线的连接距离增至 100 米的技术
可选的千兆位介质无关接口(GMII) 基于光纤的全双工和半双工操作
2005©
zqiangwu@
GBN的优点
千兆以太网采用和以太网、快速以太网一样的可变长的 （64－1514byte）IEEE802.3帧格式 千兆以太网在不改变现有的网络结构的前提下得到更高的 带宽。千兆网和以前的以太网以及快速以太网几乎一样， 都支持相同的IEEE 802.3帧格式、全双工和流控制模式。 根据IEEE802.3x的定义，当两个节点以全双工通讯时，线 路上能同时发送和接收数据包。千兆以太网在全双工模式 下遵循该标准进行通讯 ，也遵循标准以太网的流控制模 式来避免冲突和拥挤简单、直接的转移低成本；支持新应 用程序能力强；弹性化的网络设计简单、直接的转移到高 性能平台
2005©
zqiangwu@
千兆网的技术规范
规范名称
1000BASE-LX
传输介质
62.5um 多模 50um 多模 10um 单模 62.5um 多模
编码方式
8B/10B 8B/10B 8B/10B 8B/10B
传输带宽
500MHz 400/500MHz
以太网(Ethernet)的帧结构
以太网（Ethernet）的帧结构
1.Ethernet V2.0帧结构 2. IEEE802.3帧结构 3. Ethernet V2.0帧结构组成详解
Ethernet V2.0帧结构
帧前 帧校 前导 目的 源地 数据 定界 验字 类型 码 地址 址 字段 符 段 46~1 7B 1B 6B 6B 2B 4B 500B 注：Ethernet帧的最小长度为64B，最大长 度为1518B。（前导码与帧前定界符不计入 帧头长度中）
IEEE802.3帧结构
帧前 帧校 前导 目的 源地 数据 定界 验字 长度 码 地址 址 字段 符 段 46~1 7B 1B 6B 6B 2B 4B 500B
Ethernet V2.0帧结构组成详解
1）前导码与帧前定界符字段 ） 2）目的地址和源地址字段 ） 3）类型字段 ） 4）数据字段 5）帧校验字段
数据字段
数据字段的组成： 数据字段的组成：长度在46~1500B之间的比 特序列。 特点： 特点：如果数据的长度少于46B，需要加填充 字节，补充到46B。填充字节是任意的，不计 入长度字段中。
帧校验字段
帧校验字段的组成： 32位 4B）比特序列。 帧校验字段的组成： 32位（4B）比特序列。 特点： 特点：采用CRC校验。校验的范围包括目的地 址字段，源地址字段，类型字段，数据字段。 在接收端进行校验，如果发生错误，帧将被丢 弃。 32位CRC校验的生成多项式为： G（x） =x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4 +x2+x1+1
以太网帧结构详解
以太⽹帧结构详解⽹络通信协议⼀般地，关注于逻辑数据关系的协议通常被称为上层协议，⽽关注于物理数据流的协议通常被称为低层协议。
IEEE802就是⼀套⽤来管理物理数据流在局域⽹中传输的标准，包括在局域⽹中传输物理数据的802.3以太⽹标准。
还有⼀些⽤来管理物理数据流在使⽤串⾏介质的⼴域⽹中传输的标准，如帧中继FR（FrameRelay），⾼级数据链路控制HDLC（High-LevelDataLinkControl），异步传输模式ATM（AsynchronousTransferMode）。
分层模型0OSI国际标准化组织ISO于1984年提出了OSIRM（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，开放系统互连参考模型）。
OSI参考模型很快成为了计算机⽹络通信的基础模型。
OSI参考模型具有以下优点：简化了相关的⽹络操作；提供了不同⼚商之间的兼容性；促进了标准化⼯作；结构上进⾏了分层；易于学习和操作。
OSI参考模型各个层次的基本功能如下：物理层:在设备之间传输⽐特流，规定了电平、速度和电缆针脚。
数据链路层：将⽐特组合成字节，再将字节组合成帧，使⽤链路层地址（以太⽹使⽤MAC地址）来访问介质，并进⾏差错检测。
⽹络层：提供逻辑地址，供路由器确定路径。
传输层：提供⾯向连接或⾮⾯向连接的数据传递以及进⾏重传前的差错检测。
会话层：负责建⽴、管理和终⽌表⽰层实体之间的通信会话。
该层的通信由不同设备中的应⽤程序之间的服务请求和响应组成。
表⽰层：提供各种⽤于应⽤层数据的编码和转换功能，确保⼀个系统的应⽤层发送的数据能被另⼀个系统的应⽤层识别。
应⽤层：OSI参考模型中最靠近⽤户的⼀层，为应⽤程序提供⽹络服务。
分层模型-TCP/IPTCP/IP模型同样采⽤了分层结构，层与层相对独⽴但是相互之间也具备⾮常密切的协作关系。
TCP/IP模型将⽹络分为四层。
TCP/IP模型不关注底层物理介质，主要关注终端之间的逻辑数据流转发。
常见以太网帧结构详解
常见以太网帧结构详解以太网是一个常用的局域网技术，其数据传输是以帧的形式进行的。
以太网帧是以太网数据传输的基本单位，通过帧头、帧数据和帧尾等部分来描述有效载荷的数据。
以太网帧的结构如下：1. 帧前同步码（Preamble）：以太网帧的开始部分有7个字节的帧前同步码，其作用是为接收端提供定时的参考，帮助接收端进行帧同步。
2.帧起始界定符（SFD）：帧前同步码之后的1字节帧起始界定符为0x55，标志着以太网帧的开始。
3. 目标MAC地址（Destination MAC Address）：目标MAC地址占6个字节，表示帧的接收者的MAC地址。
4. 源MAC地址（Source MAC Address）：源MAC地址占6个字节，表示帧的发送者的MAC地址。
5. 长度/类型字段（Length/Type Field）：长度/类型字段占2个字节，当该字段的值小于等于1500时，表示以太网帧的长度；当该字段大于等于1536时，表示该字段定义了帧中的协议类型。
6. 帧数据（Data）：帧数据部分是以太网帧的有效载荷，其长度为46到1500字节，不包括帧头和帧尾。
7. 帧校验序列（Frame Check Sequence，FCS）：帧校验序列占4个字节，主要用于对帧进行错误检测，以保证数据的可靠性。
8. 帧尾（Frame Check Sequence，FCS）：帧尾占4个字节，用于标识以太网帧的结束。
以太网帧的长度为64到1518字节，其中有效载荷部分数据长度为46到1500字节，不同帧的长度可以根据网络需求进行调整。
在发送以太网帧时，发送方会在帧尾的后面添加额外的字节以保证整个帧的长度达到最低限制。
这些额外的字节即填充字节（Padding），用于使帧长达到最小限制的要求。
以上是以太网帧的常见结构，它描述了以太网帧的各个部分的作用和位置。
了解以太网帧的结构对于理解以太网的工作原理和网络通信非常重要。
常见以太网错误帧的解释
常见以太网错误帧的解释1 引言我们在测试中经常会听到各种以太网帧术语，比如说CRC，Alignment，Fragment，超小帧（Runt），超长帧(oversize)，Jabber帧, Jumbo帧等。
很多初学者对这些概念不清楚，我在此想对这些术语做些总结。
首先介绍一些基本的概念然后再做关于错误的介绍。
2 以太网帧基本概念以太网主要有两种帧结构Ethernet II帧和IEEE 802.3帧：Preamble : 称前导符, 由0,1 交替组成的7字节, 通知目的地准备接收SOF: 帧首定界字符, 由两个连续的代码1结尾, 标识一帧的开始Destination Adress & Source Adress:目的MAC地址\源MAC地址,可以是单播,组播或广播地址;Type\Length：type表明数据域类型长度；Length表明紧随其后数据段的字节数。
该值的大小区分Ethernet II帧和IEEE 802.3帧大于1500：类型域中数值大于1500的帧是Ethernet II帧，该域中的值最小为1536 (600 hex)。
小于等于1500：长度域中数值小于等于1500的帧是IEEE 802.3帧, 该域中的值最大为1500。
DATA: 数据段, 以太网的字节传输最大值是1518 bytes(未启用Jumbo)，最小值是64 bytes，数据包中的字节数必须要能被8整除。
FCS : 帧校验,该序列为4个字节的循环冗余校验CRC, 发送方按一定计算方式产生,接收方对接收到的数据用同样的方式计算并将得到的校验码和接收到的校验码比较,如果一致认为传输正确.。
Jumbo帧：伴随着以太网速率的提高，千兆以太网的产生而提出了Jumbo帧.也称巨型帧即字节数大于1518字节的帧. 现在的单板TGE，SEC，RSEB\RSEA, MSEB\MSEA都有支持Jumbo帧的配置选项. MSEB单板最大支持的帧长可以达到64kbyte(需求只要求9600byte).3 以太网CRC实现在传输系统中,为了保证数据传输的正确性, 对传输过程进行差错控制, 循环冗余校验(CRC)就是一种差错控制机制.循环冗余码是建立在近世代数基础上的，编解码电路简单，检错能力强。
以太网帧格式
以太网帧格式详解:Etherne II报头8 目标地址6 源地址6 以太类型2 有效负载46－1500 帧检验序列4 报头：8个字节，前7个0，1交替的字节（10101010）用来同步接收站，一个1010101011字节指出帧的开始位置。
报头提供接收器同步和帧定界服务。
目标地址：6个字节，单播、多播或者广播。
单播地址也叫个人、物理、硬件或MAC地址。
广播地址全为1，0xFF FF FF FF。
源地址：6个字节。
指出发送节点的单点广播地址。
以太网类型：2个字节，用来指出以太网帧内所含的上层协议。
即帧格式的协议标识符。
对于IP报文来说，该字段值是0x0800。
对于ARP信息来说，以太类型字段的值是0x0806。
有效负载：由一个上层协议的协议数据单元PDU构成。
可以发送的最大有效负载是1500字节。
由于以太网的冲突检测特性，有效负载至少是46个字节。
如果上层协议数据单元长度少于46个字节，必须增补到46个字节。
帧检验序列：4个字节。
验证比特完整性。
IEEE 802.3根据IEEE802.2 和802.3标准创建的，由一个IEEE802.3报头和报尾以及一个802.2LLC报头组成。
报头7 起始限定符1 目标地址6（2）源地址6（2）长度2 DSAP1 SSAP1 控件2 有效负载3 帧检验序列4－－－－－－－－－－－802.3报头－－－－－－－－－－－－－－§－－－802.2报头－－－－§ §－802.3报尾－§IEEE802.3报头和报尾报头：7个字节，同步接收站。
位序列10101010起始限定符：1个字节，帧开始位置的位序列10101011。
报头＋起始限定符＝Ethernet II的报头目标地址：同Ethernet II。
也可以为2个字节，很少用。
源地址：同Ethernet II。
也可以为2个字节，很少用。
长度：2个字节。
帧检验序列：4个字节。
IEEE802.2 LLC报头DSAP：1个字节，指出帧的目标节点的上层协议。
以太网的帧结构
以太网的帧结构要讲帧结构，就要说一说OSI七层参考模型。
一个是访问服务点，每一层都对上层提供访问服务点（SAP），或者我们可以说，每一层的头里面都有一个字段来区分上层协议。
比如说传输层对应上层的访问服务点就是端口号，比如说23端口是telnet，80端口是http。
IP层的SAP是什么？其实就是protocol字段，17表示上层是UDP，6是TCP,89是OSPF，88是EGIRP,1是ICMP 等等。
以太网对应上层的SAP是什么呢？就是这个type或length。
比如 0800表示上层是IP，0806表示上层是ARP。
我第二个要了解的就是对等层通讯，对等层通讯比较好理解，发送端某一层的封装，接收端要同一层才能解封装。
我们再来看看帧结构，以太网发送方式是一个帧一个帧发送的，帧与帧之间需要间隙。
这个叫帧间隙IFG—InterFrame GapIFG长度是96bit。
当然还可能有Idle时间。
以太网的帧是从目的MAC地址到FCS,事实上以太网帧的前面还有preamble，我们把它叫做先导字段。
作用是用来同步的，当接受端收到 preamble，就知道以太网帧就要来了。
preamble 有8个字节前面7个字节是10101010也就是16进制的AA，最后一个字节是 10101011,也就是AB，当接受端接受到连续的两个高电平，就知道接着来的就是D_mac。
所以最后一个字节AB我们也叫他SFD（帧开始标示符）。
所以在以太网传输过程中，即使没有idle，也就是连续传输，也有20个字节的间隔。
对于大量64字节数据来说，效率也就显得不1s = 1,000ms=1,000,000us以太网帧最小为64byte（512bit）10M以太网的slot time ＝512×0.1 = 51.2us100M以太网的slot time = 512×0.01 = 5.12us以太网的理论帧速率：Packet/second=1second/(IFG+PreambleTime+FrameTime)10M以太网：IFG time=96x0.1=9.6us100M以太网：IFG time=96x0.01=0.96us以太网发送方式是一个帧一个帧发送的，帧与帧之间需要间隙。
以太网帧，IP，TCP,UDP首部结构
以太网帧，IP，TCP,UDP首部结构1.以太网帧的格式以太网封装格式2.IP报头格式IP是TCP/IP协议簇中最为重要的协议。
所有的TCP，UDP, ICMP 和IGMP数据都以IP数据报格式传输。
IP提供的是不可靠、无连接的协议。
普通的IP首部长为20个字节，除非含有选项字段。
4位版本：目前协议版本号是4，因此IP有时也称作IPV4.4位首部长度：首部长度指的是首部占32bit字的数目，包括任何选项。
由于它是一个4比特字段，因此首部长度最长为60个字节。
服务类型（TOS）：服务类型字段包括一个3bit的优先权字段（现在已经被忽略），4bit的TOS子字段和1bit未用位必须置0。
4bit的TOS分别代表：最小时延，最大吞吐量，最高可靠性和最小费用。
4bit中只能置其中1比特。
如果所有4bit均为0，那么就意味着是一般服务。
总长度：总长度字段是指整个IP数据报的长度，以字节为单位。
利用首部长度和总长度字段，就可以知道IP数据报中数据内容的起始位置和长度。
由于该字段长16bit，所以IP数据报最长可达65535字节。
当数据报被分片时，该字段的值也随着变化。
标识字段：标识字段唯一地标识主机发送的每一份数据报。
通常每发送一份报文它的值就会加1。
生存时间：T T L（time-to-live）生存时间字段设置了数据报可以经过的最多路由器数。
它指定了数据报的生存时间。
T T L的初始值由源主机设置（通常为 3 2或6 4），一旦经过一个处理它的路由器，它的值就减去 1。
当该字段的值为 0时，数据报就被丢弃，并发送 I C M P报文通知源主机。
首部检验和：首部检验和字段是根据 I P首部计算的检验和码。
它不对首部后面的数据进行计算。
I C M P、I G M P、U D P和T C P在它们各自的首部中均含有同时覆盖首部和数据检验和码。
3.TCP首部格式尽管T C P和U D P都使用相同的网络层（ I P），T C P却向应用层提供与U D P完全不同的服务。
以太网之帧结构
以太网的帧结构分两种：第一种是Ethernet_II的帧结构，如下图所示：| DMAC(6byte) | SMAC(6byte) | Type(2byte) | Data(46~1500byte) | CRC(4byte) |DMAC：指（destination mac）目的地址，即是接收信息设备的物理地址。
SMAC：指（source MAC）源地址，即是发送信息设备的物理地址。
Type：用来标识data字段中包含的高层协议，即是通告接收信息的设备如何解释该数据字段（数据的封装都是从应用层到低层逐渐添加的，在数据链路层以上的数据都封装在了data字段中）。
其中：（1）IP协议帧该字段为0800（2）ARP协议帧该字段为0806（3）RARP协议帧该字段为0835（4）IPX和SPX协议帧该字段为8137。
Data：数据字段，上层下到本层的数据都被包含到了这里面。
前面讲到，它必须大于46字节，但必须小于1500字节。
CRC：（Cyclic Redundancy CHeck）即是循环冗余校验字段。
发送数据的设备会提供一个包含MAC字段、Type字段、Data字段的CRC码，然后计算出CRC 码填入到该处，起到错误检测控制的功能。
第二种是IEEE802.3的帧结构，如下如所示：| DMAC(6byte) | SMAC(6byte) | Length(2byte)|llC(3byte) |Data(43~1497byte) | CRC(4byte) |DMAC、SMAC、Data和CRC字段不再赘述。
这种帧结构用length字段替代了type字段，并从Data字段中划出了3byte 作为LLC字段，作为服务访问点（SAP）的新区域来解决识别上层协议的问题。
Length：即是长度字段，记录Data字段的长度。
LLC：由目的服务访问点DSAP（Destination Service Access Point）、源服务访问点SSAP（Source Service Access Point）和Control字段组成,分别占有1byte。
以太网帧格式
以太网帧格式详解Etherne II报头8 目标地址6 源地址6 以太类型2 有效负载46－1500 帧检验序列4 报头：8个字节，前7个0，1交替的字节（10101010）用来同步接收站，一个1010101011字节指出帧的开始位置。
报头提供接收器同步和帧定界服务。
目标地址：6个字节，单播、多播或者广播。
单播地址也叫个人、物理、硬件或MAC地址。
广播地址全为1，0xFF FF FF FF。
源地址：6个字节。
指出发送节点的单点广播地址。
以太网类型：2个字节，用来指出以太网帧内所含的上层协议。
即帧格式的协议标识符。
对于IP报文来说，该字段值是0x0800。
对于ARP信息来说，以太类型字段的值是0x0806。
有效负载：由一个上层协议的协议数据单元PDU构成。
可以发送的最大有效负载是1500字节。
由于以太网的冲突检测特性，有效负载至少是46个字节。
如果上层协议数据单元长度少于46个字节，必须增补到46个字节。
帧检验序列：4个字节。
验证比特完整性。
IEEE 802.3根据IEEE802.2 和802.3标准创建的，由一个IEEE802.3报头和报尾以及一个802.2LLC报头组成。
报头7 起始限定符1 目标地址6（2）源地址6（2）长度2 DSAP1 SSAP1 控件2 有效负载3 帧检验序列4－－－－－－－－－－－802.3报头－－－－－－－－－－－－－－§－－－802.2报头－－－－§ §－802.3报尾－§IEEE802.3报头和报尾报头：7个字节，同步接收站。
位序列10101010起始限定符：1个字节，帧开始位置的位序列10101011。
报头＋起始限定符＝Ethernet II的报头目标地址：同Ethernet II。
也可以为2个字节，很少用。
源地址：同Ethernet II。
也可以为2个字节，很少用。
长度：2个字节。
帧检验序列：4个字节。
IEEE802.2 LLC报头DSAP：1个字节，指出帧的目标节点的上层协议。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
常见以太网帧结构详解1 以太网相关背景以太网这个术语通常是指由DEC，Intel和Xerox公司在1982年联合公布的一个标准，它是当今TCP/IP采用的主要的局域网技术，它采用一种称作CSMA/CD的媒体接入方法。
几年后，IEEE802委员会公布了一个稍有不同的标准集，其中802.3针对整个CSMA/CD网络，802.4针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络；此三种帧的通用部分由802.2标准来定义，也就是我们熟悉的802网络共有的逻辑链路控制（LLC）。
由于目前CSMA/CD的媒体接入方式占主流，因此本文仅对以太网和IEEE 802.3的帧格式作详细的分析。
在TCP/IP世界中，以太网IP数据报文的封装在RFC 894中定义，IEEE802.3网络的IP数据报文封装在RFC 1042中定义。
标准规定：1）主机必须能发送和接收采用RFC 894（以太网）封装格式的分组；2）主机应该能接收RFC 1042（IEEE 802.3）封装格式的分组；3）主机可以发送采用RFC 1042（IEEE 802.3）封装格式的分组。
如果主机能同时发送两种类型的分组数据，那么发送的分组必须是可以设置的，而且默认条件下必须是RFC 894（以太网）。
最常使用的封装格式是RFC 894定义的格式，俗称Ethernet II或者Ethernet DIX。
下面，我们就以Ethernet II称呼RFC 894定义的以太帧，以IEEE802.3称呼RFC 1042定义的以太帧。
2 帧格式Ethernet II和IEEE802.3的帧格式分别如下。
Ethernet II帧格式：----------------------------------------------------------------------------------------------| 前序 | 目的地址 | 源地址 | 类型 | 数据 | FCS |---------------------------------------------------------------------------------------------- | 8 byte | 6 byte | 6 byte | 2 byte | 46~1500 byte | 4 byte|IEEE802.3一般帧格式--------------------------------------------------------------------------------------------------------------| 前序 | 帧起始定界符 | 目的地址 | 源地址 | 长度 | 数据 | FCS |------------------------------------------------------------------------------------------------------------| 7 byte | 1 byte | 2/6 byte |2/6 byte| 2 byte | 46~1500 byte | 4 byte |Ethernet II和IEEE802.3的帧格式比较类似，主要的不同点在于前者定义的2字节的类型，而后者定义的是2字节的长度；所幸的是，后者定义的有效长度值与前者定义的有效类型值无一相同，这样就容易区分两种帧格式了。
一、前序字段前序字段由8个（Ethernet II）或7个（IEEE802.3）字节的交替出现的1和0组成，设置该字段的目的是指示帧的开始并便于网络中的所有接收器均能与到达帧同步，另外，该字段本身（在Ethernet II中）或与帧起始定界符一起（在IEEE802.3中）能保证各帧之间用于错误检测和恢复操作的时间间隔不小于9.6毫秒。
二、帧起始定界符字段该字段仅在IEEE802.3标准中有效，它可以被看作前序字段的延续。
实际上，该字段的组成方式继续使用前序字段中的格式，这个一个字节的字段的前6个比特位置由交替出现的1和0构成。
该字段的最后两个比特位置是11，这两位中断了同步模式并提醒接收后面跟随的是帧数据。
当控制器将接收帧送入其缓冲器时，前序字段和帧起始定界符字段均被去除。
类似地当控制器发送帧时，它将这两个字段（如果传输的是IEEE802.3帧）或一个前序字段（如果传输的是真正的以太网帧）作为前缀加入帧中。
三、目的地址字段目的地址字段确定帧的接收者。
两个字节的源地址和目的地址可用于IEEE802.3网络，而6个字节的源地址和目的地址字段既可用于Ethernet II网络又可用于IEEE802.3网络。
用户可以选择两字节或六字节的目的地址字段，但对IEEE802.3设备来说，局域网中的所有工作站必须使用同样的地址结构。
目前，几乎所有的802.3网络使用6字节寻址，帧结构中包含两字节字段选项主要是用于使用16比特地址字段的早期的局域网。
四、源地址字段源地址字段标识发送帧的工作站。
和目前地址字段类似，源地址字段的长度可以是两个或六个字节。
只有IEEE802.3标准支持两字节源地址并要求使用的目的地址。
Ethernet II和IEEE802.3标准均支持六个字节的源地址字段。
当使用六个字节的源地址字段时，前三个字节表示由IEEE分配给厂商的地址，将烧录在每一块网络接口卡的ROM中。
而制造商通常为其每一网络接口卡分配后字节。
五、类型字段两字节的类型字段仅用于Ethernet II帧。
该字段用于标识数据字段中包含的高层协议，也就是说，该字段告诉接收设备如何解释数据字段。
在以太网中，多种协议可以在局域网中同时共存，例如：类型字段取值为十六进制0800的帧将被识别为IP协议帧，而类型字段取值为十六进制8137的帧将被识别为IPX和SPX传输协议帧。
因此，在 Ethernet II 的类型字段中设置相应的十六进制值提供了在局域网中支持多协议传输的机制。
在IEEE802.3标准中类型字段被替换为长度字段，因而Ethernet II帧和IEEE802.3帧之间不能兼容。
六、长度字段用于IEEE802.3的两字节长度字段定义了数据字段包含的字节数。
不论是在Ethernet II还是IEEE802.3标准中，从前序到FCS字段的帧长度最小必须是64字节。
最小帧长度保证有足够的传输时间用于以太网网络接口卡精确地检测冲突，这一最小时间是根据网络的最大电缆长度和帧沿电缆长度传播所要求的时间确定的。
基于最小帧长为64字节和使用六字节地址字段的要求，意味着每个数据字段的最小长度为46字节。
唯一的例外是吉比特以太网。
在1000Mbit/s 的工作速率下，原来的802.3标准不可能提供足够的帧持续时间使电缆长度达到100米。
这是因为在1000Mbit/s的数据率下，一个工作站在发现网段另一端出现的任何冲突之前已经处在帧传输过程中的可能性很高。
为解决这一问题，设计了将以太网最小帧长扩展为512字节的负载扩展方法。
对除了吉比特以太网之外的所有以太网版本，如果传输数据少于46个字节，应将数据字段填充至46字节。
不过，填充字符的个数不包括在长度字段值中。
同时支持以太网和IEEE802.3帧格式的网络接口卡通过这一字段的值区分这两种帧。
也就是说，因为数据字段的最大长度为1500字节，所以超过十六进制数 05DC的值说明它不是长度字段（IEEE802.3).而是类型字段（Ethernet II）。
七、数据字段如前所述，数据字段的最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节，这意味着传输一字节信息也必须使用46字节的数据字段：如果填入该该字段的信息少于46字节，该字段的其余部分也必须进行填充。
数据字段的最大长度为1500字节。
八、校验序列字段既可用于Ethernet II又可用于IEE802.3标准的帧校验序列字段提供了一种错误检测机制，每一个发送器均计算一个包括了地址字段、类型/长度字段和数据字段的循环冗余校验（CRC）码。
发送器于是将计算出的CRC填入四字节的FCS字段。
虽然IEEE802.3标准必然要取代Ethernet II，但由于二者的相似以及Ethernet II作为IEEE802.3的基础这一事实，我们将这两者均看作以太网。
3 以太网帧结构的变种格式以太网帧结构的变种，仅涉及到IEEE802.3帧。
下图描述了IEEE802.3帧数据部分的结构，这个结构就是IEEE802.2定义的LLC（逻辑链路控制），LLC用来识别信息包中所承载的协议。
LLC报头包含DSAP（destination service access point，目的服务访问点）、SSAP（source service access point，源服务访问点）和控制字段。
当DSAP和SSAP取特定值：0xff和0xaa时，会分别产生两个变种：Netware-以太网帧和以太网-SNAP帧；其他的取值均为纯802.3帧。
-----------------------------------------------------------------------------------------------| 前序 | 帧起始定界符 | 目的地址 | 源地址 | 长度 | 数据 | FCS |-----------------------------------------------------------------------------------------------| \| \| \| \| \--------------------------------- \| DSAP | SSAP | 控制 | 信息 |---------------------------------------一、Netware-以太网帧Netware-以太网帧对IEEE802.3的数据字段进行了专门分隔以便传输NetWare类型的数据。
实际使用的帧类型是在系统设置时通过将 NetWare与特定类型的帧绑写而定义的。
下图显示了Netware-以太网帧格式。
图中的IPX=0xffff，也就是说，以太网帧中的DSAP= SSAP=0xff时，802.3帧就变成了Netware-以太网帧，用来承载NetWare类型的数据。
由于不再有LLC字段，所以这种帧通常称为简化802.3。
对那些使用或考虑使用NetWare的人，在涉及帧类型时应该小心：Novell使用术语以太网－802.3，因此如果将NetWare设置为以太网－802.2帧，网络实际上是符合以太网－802.3标准的，也就是说，有LLC结构的。
--------------------------------------------------------------------------------------------| 前序 | 帧起始定界符 | 目的地址 | 源地址 | 长度 | 数据 | FCS |--------------------------------------------------------------------------------------------| \| \| \| \| \-----------------------| IPX头 | 信息 |------------------------二、以太网-SNAP帧以太网－SNAP帧与Netware-以太网帧不同，可以用于传输多种协议。