802.3 以太网帧结构
在以太网链路上的数据包称作以太帧。以太帧起始部分由前导码和帧开始符组成。后面紧跟着一个以太网报头,以MAC地址说
明目的地址和源地址。帧的中部是该帧负载的包含其他协议报头的数据包(例如IP协议)。以太帧由一个32位冗余校验码结尾。
它用于检验数据传输是否出现朗读稿 损坏
来自线路的二进制数据包称作一个帧。从物理线路上看到的帧,除其他信息外,还可看到前导码和帧开始符。任何物理硬件都
会需要新员工入职申请书 这些信息。
[note 1]
下面的表格显示了在以1500个八位元组为MTU传输(有些吉比特以太网甚至更高速以太网支持更大的帧,称作巨型帧)时的完
整帧格式。 一个八位元组是八个位组成的数据(也就是现代计算机的一个字节)。
[note 2]
802.3 以太网帧结构
前导码 帧开始符 负载 帧间距
MAC 目标MAC 源802.1Q 标签 以太类型或冗余校
地址 地址 (可选) 长度 验
10101010 7个10101011 1个46–1500 12
octet octet octets octets
6 octets 6 octets (4 octets) 2 octets 4 octets
64–1522 octets
72–1530 octets
84–1542 octets
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前导码和帧开始符
参见:Syncword
10/100M 网卡(MII PHY)一次传输4位(一个半字)。因此前导符会成为7组0101+0101,而帧开始符成为0101+1101。8位
数据会先发送低4位,再发送高4位。1000M网卡(GMII)一次传输8位,而10Gbit/s(en:XGMII) PHY芯片一次传输32
位。 注意当以octet描述时,先传输7个01010101然后传输11010101。由于8位数据的低4位先发送,所以先发送帧
开始符的0101,之后发送1101。
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报头
报头包含源地址和目标地址的MAC地址,以太类型字段和可选的用于说明VLAN成员关系和传输优先级的IEEE
802.1Q VLAN 标签。
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帧校验码
帧校验码是一个32位循环冗余校验码,以便验证帧数据是否被损坏。
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帧间距
主条目:en:Interframe gap
当一个帧发送出去之后,发送方在下次发送帧之前,需要再发送至少12个octet的空闲线路状态码。
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以太帧类型
以太帧有很多种类型。不同类型的帧具有不同的格式和MTU值。但在同种物理媒体上都可同时存在。
以太网第二版
[note 3]
或者称之为Ethernet II 帧,DIX帧,是最常见的帧类型。并通常直接被IP协议使用。
Novell的非标准IEEE 802.3帧变种。
IEEE 802.2 逻辑链路控制 (LLC) 帧
子网接入协议(SNAP)帧
所有四种以太帧类型都可包含一个IEEE 802.1Q选项来确定它属于哪个VLAN以及他的IEEE 802.1p优先级(QoS)。
这个封装由IEEE 802.3ac定义并将帧大小从4字节扩充到1522字节(注:不包含7个前导字节和1个字节的帧开
始符以及12个帧间距字节)。
IEEE 802.1Q标签,如果出现,需要放在源地址字段和以太类型或长度字段的中间。这个标签的前两个字节是标签
协议标识符(TPID)值0x8100。这与没有标签帧的以太类型/长度字段的位置相同,所以以太类型0x8100就表示包含
标签的帧,而实际的以太类型/长度字段则放在Q-标签的后面。TPID后面是两个字节的标签控制信息(TCI)。(IEEE
802.1p 优先级(QoS)和VLANID)。Q标签后面就是通常的帧内容。
TPID
TPID(Tag Protocol Identifier,标签协议标识)VLAN Tag中的一个字段,IEEE 802.1q协议规定该字段的取值为0x8100。
设备缺省采用协议规定的TPID值(0x8100)。某些厂商将设备可识别的TPID值设置为0x9100或其他数值。
为了和这些设备兼容,设备提供了全局的VLAN-VPN报文TPID值可调功能,用户可以自行配置TPID值。VLAN-VPN Uplink端口
在转发报文时会将报文外层VLAN Tag中的TPID值替换为用户设定值再进行发送,从而使发送到公网中的VLAN-VPN报文可以被其他
厂商的设备识别。
由于TPID字段在以太网报文中所处位置与不带VLAN Tag的报文中协议类型字段所处位置相同,为避免网络中报文转发和接收造成
混乱,用户在配置VLAN-VPN时,设备将不允许用户配置TPID为表1-1中列举的常用协议类型值。
下表为 常用以太网帧协议类型值协议类型对应取值
对应取值 协议类型
0x0806 ARP
0x0800 IP
0x8847/0x8848 M幼儿教师个人总结 PLS
0x8137 IPX
0x8000 IS-IS
0x8809 LACP
0x888E 802.1x
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Ethernet II
以太 II 帧 (也称作DIX以太网,是以这个设计的主要成员,DEC,Intel和Xerox的名字命名的。),把紧接在目标和
[1]
源MAC地址后面的以太类型这个两字节字段定义为帧数据的。
例如,一个0x0800的以太类型说明这个帧包含的是IPv4数据报。同样的,一个0x关于梦想的歌 0806的以太类型说明这个帧是
一个ARP帧,0x8100说明这是一个IEEE 802.1Q帧,而0x86DD说明这是一个IPv6帧。
当这个工业界的标准通过正式的IEEE标准化过程后,在802.3标准中以太类型字段变成了一个(数据)长度字段。(最
初的以太包通过包括他们的帧来确定它们的长度,而不是以一个明确的数值。)但是包的接收层仍需知道如何解析包,
因此标准要求一单一双眼皮 将IEEE802.2头跟在长度字段后面,定义包的类型。多年之后,802.3x-1997标准,一个802.3标准
的后继版本,正式允许两种类型的封包同时存在。实际上,两种封包都被广泛使用,而最初的以太封包在以太局域
网中被广泛应用,因为他的简便和低开销。
为了允许一些使用以太II版本的数据报和一些使用802.3封装的最初版本的数据包能够在同一个以太网段使用,以
太类型值必须大于等于1536(0x0600)。这个值比802.3封包的最大长度1500byte (0x05DC)要更大。因此如果这个
字段的值大于等于1536,则这个帧是以太II帧,而那个字段是类型字段。否则(小于1500而大于46字节),他是阿根廷红虾怎么做 一
个IEEE 802.3帧,而那个字段是长度字段。1500~1536(不包含)的数值未定义。
[2]
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802.2 LLC
一些协议,尤其是为OSI模型设计的,会直接在802.2 LLC层上操作。802.2 LLC层同时提供数据报和面向连接的
网络服务。
802.2以太网变种没有在常规网络中普遍使用。只有一些大公司的没有与IP网络融合的Netware设备。以前,很多
公司Netware网络支持802.2以太网,以便支持从以太网到IEEE 802.5令牌环网或FDDI网络的透明桥接。当今最
流行的封包是以太网版本二,由基于IP协议的网络使用,将其以太类型设置为0x0800用于封装IPv4或者0x86DD
来支持IPv6。
[3]
还有一个英特网标准来使用LLC/SNAP报头将IPv4封装在IEEE 802.2帧中。 这几乎从未在以太网中实现过。(但
在FDDI以及令牌环网,IEEE 802.11和其他IEEE 802网络中使用)。如果不使用SNAP,IP传输无法封装在IEEE
802.2 LLC帧中。这是因为LLC协议中虽然有一种IP协议类型,却没有ARP。IPv6同样可使用LLC/SNAP在IEEE
802.2以太网上传播,但,如同IPv4,它也绝少被这样使用。(尽管LLC/SNAP的IPv6封包在IEEE 802网络中被
使用)。
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子网接入协议
通过检查802.2 LLC头,可以确定他是否后继一个SNAP头。LLC头包含两个附加的8位地址字段,在OSI模型术
语中称作(SAPs)。当源和目标SAP都设置为0xAA时,就会使用SNAP服务。SNAP头允许以太类型
服务访问点
值被任何IEEE 802协议使用,即使支持的是私有协议ID空间。在IEEE 802.3x-1997中,IEEE 以太标准被修改为
明确允许紧接着MAC地址的16位字段即可用于长度字段,也可用于类型字美容连锁机构 段。
Mac OS使用 802.2/SNAP 封包来实现以太网上的AppleTalk V2协议套件("EhterTalk")。
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Novell raw 802.3
Novell的"raw"802.3帧格式基于早期IEEE 802.3的工作。Novell以它作为起点来创建他自己的以太网上IPX协议
的的第一个实现。他们没有使用LLC头,而是直接在长度字段后面开始IPX数据包。这不符合IEEE 802.3标准,
但由于IPX的前两个字节一直是FF(而在IEEE 802.2 LLC中这种模式虽然理论上是可能的但实际上概率极其微小),
实用中这种方式与其他以太实现共同存在。但须注意在一些早期的DECnet可能无法识别之。
直到90年代中名人名言有哪些 期,Novell NetWare默认使用这个帧类型,而由于Netware曾如此流行,而那时IP还不是那么流行,
在过去的一些时候,大多数的以太网上都运载着负载IPX的"raw" 802.3封包。直到Netware 4.10,当使用IPX时,
Netware才默认使用IEEE 802.2和LLC(Nerware 帧类型Ethernet_802.2)。
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效率
我们可以计算以太网的效率和比特率:
当达到允许的最大负载值时可达到最高效率,对于无标签的以太网封包是,而使用
802.1Q VLAN标签时是。
由效率中可计算比特率:
不带802.1Q标签的100BASE-TX以太网的最大比特率是97.53 Mbit/s. 注:不带标签的最大帧尺寸=1518 + 20
(7-byte 前导符,1-byte 帧开始符, 12-byte 帧间距)= 1538。
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矮帧
矮帧是一个尺寸不及IEEE 802.3定义的最小长度64字节的以太网帧。可能的原因是以太网碰撞,数据不足,网卡
错误或软件错误。
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Notes
1. ^ 前导码和帧开始符无法在包嗅探程序中显示。这些信息会在OSI第1层被网卡处理掉,而不会传入嗅
探程序采集数据的OSI第2层。也存在OSI物理层的嗅探工具以显示这些前导码和帧开始符,但这些设
备大多昂贵,多用于检测硬件相关的故障。
2. ^ 前导码和帧开始符的位模式以位串的方式给出,最左的比特最先传输(以字节为单位,以太网传输
而非
最优先的位)。这个脚注与IEEE 802.3标准吻合。
3. ^ 第一版以太帧在早期以太网原型中使用,并使用8位MAC地址,从未在商业中使用
本文发布于:2023-04-25 09:07:55,感谢您对本站的认可!
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