[生活]以太网帧格式

[生活]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 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 。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。Destination Service Access Point SSAP:1个字节，指出帧的源节点的上层协议。Source Service Access Point DSAP和SSAP相当于IEEE802.3帧格式的协议标识符。为IP定义的DSAP和SSAP字段值是0x06。但一般使用SNAP报头。 控件:1,2个字节。取决于封装的是LLC数据报(Type1 LLC)还是LLC通话的一部分(Type2 LLC)。 Type1 LLC:1个字节的控件字段，是一种无连接，不可靠的LLC数据报。无编号信息，UI帧，0x03。 Type2 LLC:2个字节的控件字段，是一种面向连接，可靠的LLC对话。 对IP和ARP，从不使用可靠的LLC服务。所以，都只用Type1 LLC，控件字段设为0x03。 区分两种帧 根据源地址段后的前两个字节的类型不同。 如果值大于1500(0x05DC)，说明是以太网类型字段，EthernetII帧格式。值小于等于1500，说明是长度字段，IEEE802.3帧格式。因为类型字段值最小的是0x0600。而长度最大为1500。 IEEE802.3 SNAP 虽然为IP定义的SAP是0x06，但业内并不使用该值。RFC1042规定在IEEE802.3， 802.4， 802.5网络上发送的IP数据报和ARP帧必须使用SNAP(Sub Network Access Prototol)封装格式。 报头7 起始限定符1 目标地址6 源地址6 长度2 DSAP1 SSAP1 控件1 组织代码3 以太类型2 IP数据报 帧检验序列 ,,,,IEEE802.3报头,,,,,,,,,,,?IEEE8023 LLC报头,,,?,,SNAP报头,,,,? ?802.3报尾? 0x0A 0x0A 0x03 0x00-00-00 0x08-00 (38-1492字节) Ethernet地址 为了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，即Ethernet地址或称为网卡的物理地址、MAC地址。 IEEE负责为网络适配器制造厂商分配Ethernet地址块，各厂商为自己生产的每块网络适配器分配一个唯一的Ethernet地址。因为在每块网络适配器出厂时，其Ethernet地址就已被烧录到网络适配器中。所以，有时我们也将此地址称为烧录地址(Burned-In-Address，BIA)。 Ethernet地址长度为48比特，共6个字节，如图1所示。其中，前3字节为IEEE分配给厂商的厂商代码，后3字节为网络适配器编号。 图1 Ethernet地址 以太网帧格式 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。Cisco名称为:ARPA。 ?Ethernet 802.3 raw:Novell在1983年公布的专用以太网标准帧格式。Cisco名称为:Novell-Ether。 ?Ethernet 802.3 SAP:IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SAP版本以太网帧格式。Cisco名称为:SAP。 ?Ethernet 802.3 SNAP:IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SNAP版本以太网帧格式。Cisco名称为:SNAP。 在每种格式的以太网帧的开始处都有64比特(8字节)的前导字符，如图3所示。其中，前7个字节称为前同步码(Preamble)，内容是16进制数0xAA，最后1字节为帧起始标志符0xAB，它标识着以太网帧的开始。前导字符的作用是使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备。 图3 以太网帧前导字符 除此之外，不同格式的以太网帧的各字段定义都不相同，彼此也不兼容。Ethernet II帧格式 如图4所示，是Ethernet II类型以太网帧格式。 图4 Ethernet II帧格式 Ethernet II类型以太网帧的最小长度为64字节(6，6，2，46，4)，最大长度为1518字节(6，6，2，1500，4)。其中前12字节分别标识出发送数据帧的源节点MAC地址和接收数据帧的目标节点MAC地址。(注:ISL封装后可达1548字节，802.1Q封装后可达1522字节) 接下来的2个字节标识出以太网帧所携带的上层数据类型，如16进制数0x0800代表IP协议数据，16进制数0x809B代表AppleTalk协议数据，16进制数0x8138代表Novell类型协议数据等。 在不定长的数据字段后是4个字节的帧校验序列(Frame. Check Sequence，FCS)，采用32位CRC循环冗余校验对从"目标MAC地址"字段到"数据"字段的数据进行校验。 Ethernet 802.3 raw帧格式 如图5所示，是Ethernet 802.3 raw类型以太网帧格式。 图5 Ethernet 802.3 raw帧格式 在Ethernet 802.3 raw类型以太网帧中，原来Ethernet II类型以太网帧中的类型字段被"总长度"字段所取代，它指明其后数据域的长度，其取值范围为: 46-1500。 接下来的2个字节是固定不变的16进制数0xFFFF，它标识此帧为Novell以太类型数据帧。 六、Ethernet 802.3 SAP帧格式 如图6所示，是Ethernet 802. 3 SAP类型以太网帧格式。 图6 Ethernet 802. 3 SAP帧格式 从图中可以看出，在Ethernet 802.3 SAP帧中，将原Ethernet 802.3 raw 帧中2个字节的0xFFFF变为各1个字节的DSAP和SSAP，同时增加了1个字节的"控制"字段，构成了802.2逻辑链路控制(LLC)的首部。LLC提供了无连接(LLC类型1)和面向连接(LLC类型2)的网络服务。LLC1是应用于以太网中，而LLC2应用在IBM SNA网络环境中。 新增的802.2 LLC首部包括两个服务访问点:源服务访问点(SSAP)和目标服务访问点(DSAP)。它们用于标识以太网帧所携带的上层数据类型，如16进制数0x06代表IP协议数据，16进制数0xE0代表Novell类型协议数据，16进制数0xF0代表IBM NetBIOS类型协议数据等。 至于1个字节的"控制"字段，则基本不使用(一般被设为0x03，指明采用无连接服务的802.2无编号数据格式)。 Ethernet 802.3 SNAP帧格式 如图7所示，是Ethernet 802. 3 SNAP类型以太网帧格式。 图7 Ethernet 802. 3 SNAP帧格式 Ethernet 802. 3 SNAP类型以太网帧格式和Ethernet 802. 3 SAP类型以太网帧格式的主要区别在于: ?2个字节的DSAP和SSAP字段内容被固定下来，其值为16进制数0xAA。 ?1个字节的"控制"字段内容被固定下来，其值为16进制数0x03。 ?增加了SNAP字段，由下面两项组成: ?新增了3个字节的组织唯一标识符(Organizationally Unique Identifier，OUI ID)字段，其值通常等于MAC地址的前3字节，即网络适配器厂商代码。 查了一下主要的几种成帧格式: 前导码: 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): 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: 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(IEEE 802.3): 表示紧随其后的以字节为单位的数据段的长度。802.3帧长最大值1518，最小值64。 数据(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): 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。 帧校验序列(FSC):该序列包含长度为4个字节的循环冗余校