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  • 以太网数据帧类型
    千次阅读
    2020-03-24 22:19:57

    目的地址 源地址 类型 数据 帧校验序列
    前导码(7字节):使接收器建立比特同步
    其实定界符SFD(1字节):指示一帧的开始
    目的地址DA(6字节):指出要接收该帧的工作站
    源地址SA(6字节):指示发送该帧的工作站地址
    数据字段长度(2字节):指示其后的逻辑链路控制(LLC)数据字节的长度
    逻辑链路控制帧LLC:携带的用户数量
    填充字段PAD:以保证帧有足够长度来适应碰撞检测的需要
    帧校验序列FCS(4字节):采用循环冗余校验码(CRC)用于检验帧在传输过程中有无差错。

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  • 以太网数据帧结构以及大小限制

    千次阅读 2018-04-09 21:47:58
    以太网数据帧结构 以太网是目前最流行的一种局域网组网技术(其他常见局域网组网技术还有令牌环局域网、无线局域网、ATM局域网),以太网技术的正式标准是IEEE 802.3标准,它规定了在以太网中传输的数据帧结构,如...

     以太网数据帧结构    

           以太网是目前最流行的一种局域网组网技术(其他常见局域网组网技术还有令牌环局域网、无线局域网、ATM局域网),以太网技术的正式标准是IEEE 802.3标准,它规定了在以太网中传输的数据帧结构,如下图所示。

                  

          1、前导码/帧起始定界符:7字节0x55,一串1、0间隔,用于信号同步,1字节0xD5(10101011),表示一帧开始
      2、目的地址:6字节
      3、源地址:6字节
      4、类型/长度:2字节,0~1500保留为长度域值,1536~65535保留为类型域值(0x0600~0xFFFF)
      5、数据:46~1500字节
      6、帧校验序列(FCS):4字节,使用CRC计算从目的MAC到数据域这部分内容而得到的校验和。

            ARP报文是典型的以太网数据帧,他的结构为:

          以太网帧头部中的前两个字段是以太网的MAC地址和源MAC地址,目的地址为全1的特殊地址是以太网广播地址。在ARP表项建立前,源主机只知道目的主机的IP地址,并不知道其MAC地址,所以在数据链路上,源主机只有通过广播的方式将ARP请求数据包发送出去,同一网段上的所有以太网接口都会接收到广播的数据包。

           两个字节长的以太网帧类型表示帧中数据的类型。对于ARP包来说,该字段值为0x0806;对IP包来说,该字段的值为0x0800。接下来就是ARP数据包部分了,第一个硬件类型字段表示发送方想要知道的硬件接口类型,对于以太网MAC地址,它的值为1.协议类型字段表示要映射的协议地址类型,它的值为0x0800时,即表示要映射为IP地址,该值与以太网数据帧头中的类型字段的值使用相同的一组值。

    接下来的两个单字节长度的字段,称为硬件地址长度和协议地址长度,它们分别指出硬件地址和协议地址的长度,长度单位为字节。对于以太网上ARP请求或应答来说,它们的值分别为6和4,代表MAC地址的长度和IP地址的长度。在ARP协议包中流出硬件地址长度和协议地址长度字段可以使得ARP协议在任何网络中被使用,而不仅仅只在以太网中。

          操作字段op指出ARP数据包的类型,它们可以使ARP请求(值为1)、ARP应答(值为2)。

          接下来的四个字段是发送端的以太网MAC地址、发送端的IP地址、目的端的以太网MAC地址和目的端的IP地址。


    大小限制

        我们注意到上面提到数据的大小46~1500字节.46是如何算出来的呢?

        这里一句话带过,为了避免信号碰撞.也就是说信号在A和B之间传输 的来回时间必须控制在一定范围之内。IEEE定义了这个标准,一个碰撞域内,最远的两台机器之间的round-trip time 要小于512bit time.(来回时间小于512位时,所谓位时就是传输一个比特需要的时间)。这也是我们常说的一个碰撞域的直径。

      512个位时,也就是64字节的传输时间,如果以太网数据包大于或等于64个字节,就能保证碰撞信号到达A的时候,数据包还没有传完。

        前面提到,以太网首部要占14个字节,最后一个帧校验序列(FCS)占4字节.(前导码/帧起始定界符并不能算是真正意义上的以太网数据帧,它们是以太网在物理层上发送以太网数据时添加上去的),所以数据最小必须是64-14-4=46字节.对于ARP协议,数据长度只有28字节,剩余必须全部补0,为18个字节.

        最长长度1500字节也是以太网的规定,目的是避免数据太长,导致数据一直占用信道.



        参考:

        为什么以太网数据帧最小为64字节

        以太网完整协议

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  • 以太网数据帧格式及ARP协议

    千次阅读 2020-08-29 15:59:52
    在物理层上看,一个完整的以太网帧有7个字段,事实上,前两个字段并不能算是真正意义上的以太网数据帧,它们是以太网在物理层上发送以太网数据时添加上去的。为了实现底层数据的正确阐述,物理层使用7个字节前同步码...

    一、以太网中数据帧结构

    以太网是目前最流行的一种局域网组网技术(其他常见局域网组网技术还有令牌环局域网、无线局域网、ATM局域网),以太网技术的正式标准是IEEE 802.3标准,它规定了在以太网中传输的数据帧结构,如下图所示。

                  

    在物理层上看,一个完整的以太网帧有7个字段,事实上,前两个字段并不能算是真正意义上的以太网数据帧,它们是以太网在物理层上发送以太网数据时添加上去的。为了实现底层数据的正确阐述,物理层使用7个字节前同步码(0和1交替的56位(55-55-55-55-55-55-55))实现物理层帧输入/输出同步;使用1个字节的SFD(帧首定界符,固定为10101011)标识帧的开始。上图中剩下的5个字段是真正的以太网数据,其中包含了目的地址和源地址,它们都是6字节长度(通常每个网卡都有1个6个字节MAC地址,以在以太网中唯一地标识自己)。网卡接收数据时,通过将目的地址字段和自身的MAC地址做比较,判断是否接收该数据包。通常,将这里的6字节目的地址按照下面的格式来书写,如:00-01-02-03-04-05。这6个字节在以太网中是按照从左到右的顺序发送的,同时对每个字节来说,最先发送的是最低位bit0,最后是最高位bit7。

          在以太网帧中,目的地址可以分为三类:单播地址、多播地址和广播地址。单播地址通常与一个具体网卡的MAC地址相对应,它要求第一个字节的bit0(即最先发出去的位)必须是0;多播地址则要求第一个字节的bit0为1,这样,在网络中多播地址不会与任何网卡的MAC相同,多播数据可以被很多个网卡同时接收;广播地址的所有48位全为1(即FF-FF-FF-FF-FF-FF),同一局域网中的所有网卡可以接收广播数据包。

    上图中的长度/类型具有两个意义,当这两个字节的值小雨1518时,那么它就代表其后数据字段的长度;如果这两个字节的值大于1518,则表示该以太网帧中的数据属于哪个上层协议(例如0x800,代表IP数据包;0x806,代表ARP数据包等。)

    在使用网卡进行数据包的发送与接收时,网卡已为我们完成了物理层的所有工作,驱动程序要做的是,在发送数据时,将目的地址、源地址、类型/长度、数据和填充这些值写入网卡,网卡自动计算其CRC并添加在数据帧尾部,同时对数据帧进行物理层的封装,最后将数据帧发送出去;在接收数据时,网卡会自动检测并接收数据包,验证校验和并把上述四个字段的值放在内部SRAM中供控制器读取。

    TCP/IP协议有自己的地址:32bit的IP地址(网络地址),网络层发送数据包时只知道目的地址的IP地址,而底层接口(如以太网驱动程序)必须知道对方的硬件地址才能将数据发送出去。

    二、ARP协议

    ARP的功能是在32bit的IP地址和采用不同网络技术的硬件地址之间提供动态映射,为上层将底层的物理地址差异屏蔽起来,这样上层的因特网协议就可以灵活地使用IP地址进行通信了。ARP协议的基本功能是使用目标主机的IP地址,查询其对应的MAC地址,以保证底层链路上数据包通信的进行。为了实现在网络接口物理地址与IP地址间的转换,ARP协议中引入了ARP缓存表的概念。ARP缓存表中记录了一条一条的<IP地址,MAC地址>对,他们是主机最近运行获得的关于周围其他主机的IP地址到物理地址的绑定,当需要发送IP数据包时,ARP层根据目的IP地址来查找ARP缓存表,并将匹配的MAC地址装入以太网帧首部,最后发送以太网数据。

    ARP缓存表的建立与ARP数据包是密切相关的。在以太网中,ARP数据包和IP数据包是两个独立的部分,它们都封装在以太网帧中发送。ARP数据包的种类有两种:一是ARP请求包,它是通过以太网广播的方式发送的,用于向具有某个IP地址的主机发送请求,希望该主机返回其MAC地址;二是ARP应答包,收到ARP请求的主机会比对该数据包中的IP地址与自己的IP地址是否符合,若是,则该主机向源主机返回一个ARP应答包。向源主机报告自己的MAC地址。源主机通过提取ARP应答包中的相关字段来更新ARP缓存表。在Windows控制台上输入arp -a,可以查看操作系统中使用的ARP缓存表。

    举一个简单的例子来看看ARP的功能。假如我们的主机(192.168.1.11)需要向开发板(192.168.1.37)发送一个IP数据包,当发送数据时,主机会在自己的ARP缓存表中寻找是否有目标IP地址。如果找到了,也就知道了目标MAC地址为(04-02-35-00-00-01),此时,主机直接把目标MAC地址写入以太网首部发送就可以了;如果在ARP缓存表中没有找到相对应的IP地址,此时比较不幸,我们的数据需要被延迟发送,随后主机会先在网络上发送一个广播(ARP请求,以太网目的地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF),广播的ARP请求表示同一网段内所有主机将会收到这样一条信息:“192.168.1.37的MAC地址是什么?请回答”。网络IP地址为192.168.1.37(开发板)的主机接收到这个帧后,它有义务做出这样的回答(ARP应答):“192.168.1.37的MAC地址是(04-02-35-00-00-01)”。这样,主机就知道了开发板的MAC地址,先前被延时的数据包就可以被发送了,此外,主机将这个地址对保存在缓存表中,以便后续数据包发送时使用。

    ARP协议的核心就是对ARP缓存表的操作。发送数据包时,查找缓存表以得到目的MAC地址,此外,ARP还需要不断地处理ARP请求包和ARP应答包,以保证缓存表中各个表项的有效性。ARP的实质就是对缓存表的建立、更新、查询等操作。

    2.2 ARP报文

    要在源主机上建立关于目标主机的IP地址与MAC地址对应表项,则源主机和目的主机的基本信息交互式必须的,简单地说就是,源主机如何告诉目的主机:我需要你的MAC地址;而目的主机如何回复:这就是我的MAC地址。这时ARP报文(ARP数据包)就派上用场了。

    ARP请求和ARP应答都是被组装在一个ARP数据包中发送的,ARP包的组成结构如下图所示。需要注意的是:ARP包时被封装在以太网帧中发送的,所以在图中也列出了以太网帧头部。

          以太网帧头部中的前两个字段是以太网的MAC地址和源MAC地址,目的地址为全1的特殊地址是以太网广播地址。在ARP表项建立前,源主机只知道目的主机的IP地址,并不知道其MAC地址,所以在数据链路上,源主机只有通过广播的方式将ARP请求数据包发送出去,同一网段上的所有以太网接口都会接收到广播的数据包。

           两个字节长的以太网帧类型表示帧中数据的类型。对于ARP包来说,该字段值为0x0806;对IP包来说,该字段的值为0x0800。接下来就是ARP数据包部分了,第一个硬件类型字段表示发送方想要知道的硬件接口类型,对于以太网MAC地址,它的值为1.协议类型字段表示要映射的协议地址类型,它的值为0x0800时,即表示要映射为IP地址,该值与以太网数据帧头中的类型字段的值使用相同的一组值。

    接下来的两个单字节长度的字段,称为硬件地址长度和协议地址长度,它们分别指出硬件地址和协议地址的长度,长度单位为字节。对于以太网上ARP请求或应答来说,它们的值分别为6和4,代表MAC地址的长度和IP地址的长度。在ARP协议包中流出硬件地址长度和协议地址长度字段可以使得ARP协议在任何网络中被使用,而不仅仅只在以太网中。

          操作字段op指出ARP数据包的类型,它们可以使ARP请求(值为1)、ARP应答(值为2)。

          接下来的四个字段是发送端的以太网MAC地址、发送端的IP地址、目的端的以太网MAC地址和目的端的IP地址。

     

     

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  • 以太帧类型

    千次阅读 2021-06-06 11:13:04
    EtherType :以太网类型字段及值 EtherType 是以太里的一个字段,用来指明应用于帧数据字段的协议。根据 IEEE802.3,Length/EtherType 字段是两个八字节的字段,含义两者取一,这取决于其数值。在量化评估中,字段...

    EtherType :以太网类型字段及值


    EtherType 是以太帧里的一个字段,用来指明应用于帧数据字段的协议。根据 IEEE802.3,Length/EtherType 字段是两个八字节的字段,含义两者取一,这取决于其数值。在量化评估中,字段中的第一个八位字节是最重要的。而当字段值大于等于十进制值 1536 (即十六进制为 0600)时, EtherType 字段表示为 MAC 客户机协议(EtherType 解释)的种类。该字段的长度和 EtherType 详解是互斥的。
    该类字段值取自 IEEE EtherType 字段寄存器。EtherType 字段是个极限空间,因此其分配是有限的。只有开发新的数据传输协议的人员需要使用 EtherType 字段,而不管他们实际上是否真正生产任何设备。IEEE RAC EtherType 字段批准权威机构负责检查和批准 EtherType 字段。
    知名协议已经分配了 EtherType 值,下面表格中列出了 EtherType 字段中常用值及其对应的协议:

     

    以太类型值(16进制)对应协议备注
    0x0000 - 0x05DC  IEEE 802.3 长度 
    0x0101 – 0x01FF实验 
    0x0600XEROX NS IDP 
    0x0660  
    0x0661DLOG 
    0x0800网际协议(IP) 
    0x0801X.75 Internet 
    0x0802NBS Internet 
    0x0803ECMA Internet 
    0x0804 Chaosnet 
    0x0805X.25 Level 3 
    0x0806地址解析协议(ARP : Address Resolution Protocol) 
    0x0808帧中继 ARP (Frame Relay ARP) [RFC1701] 
    0x6559原始帧中继(Raw Frame Relay) [RFC1701] 
    0x8035动态 DARP (DRARP:Dynamic RARP)反向地址解析协议(RARP:Reverse Address Resolution Protocol) 
    0x8037Novell Netware IPX 
    0x809BEtherTalk 
    0x80D5IBM SNA Services over Ethernet 
    0x80F3AppleTalk 地址解析协议(AARP:AppleTalk Address Resolution Protocol) 
    0x8100以太网自动保护开关(EAPS:Ethernet Automatic Protection Switching) 
    0x8137因特网包交换(IPX:Internet Packet Exchange) 
    0x814C 简单网络管理协议(SNMP:Simple Network Management Protocol) 
    0x86DD网际协议v6(IPv6,Internet Protocol version 6) 
    0x8809OAM

    几个重要字段的含义如下:

    l Dest addr:以太网OAM报文的目的MAC地址,为组播MAC地址0180c2000002。

    l Source addr:以太网OAM报文的源MAC地址,为发送端的桥MAC地址,该地址是一个单播MAC地址。

    l Type:以太网OAM报文的协议类型,为0x8809。

    l Subtype:以太网OAM报文的协议子类型,为0x03。

    lFlags:Flags域,包含了以太网OAM实体的状态信息。

    l Code:本字段指明了OAMPDU的报文类型。0x00表示Information OAMPDU、0x01表示Event Notification OAMPDU、0x04表示Loopback Control OAMPDU。

    以下是几种常用的OAMPDU报文的作用:

    l Information OAMPDU

    Information OAMPDU报文用于将以太网OAM实体的状态信息(包括本地信息、远端信息和自定义信息)发给远端的以太网OAM实体,保持以太网OAM连接。

    l Event Notification OAMPDU

    Event Notification OAMPDU(事件通知OAMPDU)报文一般用于链路监控,是用于对连接本端和远端以太网OAM实体的链路发生的故障进行告警。

    l Loopback Control OAMPDU

    Loopback Control OAMPDU(环路控制OAMPDU)报文主要用于远端环回控制,环回控制OAMPDU报文用来控制远端设备的OAM环回状态,该报文中带有使能或去使能环回功能的信息,根据该信息开启或关闭远端环回功能。

    0x880B点对点协议(PPP:Point-to-Point Protocol) 
    0x880C通用交换管理协议(GSMP:General Switch Management Protocol) 
    0x8847多协议标签交换(单播) MPLS:Multi-Protocol Label Switching <unicast>) 
    0x8848多协议标签交换(组播)(MPLS, Multi-Protocol Label Switching <multicast>) 
    0x8863以太网上的 PPP(发现阶段)(PPPoE:PPP Over Ethernet <Discovery Stage>) 
    0x8864以太网上的 PPP(PPP 会话阶段) (PPPoE,PPP Over Ethernet<PPP Session Stage>) 
    0x88BB轻量级访问点协议(LWAPP:Light Weight Access Point Protocol) 
    0x88CC 链接层发现协议(LLDP:Link Layer Discovery Protocol) 
    0x8E88局域网上的 EAP(EAPOL:EAP over LAN) 
    0x9000配置测试协议(Loopback) 
    0x9100VLAN 标签协议标识符(VLAN Tag Protocol Identifier) 
    0x9200VLAN 标签协议标识符(VLAN Tag Protocol Identifier) 
    0xFFFF保留 
       
       

     

    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。

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    以太网帧结构详解前言分层模型- OSI分层模型– TCP/IP数据封装终端之间的通信帧格式Ethernet_II 帧格式IEEE802.3 帧格式数据帧传输以太网的MAC地址数据帧的发送和接收单播广播组播发送与接收 前言 20世纪60年代以来...
  • 前言 搞SOA、搞 AP & CP AUTOSAR、搞异构SoC、搞车载以太网、搞车载OS等就找搞一下汽车电子...我们身边充满了以太网,不管是新势力还是传统的主机厂,都已经在准备或是在更上一层地去做以太网的一些升级,包括电子
  • 计算机网络-以太网帧的构成

    千次阅读 2022-03-14 15:51:19
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  • 最小的是64字节,要求数据区(有效载荷)长度(无标签)最小为48字节。当有效载荷较小时,填充字节(值为0)被添加到有效载荷尾部,以确保达到最小长度。 传统以太网的最大长度是1518字节(包括4字节CRC和14字节头部)。...
  • 以太网数据包解释---详解

空空如也

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以太网数据帧类型