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  • 以太网帧格式

    2019-10-07 22:11:50
    DIX Ethernet II格式

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    DIX Ethernet II帧格式(不包含前导码)

    通过仔细学习以太网帧的结构,可以学到很多关于以太网的知识

    1)前导码(8B):在帧的前面插入8B,使接收端和发送端进行时钟同步,其中7B是前同步码,1B是帧开始定界符。前同步码都是10101010,帧开始定界符为10101011。最后一字节是告诉接收端'重要的帧开始了'
    2)目的MAC地址(6B):这个字段包含目的主机的网卡MAC地址或者是广播地址,如果接收端发送接收的帧的目的MAC地址跟自己的MAC一样,或者是FF-FF-FF-FF-FF-FF,就处理该帧,将其向上传到网络层,否则就丢弃。
    3)源MAC地址(6B):这个字段就是发送端的网卡MAC地址。
    4)类型(2B):指出接收端接收到该帧时,该将帧的载荷数据交给谁处理。该字段允许以太网复用多种网络层协议。如图所示,当类型字段为0x0800时,表示接收端的主机应该将帧的载荷数据交给IPV4协议处理;当类型字段为0x0806时,该交给ARP协议处理。注意:该类型字段和网络层IP数据报中的上层协议字段、运输层报文段中端口号字段相类似,体现了TCP/IP协议栈的分解,因为当发生数据时,多种高层协议可以复用同一个低层协议,所以当接收到数据时,沿着协议栈往上传时,需要分解,需要知道该交给谁处理。
    5)数据字段(46~1500B):这个字段是帧的载荷数据。以太网的MTU是1500B,所以这意味了如果载荷数据报超过了1500字节,需要分片才能在链路上传输。数据字段最小为46B,它是64-6-6-2-4=46算出来的,64B是以太网帧的最小长度,减去的18B是帧头和帧尾,当载荷数据小于46B,需要填充到46B。比如ARP报文固定大小为28B,所以需要填充18B,以满足最小数据字段长度的要求。如果是IP数据报小于46B,也需要填充,这种情况下,传到网络层的数据包括IP数据报和填充部分,网络层利用IP数据报中的数据长度字段来去除填充部分。
    6)CRC(4B):循环冗余校验序列,目的是为了让接收端对接收到的帧进行差错检验。也叫做帧校验序列(FCS)

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  • 2.以太网帧结构

    2020-08-03 10:42:02
    网络传输数据时需要定义遵循一些标准,以太网是根据IEEE 802.3标准来管理控制数据的。了解IEEE 802.3标准是充分理解以太网中链路层通信的基础。 2.网路通信协议 20世纪60年代以来,计算机网络得到了飞速发展。...

    1.前言

    网络传输数据时需要定义遵循一些标准,以太网是根据IEEE 802.3标准来管理控制数据帧的。了解IEEE 802.3标准是充分理解以太网中链路层通信的基础。

    2.网路通信协议

    在这里插入图片描述

    • 20世纪60年代以来,计算机网络得到了飞速发展。各大厂商和标准组织为了在数据通信网络领域占据主导地位,纷纷推出了各自的网络架构体系和标准,如IBM公司的SNA协议,Novell公司的IPX/SP协议,以及广泛流行的OSI参考模型和TCP/IP协议。同时,各大厂商根据这些协议生产出不同的硬件和软件。标准组织和厂商的共同努力促进了网络技术的快速发展和网络设备种类的迅速增长。
    • 网路通信中,“协议”和“标准”这两个词汇常常可以混用。同时,协议或标准本身又常常具有层次的特点。一般地,关注与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被称为底层协议。IEEE 802就是一套用来管理物理数据流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。除此之外,还有一些用来管理数据流在广域网中传输的标准,如PPP(Point-to-Point Protocol),高级数据链路控制HDLC(High-Level Data Link Control)。

    3.分层模型-OSI

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    国际标准化组织ISO于1984年提出了OSI RM(Open System Interconnection Reference Model,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参考模型具有一下的优点:

    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:

    比特组合成字节,在进行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能力,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,为应用程序提供网路服务。

    4.分层模型

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    • TCP/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模型将网路分为四层。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。TCP/IP模型的核心是网络层和传输层,网络层解决网络之间的逻辑转发问题传输层保证源到目的端之间的可靠传输。最上面的应用层通过各种协议向终端用户提供业务应用

    5.数据封装

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    应用数据需要进过TCP/IP每一层处理之后才能通过网络传输到目的端。每一层上都使用该层的协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)彼此交换信息。不同层的PDU中包含有不同的信息,因此PDU在不同层被赋予了不同的名称。如上层数据在传输层添加TCP报头后得到的PDU被称为Segment(数据段);数据段传递给网络层网络层添加IP报头得到的PDU被称为Packet(数据包);数据包被传递到数据链路层,封装数据链路层报头得到的PDU被称为Frame(数据帧);最后,帧被转换为比特,通过网络介质传输。这种协议栈逐层向下传递数据,并添加报头和报尾的过程称为封装

    6.终端之间的通信

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    数据包在以太网物理介质上传播之前必须封装头部和尾部信息封装后的数据包被称为数据帧,数据帧中封装的信息决定了数据如何传输。以太网上传输的数据帧有两种格式,选择那种格式由TCP/IP协议簇中的网络层决定。

    7.帧格式

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    • 网上使用两种标准帧格式。第一种是上世纪80年代提出的DIX v2格式,即Ethernet II(阿拉比2)帧格式。Ethernet II后来被IEEE 802标准接纳,并写进了IEEE 802.3x-19973.2.6节。第二种是1983年提出的IEEE 802.3格式。这种格式的主要区别在于Etherner II 格式包含一个Type字段,标示以太帧处理完成后将被发送懂到那个上层协议进行处理,IEEE 802.3格式中,同样的位置是长度字段。
    • 不同的Type字段值可以用来区别两种帧的类型,当Type字段值小与等于1500(或者十六进制的0x05DC)时,帧使用的是IEEE 802.3格式。当Type字段值大于1536(或者十六进制的0x05DC)时,帧使用的是Etherner II 格式。以太网中大多数的数据帧使用的是Etherber II 格式。
    • 以太网中还包括源和目的MAC地址,分别代表发送者的MAC和接受者的MAC,此外还有帧校验序列字段,用于校验传输过程中帧的完整性

    8.Ethernet_II帧格式

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    Ethernet_II的帧中各字段说明如下:

    • DMAC(Destination MAC)目的MAC地址。DMAC字段长度为6个字节,标示帧的接受者。
    • SMAC(source MAC)是源MAC地址。SMAC字段长度为6个字节,标示帧的发送者。
    • 类型字段(Type)用于标示数据字段中包含的高层协议,该字段长度为2个字节。类型字段取值为0x0800的帧代表IP协议帧;类型字段取值为0x0806的帧代表ARP协议帧
    • 数据字段(Data)网络层数据,最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节,数据字段的最大长度为1500字节。
    • 循环冗余校验字段(FCS)提供了一种错误检测机制。该字段长度为4个字节。

    9.IEEE802.3帧格式

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    IEEE802.3帧格式类似于Ethernet II帧,只是Ethernet II帧Type域802.3帧Length域取代。并且占用了Data字段的8个字节作为LLCSNAP字段。
    Length字段定义了Data字段包含的字节数
    逻辑链路控制LLC(Logical LInk Control)由目的服务访问点DSAP(Destination Service Access Point)、源服务访问点SSAP(Source Service Access Point)Control字段组成。
    SNAP(Sub-network Access Protocol)机构代码(Org Code)类型(Type)字段组成。Org Code三个字节都为0Type字段的含义与Ethernet II帧中的Type字段相同。

    IEEE802.3帧根据DSAP和SSAP字段的取值又可以分为以下几类:

    1. DSAPSSAP都去特定值0xff时,802.3帧就变成了Netware-ETHRNET帧,用来承载NetWare类型的数据
    2. DSAPSSAP都取特定值0xaa时,802.3帧就变成了ETHERNET_SNAP帧。ETHERNET_SNAP帧可以用于传输多种协议
    3. DSAPSSAP其他的取值为纯IEEE802.3帧

    10.数据帧传输

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    • 以太网在二层链路上通过MAC地址唯一标示网络设备,并且实现局域网上网络设备之间的通信。MAC地址也叫物理地址,大多数网卡厂商把MAC地址烧入了网卡的ROM中。发送端使用接收端的MAC地址作为目的地址。以太帧封装完成后会通过物理层转换成比特流在物理介质上传输

    11.以太网的MAC地址

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    如同每个人都有一个名字一样,每一台网络设备都用物理地址来标示自己,这个地址就是MAC地址。网路设备的MAC地址是全球唯一的。MAC地址长度为48比特,通常用十六进制表示。MAC地址包含两部分:前24比特是组织唯一标示符(OUI,Organizationally Unique Identifier),由IEEE统一分配给设备制造商。例如,华为的网络产品的MAC地址前24比特是0x00e0fc。后24位序列号是厂商分配给每个产品唯一数值,由各个厂商自行分配(这里所说的产品是网卡或者其他需要MAC地址的设备)。

    12.单播

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    局域网上的帧可以通过三种方式发送。第一种是单播,指从单一的源发送到单一的目的端。每个主机接口由一个MAC地址唯一标示,MAC地址的OUI中,第一个字节第8个比特表示地址类型。对于主机MAC地址,这个比特固定为0,表示所有主机都能收到源主机发送的单播帧,但是其他主机发现目的地址与本地MAC地址不一致后会丢弃收到的帧,只有真正的目的主机才会接收并处理收到的帧

    13.广播

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    • 第二种发送方式是广播,表示帧从单一的源发送到共享以太网上的所有主机。广播帧的目的MAC地址十六进制的FF:FF:FF:FF:FF:FF,所有收到该广播帧的主机都要接收并处理这个帧
    • 广播方式会产生大量流量,导致带宽利用率降低,进而影响整个网络的性能
    • 当需要网络中的所有主机都能接收到相同的信息并进行处理的情况下,通常会使用广播方式。

    14.组播

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    第三种方式为组播组播比广播更为高效。组播转发可以理解为选择性广播,主机侦听特定组播地址,接收并处理目的MAC地址为该组播MAC地址的帧
    组播MAC地址单播MAC地址是通过第一个字节中的第8个比特区分的。组播MAC地址的第8个比特为1,而单播MAC地址的第8个比特为0
    当需要网络上的一组主机(而不是全部主机)接收相同信息,并且其他主机不受影响的情况下通常会使用组播方式。

    15.数据帧的发送和接收

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    帧从主机的物理接口发送出来后,通过传输介质传输到目的端。共享网路中,这个帧可能到达多个主机。主机检查帧头中的目的MAC地址,如果目的MAC地址不是本机MAC地址,也不是本机侦听组播或广播MAC地址,则主机会丢弃收到的帧。
    如果目的MAC地址是本机MAC地址,则接收该帧,检查帧校验序列(FCS)字段,并与本机计算的值对比来确定帧在传输过程中是否保持了完整性。如果该帧的FCS值与本机计算的值不同,主机会认为帧已被破坏,并会丢弃该帧。如果该帧通过了FCS校验,则主机会根据帧头部的Type字段确定将帧发送到上层哪个协议处理。本例中,Type字段的值为0x0800,表明该帧需要发送到IP协议上处理。在发送给IP协议之前,帧的头部和尾部会被剥掉

    16.总结

    16.1网络设备如何确定以太网数据帧的上层协议?

    以太网帧中包含一个Type字段,表示帧中的数据应该发送到上层哪个协议处理。比如,IP协议对应的Type值为0x0800,ARP协议对应的Type值为0x0806。

    16.2终端设备接收数据帧时,会如何处理?

    主机检查帧头中的目的MAC地址,如果目的MAC地址不是本机MAC地址,也不是本机侦听的组播或广播MAC地址,则主机会丢弃收到的帧。如果目的MAC地址是本机MAC地址,则接收该帧,检查校验序列(FCS)字段,并与本机计算机的值对比来确定帧在传输过程中是否保持了完整性。如果检查通过,就会剥离帧头和帧尾,然后帧头中的Type字段来决定把数据发送到哪个上层协议中进行后续处理。

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  • 以太网帧结构详解

    万次阅读 多人点赞 2019-07-15 21:52:59
    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

    20世纪60年代以来,计算机网络得到了飞速发展。各大厂商和标准组织为了在数据通信网络领域占据主导地位,纷纷推出了各自的网络架构体系和标准,如IBM公司的SNA协议Novell公司的IPX/SPX协议,以及广泛流行的OSI参考模型和TCP/IP协议。同时,各大厂商根据这些协议生产出了不同的硬件和软件。标准组织和厂商的共同努力促进了网络技术的快速发展和网络设备种类的迅速增长。网络通信中,“协议”和“标准”这两个词汇常常可以混用。同时,协议或标准本身又常常具有层次的特点。

    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。IEEE 802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(Frame Relay)高级数据链路控制HDLC(High-Level Data Link Control)异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)

    分层模型- OSI

    不同的协议栈用于定义和管理不同网络的数据转发规则。
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    国际标准化组织ISO1984年提出了OSI RM(Open System Interconnection Reference Model,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

    1. 简化了相关的网络操作;
    2. 提供了不同厂商之间的兼容性;
    3. 促进了标准化工作;
    4. 结构上进行了分层;
    5. 易于学习和操作。

    OSI参考模型各个层次的基本功能如下:

    1.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。

    2.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。

    3.网络层:提供逻辑地址,供路由器确定路径

    4.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。

    5.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。

    6.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。

    7.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/IP

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    TCP/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

    TCP/IP模型的核心是网络层和传输层网络层解决网络之间的逻辑转发问题,传输层保证源端到目的端之间的可靠传输

    最上层的应用层通过各种协议向终端用户提供业务应用。

    数据封装

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    应用数据需要经过TCP/IP每一层处理之后才能通过网络传输到目的端,每一层上都使用该层的协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)彼此交换信息。

    不同层的PDU中包含有不同的信息,因此PDU在不同层被赋予了不同的名称。

    1. 如上层数据在传输层添加TCP报头后得到的PDU被称为Segment(数据段 )
    2. 数据段被传递给网络层,网络层添加IP报头得到的PDU被称为Packet(数据包)
    3. 数据包被传递到数据链路层,封装数据链路层报头得到的PDU被称为Frame(数据帧)
    4. 最后,帧被转换为比特(物理层)

    通过网络介质传输。这种协议栈逐层向下传递数据,并添加报头和报尾的过程称为封装。

    终端之间的通信

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    数据链路层控制数据帧在物理链路上传输。

    数据包在以太网物理介质上传播之前必须封装头部和尾部信息。封装后的数据包称为称为数据帧,数据帧中封装的信息决定了数据如何传输。

    以太网上传输的数据帧有两种格式,选择哪种格式由TCP/IP协议簇中的网络层决定。

    帧格式

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    • 以太网上使用两种标准帧格式。

    第一种是上世纪80年代初提出的DIX v2格式,即Ethernet II帧格式。Ethernet II后来被IEEE 802标准接纳,并写进了IEEE 802.3x-1997的3.2.6节。

    第二种是1983年提出的IEEE 802.3格式。这两种格式的主要区别在于,Ethernet II格式中包含一个Type字段,标识以太帧处理完成之后将被发送到哪个上层协议进行处理。IEEE 802.3格式中,同样的位置是长度字段。

    • 不同的Type字段值可以用来区别这两种帧的类型

    Type字段值小于等于1500或者十六进制的0x05DC)时,帧使用的是IEEE 802.3格式。

    Type字段值大于等于1536 (或者十六进制的0x0600)时,帧使用的是Ethernet II格式。

    以太网中大多数的数据帧使用的是Ethernet II格式。

    以太帧中还包括源和目的MAC地址,分别代表发送者的MAC和接收者的MAC,此外还有帧校验序列字段,用于检验传输过程中帧的完整性。

    Ethernet_II 帧格式

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    Ethernet_II 帧类型值大于等于1536 (0x0600)

    以太网数据帧的长度在64-1518字节之间

    Ethernet_II的帧中各字段说明如下:

    1. DMAC(Destination MAC)是目的MAC地址。DMAC字段长度为6个字节,标识帧的接收者。
    2. SMAC(Source MAC)是源MAC地址。SMAC字段长度为6个字节,标识帧的发送者。
    3. 类型字段Type)用于标识数据字段中包含的高层协议,该字段长度为2个字节。类型字段取值为0x0800的帧代表IP协议帧;类型字段取值为0806的帧代表ARP协议帧。
    4. 数据字段(Data)是网络层数据,最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节,数据字段的最大长度为1500字节。
    5. 循环冗余校验字段FCS)提供了一种错误检测机制。该字段长度为4个字节。

    IEEE802.3 帧格式

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    IEEE 802.3 帧长度字段值小于等于1500 (0x05DC)

    IEEE 802.3帧格式类似于Ethernet_II帧,只是Ethernet_II帧的Type域被802.3帧的Length域取代,并且占用了Data字段的8个字节作为LLC和SNAP字段。

    Length字段定义了Data字段包含的字节数

    逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)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

    SNAP(Sub-network Access Protocol)由机构代码(Org Code)和类型(Type)字段组成。Org code三个字节都为0。Type字段的含义与Ethernet_II帧中的Type字段相同。IEEE802.3帧根据DSAP和SSAP字段的取值又可分为以下几类:

    1. DSAP和SSAP都取特定值0xff时,802.3帧就变成了Netware-ETHERNET帧,用来承载NetWare类型的数据。
    2. DSAP和SSAP都取特定值0xaa时,802.3帧就变成了ETHERNET_SNAP帧。ETHERNET_SNAP帧可以用于传输多种协议。
    3. DSAP和SSAP其他的取值均为纯IEEE802.3帧。

    数据帧传输

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    数据链路层基于MAC地址进行帧的传输

    以太网在二层链路上通过MAC地址来唯一标识网络设备,并且实现局域网上网络设备之间的通信。MAC地址也叫物理地址,大多数网卡厂商把MAC地址烧入了网卡的ROM中。发送端使用接收端的MAC地址作为目的地址。以太帧封装完成后会通过物理层转换成比特流在物理介质上传输。

    以太网的MAC地址

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    MAC地址由两部分组成,分别是供应商代码序列号。其中前24位代表该供应商代码,由IEEE管理和分配。剩下的24位序列号由厂商自己分配。

    如同每一个人都有一个名字一样,每一台网络设备都用物理地址来标识自己,这个地址就是MAC地址。网络设备的MAC地址是全球唯一的。MAC地址长度为48比特,通常用十六进制表示。MAC地址包含两部分:前24比特是组织唯一标识符(OUI,Organizationally Unique Identifier),由IEEE统一分配给设备制造商。

    例如,华为的网络产品的MAC地址前24比特是0x00e0fc。后24位序列号是厂商分配给每个产品的唯一数值,由各个厂商自行分配(这里所说的产品可以是网卡或者其他需要MAC地址的设备)。

    数据帧的发送和接收

    单播

    在这里插入图片描述
    局域网上的帧可以通过三种方式发送。

    第一种是单播,指从单一的源端发送到单一的目的端。每个主机接口由一个MAC地址唯一标识,MAC地址的OUI中,第一字节第8个比特表示地址类型。对于主机MAC地址,这个比特固定为0,表示目的MAC地址为此MAC地址的帧都是发送到某个唯一的目的端。

    冲突域中,所有主机都能收到源主机发送的单播帧,但是其他主机发现目的地址与本地MAC地址不一致后会丢弃收到的帧,只有真正的目的主机才会接收并处理收到的帧。

    广播

    在这里插入图片描述
    第二种发送方式是广播,表示帧从单一的源发送到共享以太网上的所有主机。广播帧的目的MAC地址为十六进制的FF:FF:FF:FF:FF:FF所有收到该广播帧的主机都要接收并处理这个帧。

    广播方式会产生大量流量,导致带宽利用率降低,进而影响整个网络的性能。

    当需要网络中的所有主机都能接收到相同的信息并进行处理的情况下,通常会使用广播方式。

    组播

    在这里插入图片描述
    第三种发送方式为组播组播比广播更加高效。组播转发可以理解为选择性的广播,主机侦听特定组播地址,接收并处理目的MAC地址为该组播MAC地址的帧。

    组播MAC地址和单播MAC地址是通过第一字节中的第8个比特区分的。组播MAC地址的第8个比特为1,而单播MAC地址的第8个比特为0。

    当需要网络上的一组主机(而不是全部主机)接收相同信息,并且其他主机不受影响的情况下,通常会使用组播方式。

    发送与接收

    在这里插入图片描述

    当主机接收到的数据帧所包含的目的MAC地址是自己时,会把以太网封装剥掉后送往上层协议。

    帧从主机的物理接口发送出来后,通过传输介质传输到目的端。共享网络中,这个帧可能到达多个主机。主机检查帧头中的目的MAC地址,如果目的MAC地址不是本机MAC地址,也不是本机侦听的组播或广播MAC地址,则主机会丢弃收到的帧。

    如果目的MAC地址是本机MAC地址,则接收该帧,检查帧校验序列(FCS)字段,并与本机计算的值对比来确定帧在传输过程中是否保持了完整性。如果帧的FCS值与本机计算的值不同,主机会认为帧已被破坏,并会丢弃该帧。如果该帧通过了FCS校验,则主机会根据帧头部中的Type字段来确定将帧发送给上层哪个协议处理

    本例中,Type字段的值为0x0800,表明该帧需要发送到IP协议上处理。在发送给IP协议之前,帧的头部和尾部会被剥掉。

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  • 以太网帧解析

    2021-05-08 10:56:20
    注:本文参考了CSDN博主「OshynSong」的原创文章...以太网帧数据格式: 1.前同步码 前7B都是10101010,最后1B是10101011。 用于将发送方与接收方的时钟进行同步,由网卡适配器接收帧时同步时钟使用,不会在

    注:本文参考了CSDN博主「OshynSong」的原创文章【https://blog.csdn.net/u010487568/article/details/39329791】


    解析以太网数据帧的关键是获取类型字段,然后根据类型字段将数据字段的数据交给上层协议进行处理,同时保存下目的MAC地址和源MAC地址,以供后续其他使用。

    以太网帧数据格式:

    1.前同步码

    前7B都是10101010,最后1B是10101011。

    用于将发送方与接收方的时钟进行同步,由网卡适配器接收帧时同步时钟使用,不会在接收方显示

    由于有不同的以太网类型和不完全精确的发送、接收帧速率,因此在传输前需要进行时钟同步。

    2.MAC地址

    6Bytes共128bits的MAC物理地址,用于标识局域网中的每个主机。

    目的MAC可以是某个机器的物理地址,也可以是FF-FF-FF-FF-FF-FF广播MAC地址。

    3.类型

    解析以太网数据帧的关键。接收方根据此字段进行多路分解,从而达到解析以太网帧的目的,将数据字段交给对应的上层网络层协议,这样就完成了以太网作为数据链路层协议的工作。

    类型字段是网络协议分层设计减小耦合度的精心设计,允许以太网多路复用网络层协议,支持除IP协议之外的其他网络层协议,或者是承载在以太网帧里的协议(如ARP协议)。

    根据 IEEE802.3,以太网类型字段(EtherType 字段)是两个字节的字段,IEEE RAC EtherType 字段批准权威机构负责检查和批准。

    下表为常用的以太网承载的协议,通过判断类型字段就可以解析以太网数据帧,并交由上层协议进一步处理。

    以太网类型(16进制)对应协议
    0x0800网际协议(IP)
    0x0806地址解析协议(ARP : Address Resolution Protocol)
    0x0808帧中继 ARP (Frame Relay ARP)
    0x8035反向地址解析协议(RARP:Reverse Address Resolution Protocol)
    0x8035

    动态反向地址解析协议 (DRARP:Dynamic RARP)

    0x86DDIPv6(Internet Protocol version 6)
    0x880B点对点协议(PPP:Point-to-Point Protocol)
    0x88CC链接层发现协议(LLDP:Link Layer Discovery Protocol)

    0x07C3=1987,这个是服务端的监听端口。

    TCP,UDP,ICMP,IGMP的数据包:ICMP常见应用是ping命令

    4.数据

    在交换式以太网中,一台主机向局域网中的另一台主机发送一个IP数据报,这个数据报封装在以太网帧结构中作为其有效载荷

    以太网的最大传输单元(MTU)是1500Bytes,如果IP数据报超过1500B,启用IP协议的分片策略进行传输。

    以太网的最小传输数据长度为46Bytes,如果不够必须要填充到46B

    5.循环冗余校验CRC

    用来让接收方的网卡适配器检查接收的到数据帧是否有错误。

    如果校验不合格就丢弃,只有合格的数据帧才会被网卡接收,由网卡适配器硬件直接响应,因此无需管理

     

     

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