以太网的帧结构

以太网帧是以太网网络通信信号的基本单元,是对其进行网络性能分析的基础。以太网发展时间较长,衍生出的相应规范较多,如10mbps－10baset ethernet（802.3）、100mbps－fast ethernet（802.3u）、1000mbps－gigabit ethernet（802.3z））和10 gigabit ethernet（ieee 802.3ae）等,一般将以太网帧分为数据帧和管理帧。其中数据帧又分为以太网基本帧和vlan采用的扩展帧等。以太网基本帧和vlan采用的一种扩展帧结构如图2所示。

图中：
　　◇ 帧前导。0、1交错的56位图形。
　　◇ 帧起始符（sof）。占8位,表示一帧的开始。
　　◇ 目的地址与源地址。各占8字节,表示目的和源的mac地址。
　　◇ 帧长度/帧类型（l/t）。2字节,mac帧内不包括任何填充的数据字段长度或类型。
　　◇ 数据。占用的字节数a由数据量决定,须满足a≤1500字节。
　　◇ 填充。占用字节数b根据需要而定,须满足a＋b≥46字节。
　　◇ 帧校验区（fcs）。占4字节,用于帧的差错校验。
　　需要注意的是,对于基本帧,mac客户数据区数据最低不能少于46节,最高不能多于1500字节,网络mac帧的尺寸不能小于64字节,最大不能超过1518字节。这里不包括帧前导和帧起始符两个区域,共计18字节。

IEEE802.3帧结构

　　前导码 包括了7个字节的二进制“1”、“0”间隔的代码，即1010…10共56位。当帧在媒体上传输时，接收方就能建立起同步，因为在使用曼彻斯特编码情况下，这种“1”、“0”间隔的传输波形为一个周期性方波。
　　帧首定界符（SFD） 它是长度为1个字节的10101011二进制序列，此码表示一帧实际开始，以使接收器对实际帧的第一位定位。也就是说实际帧是由余下的DA+SA+L+LLCPDU+FCS组成。
　　目的地址（DA） 它说明了帧企图发往目的站的地址，共6个字节，可以是单址（代表单个站）、多址（代表一组站）或全地址（代表局域网上的所有站）。当目的地址出现多址时，即代表该帧被一组站同时接收，称为“组播”（Multicast）。当目的地址出现全地址时，即表示该帧被局域网上所有站同时接收，称为“广播”（Broadcast），通常以DA的最高位来判断地址的类型，若最高位为“0”则表示单址，为“1”则表示多址或全地址，全地址时DA字段为全“1”代码。
　　源地址（SA） 它说明发送该帧站的地址，与DA一样占6个字节。
　　长度（L） 共占两个字节，表示LLCPDU的字节数。
　　数据链路层协议数据单元（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。
　　帧检验序列（FCS） 它处在帧尾，共占4个字节，是32位冗余检验码（CRC），检验除前导、SFD和FCS以外的内容，即从DA开始至DATA完毕的CRC检验结果都反映在FCS中。当发送站发出帧时，一边发送，一边逐位进行CRC检验。最后形成一个32位CRC检验和填在帧尾FCS位置中一起在媒体上传输。接收站接收后，从DA开始同样边接收边逐位进行CRC检验。最后接收站形成的检验和若与帧的检验和相同，则表示媒体上传输帧未被破坏。反之，接收站认为帧被破坏，则会通过一定的机制要求发送站重发该帧。
　　那么一个帧的长度为
　　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。