MAC知识点001：以太网帧格式--IEEE802.3

MAC知识点001：以太网帧格式--IEEE802.3

IEEE802.3协议以太网帧格式

字段	字段长度（字节）	说明
前导码（Preamble）	7	同步
帧开始符（SFD）	1	表明下一个字节为目的MAC字段
目的地址(DA)	6	目的设备的MAC物理地址
源地址(SA)	6	发送设备的MAC物理地址
长度/类型（Length/Type）	2	帧数据字段长度/帧协议类型
数据及填充（data and pad）	46~1500	帧数据字段，来自高层数据
帧校验序列（FCS）	4	数据校验字段，若发生错误，则丢弃此帧

前导码（preamble）

交替的 0 和 1，让接收设备能够跟踪到来的比特流。IEEE802.3由7个8‘b10101010+1个字节SFD

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

LSB                                                                                                        MSB

由于数据是从低比特开始传送，因此在代码中为方便阅读的前导码数值为56’h55555555555555

帧起始位置分隔符(Start frame delimiter ,SFD)/同步

前导码为 7Byte，而 SFD(同步)为 1Byte。SFD 的值为 10101011，其中最后两个1让接收方能够识别中间的 0 和 1 交替模式，进而同步并检查到数据开头。SFD表示帧数据的开始。由于数据是从低比特开始传送，因此在代码中SFD的数值为8’hD5。

目标地址 (Destination Address, DA)

包含一个 48 位的值，且 LSB(Least Significant Bit，最低有效位)优先。接收方根据 DA 判断到来的分组是否是发送给特定节点的。目标地址可以是单播地址、广播地址或组播 MAC 地址。广播地址全为 1(48’HFFFFFFFFFFFF)，广播发送给所有设备，而组播只发送给网络中一组类似的节点。

源地址(Source Address, SA)

SA 是一个 48 位的 MAC 地址，用于标识传输设备，也使用 LSB 优先格式。在 SA 字段中，不能包含广播地址或组播地址。

长度/类型（Length/Type）

若字段值小于或等于16’D1500，则指示帧的有效数据长度。16’D46则表示有效数据为46字节。Length表示的是有效数据长度，并不包含填充（Pading）长度。

如果此字段的值大于或等于16’D1536，则表示MAC客户端协议的以太网类型。

数据以及填充（DATA and Pading）

这是网络层传递给数据链路层的帧，其长度为 46-1500 Bytes。协议规定最小报文64字节（DA(6)+SD(6)+LENTH/TYPE(2)+FCS(4)+DATA and PAD(46)=64），因此当有效数据量（Length）小于46字节时需要用0对数据进行填充，保证数据和填充字段总和不低于46字节，注意，填充0并不会改变Length字段值。

如下图所示，每层数据向下传输时都会进行封装，帧有效数据来源于上级网络层。

帧校验序列(FCS)

FCS 字段位于，用于存储 CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)结果的帧的帧尾。CRC 是一种数学算法，MAC发送侧（MAC_TX）创建每个帧时都将运行它。MAC接收侧（MAC_RX）接收到帧时以preamble,SFD,DA,SA,Length/Type,DATA and Pading,作为输入数据进行 CRC 计算，计算结果与接收帧的FCS字段比较，结果相同表示帧有效，结果不同接收方认为发生了错误，进而将帧丢弃。

参考资料：

IEEE Std 802.3-2015 IEEE Standard for Ethernet

http://www.cnblogs.com/qishui/p/5437301.html 以太网数据格式与封装解封

百度百科：以太网帧格式

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