HCIA笔记（2） — 以太网帧结构

学习目标：

分成模型作用
以太网数据帧结构
MAC地址作用
以太网数据转发过程

分层模型：

优点：简化网络操作；兼容性加强；标准化工作；结构分层；易于学习与操作

OSI：

• 物理层：比特流传输
• 数据链路层：比特组合字节组合帧，用MAC访问，差错检测
• 网络层：逻辑地址，供路由器确定路径
• 传输层：TCP/UDP数据传输，重传前差错检测
• 会话层：实体层通话会话，应用程序之间通信
• 表示层：应用层数据编码和转换
• 应用层：为程序提供网络服务

TCP/IP：

该模型关注终端逻辑数据流转发，核心是传输层和网络层，网络层解决逻辑转发问题，传输层保证端到端的可靠传输。

数据封装：

PDU(协议数据单元)——Segment(数据段)——Packet(数据包)——Frame(数据帧)——bit(比特)

数据帧格式：

有TCP/IP协议簇中的网络层决定以太网有两种帧格式，一个是EthernetII，一个是IEEE802.3。如图所示，根据TYPE长度选择不同协议，以太网大多用EthernetII格式

• DMAC：目的MAC，6字节
• SMAC：源MAC，6字节
• TYPE：类型字段，标识高层协议，2字节。如图所示，不同取值代表不同协议帧。
• Data：数据，至少46字节，保证全帧64字节以上，最大长度1500字节，全帧1518字节。
• FCS：错误检测机制，4字节

区别：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。

MAC地址又叫物理地址。大多数网卡商家烧入网卡ROM中。前24位为供应商代码，由IEEE分配，后24位序列号由厂家分配

• 单播：单一源到单一目的端，其他收到了单播帧但舍弃，第一个字节的第八比特为0
• 广播：目的mac地址全为1
• 组播：选择性广播，第一字节第八比特为1。

首先检查FCS校验字段，是否有错。然后根据TYPE字段判断是哪种上层协议，然后剥掉帧的头部和尾部。然后发送给IP协议。

总结：
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。

2. 终端设备接收到数据帧，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。
• 如果检查通过，就会剥离帧头和帧尾，然后根据帧头中的Type字段来决定把数据发送到哪个上层协议进行后续处理。