以太网帧的结构

网络通信协议

 IEEE 802就是一套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,还有一些用于物理数据流在使用串行链路在广域网中传输的标准。
 网络通信中,标准和协议一般是可以通用的,不过协议和标准本身又有相应的层次感,例如,一般关注于逻辑数据关系的协议称为上层协议,关注于物理数据流的协议称为底层协议。
 OSI   TCP/IP   IPX/SPX   SNA 
 不同的协议栈用于定义和管理不同网络数据的转发规则。

分层模型

  • OSI七层模型
    OSI又称开放系统互联参考模型,有七层,分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
  • TCP/IP模型
    不关注底层的传输介质,只关注网络层的逻辑数据流的转发。有四层,分别为网络接口层、网络层、传输层、应用层。

数据的封装

 应用数据需要被TCP/IP协议每一层处理之后才能通过网络传输到目的端。每一层都使用该层的协议数据单元PDU彼此交换信息,每一层的PDU的内容和叫法都不一样。
应用层的数据单元在进入传输层时被加上了tcp的头部和尾部变成数据段(data segment),数据段传输到网络层被加上了ip的头部和尾部变成了数据包(data packets),数据包传输到数据链路层,加上了以太网帧的报文头部和尾部变成了数据帧(data frame)。

终端之间的通信

数据包在以太网上的传输必须加上头部和尾部封装成数据帧,数据帧的封装信息决定了数据该如何传输,以太网上传输数据帧有两种格式,选择哪种格式由tcp/ip协议簇的网络层决定。

帧的格式

以太网帧的结构_第1张图片
Ethernet II 中的type字段标示了以太网帧处理完后交由哪个上层协议处理。

  • Ethernet II
    type字段中包含了高层协议,取值为0x0800 表示上层为ip协议,取值为0x0806 表示上层为ARP协议。数据长度最大为1500字节,最小为46字节。
  • IEEE802.3
    LLC(逻辑链路控制)由目的服务访问点DSAP和源服务访问点SSAP及control字段组成
    当DSAP和SSAP取值为0xff, IEEE802.3就变为netware数据帧,承载netware数据的传输。
    当DSAP和SSAP取值为0xaa,IEEE802.3就变为SNAP帧,snap帧用于传输多种协议。
    当DSAP和SSAP取其他值时,此时为纯IEEE802.3帧。
    SNAP由机构代码(org code)和type字段组成。

数据帧的传输

以太网在二层是以mac地址来唯一标识网络设备的。mac地址烧录在网卡的 ROM中。
MAC地址是48位,前24位是有OUI(组织唯一标识符),后24位是有供应商自己分配。
局域网上帧可以通过三种方式发送:单播、组播、广播
单播和组播的区别在于mac地址的第8位,若是0,则是单播帧;若是1,则是组播帧。

数据帧的发送和接收

数据帧通过发送端的物理接口发送出去,通过传输介质到达网络设备,在冲突域中,很多主机都会收到这个数据帧,然后检查是不是自己的mac地址,是不是自己所侦听的组播或者广播mac地址,如果不是则丢弃。
如果和自己的mac地址相同,则进行fcs差错冗余校验,若和本机的计算值不同,则数据包损坏,丢弃;若相同,则检查type字段,其上层协议是ip还是arp,然后去掉头部尾部传输给上层协议处理。

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