
以太网帧格式详解
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更新于2024-11-14
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以太网帧格式是计算机网络通信中以太网标准的一部分,用于定义数据在网络介质上的传输方式。以太网是局域网(LAN)中最广泛采用的技术,它的帧格式设计允许不同设备之间的有效通信。以下是对以太网帧结构的详细说明:
1. **前导码(Preamble)**:每个以太网帧开始于一个7字节的前导码,主要用于接收端同步其接收时钟。前导码由连续的10101010…10位序列组成,其目的是确保接收设备能够在正确的时间点上开始接收数据。
2. **起始定界符(Start Frame Delimiter, SFD)**:前导码之后是一个1字节的起始定界符,通常为10101111,用于指示帧的开始。
3. **目的地址(Destination Address)**:接着是6字节的目的地址,或称为MAC地址,标识帧应被发送到哪个设备。这个地址可以是单播、多播或广播地址。
4. **源地址(Source Address)**:紧接着是6字节的源地址,同样为MAC地址,表示发送帧的设备的地址。
5. **类型/长度字段**:此字段可以是2字节的类型字段或3字节的长度字段,具体取决于以太网帧的版本。在Ethernet V2及之后的版本中,这个字段用于指示上层协议,如IP(0x0800)、ARP(0x0806)等。而在某些早期版本或非标准帧格式中,这个字段用于表示数据字段的长度。
6. **数据(Data and Pad)**:数据字段包含实际的网络数据,长度在46到1500字节之间,以满足最小帧大小(46字节)和最大帧大小(1500字节,即所谓的MTU - 最大传输单元)的要求。如果数据不足46字节,将以填充字节(通常是0x00)填充至最小帧大小。
7. **帧校验序列(Frame Check Sequence, FCS)**:帧的最后4字节是FCS,用于通过CRC(循环冗余校验)算法检查帧在传输过程中是否发生错误。如果接收端计算出的FCS与帧中包含的FCS不匹配,那么该帧将被视为损坏并丢弃。
历史上,以太网帧格式经历了几个发展阶段,从最初的Ethernet V1(DIX格式)到Ethernet V2(ARPA格式),再到包含LLC头的802.3/802.2标准。这些变化主要是为了适应技术的发展和标准的统一,同时确保网络设备间的兼容性和可靠性。例如,RAW802.3是Novell为Netware/86设计的私有格式,而802.3/802.2LLC则是IEEE正式的标准,它整合了网络层的逻辑链路控制(LLC)头,增加了更多的功能和控制机制。
以太网帧格式的这些细节对于理解网络通信过程至关重要,因为它定义了数据如何被封装并正确地在以太网环境中传输。无论是网络管理员、系统工程师还是网络编程人员,都需要对这个基本概念有深入的了解。
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