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以太网帧结构详解 - 知乎
以太网帧结构详解 - 知乎首发于网络协议详解切换模式写文章登录/注册以太网帧结构详解nwatch计算机的世界真是太精彩了!!!前言20世纪60年代以来,计算机网络得到了飞速发展。各大厂商和标准组织为了在数据通信网络领域占据主导地位,纷纷推出了各自的网络架构体系和标准,如IBM公司的SNA协议,Novell公司的IPX/SPX协议,以及广泛流行的OSI参考模型和TCP/IP协议。同时,各大厂商根据这些协议生产出了不同的硬件和软件。标准组织和厂商的共同努力促进了网络技术的快速发展和网络设备种类的迅速增长。网络通信中,“协议”和“标准”这两个词汇常常可以混用。同时,协议或标准本身又常常具有层次的特点。一般地,关注于逻辑数据关系的协议通常被称为上层协议,而关注于物理数据流的协议通常被称为低层协议。IEEE 802就是一套用来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。还有一些用来管理物理数据流在使用串行介质的广域网中传输的标准,如帧中继FR(Frame Relay),高级数据链路控制HDLC(High-Level Data Link Control),异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)。分层模型- OSI不同的协议栈用于定义和管理不同网络的数据转发规则。国际标准化组织ISO于1984年提出了OSI RM(Open System Interconnection Reference Model,开放系统互连参考模型)。OSI 参考模型很快成为了计算机网络通信的基础模型。OSI参考模型具有以下优点:简化了相关的网络操作;提供了不同厂商之间的兼容性;促进了标准化工作;结构上进行了分层;易于学习和操作。OSI参考模型各个层次的基本功能如下:1.物理层: 在设备之间传输比特流,规定了电平、速度和电缆针脚。2.数据链路层:将比特组合成字节,再将字节组合成帧,使用链路层地址(以太网使用MAC地址)来访问介质,并进行差错检测。3.网络层:提供逻辑地址,供路由器确定路径。4.传输层:提供面向连接或非面向连接的数据传递以及进行重传前的差错检测。5.会话层:负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务请求和响应组成。6.表示层:提供各种用于应用层数据的编码和转换功能,确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别。7.应用层:OSI参考模型中最靠近用户的一层,为应用程序提供网络服务。分层模型– TCP/IPTCP/IP模型同样采用了分层结构,层与层相对独立但是相互之间也具备非常密切的协作关系。TCP/IP模型将网络分为四层。TCP/IP模型不关注底层物理介质,主要关注终端之间的逻辑数据流转发。TCP/IP模型的核心是网络层和传输层:网络层解决网络之间的逻辑转发问题,传输层保证源端到目的端之间的可靠传输。最上层的应用层通过各种协议向终端用户提供业务应用。数据封装应用数据需要经过TCP/IP每一层处理之后才能通过网络传输到目的端,每一层上都使用该层的协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)彼此交换信息。不同层的PDU中包含有不同的信息,因此PDU在不同层被赋予了不同的名称。如上层数据在传输层添加TCP报头后得到的PDU被称为Segment(数据段 )数据段被传递给网络层,网络层添加IP报头得到的PDU被称为Packet(数据包)数据包被传递到数据链路层,封装数据链路层报头得到的PDU被称为Frame(数据帧)最后,帧被转换为比特(物理层)通过网络介质传输。这种协议栈逐层向下传递数据,并添加报头和报尾的过程称为封装。终端之间的通信数据链路层控制数据帧在物理链路上传输。数据包在以太网物理介质上传播之前必须封装头部和尾部信息。封装后的数据包称为称为数据帧,数据帧中封装的信息决定了数据如何传输。以太网上传输的数据帧有两种格式,选择哪种格式由TCP/IP协议簇中的网络层决定。帧格式以太网上使用两种标准帧格式。第一种是上世纪80年代初提出的DIX v2格式,即Ethernet II帧格式。Ethernet II后来被IEEE 802标准接纳,并写进了IEEE 802.3x-1997的3.2.6节。第二种是1983年提出的IEEE 802.3格式。这两种格式的主要区别在于,Ethernet II格式中包含一个Type字段,标识以太帧处理完成之后将被发送到哪个上层协议进行处理。IEEE 802.3格式中,同样的位置是长度字段。不同的Type字段值可以用来区别这两种帧的类型当Type字段值小于等于1500(或者十六进制的0x05DC)时,帧使用的是IEEE 802.3格式。当Type字段值大于等于1536 (或者十六进制的0x0600)时,帧使用的是Ethernet II格式。以太网中大多数的数据帧使用的是Ethernet II格式。以太帧中还包括源和目的MAC地址,分别代表发送者的MAC和接收者的MAC,此外还有帧校验序列字段,用于检验传输过程中帧的完整性。Ethernet_II 帧格式Ethernet_II 帧类型值大于等于1536 (0x0600)以太网数据帧的长度在64-1518字节之间Ethernet_II的帧中各字段说明如下:DMAC(Destination MAC)是目的MAC地址。DMAC字段长度为6个字节,标识帧的接收者。SMAC(Source MAC)是源MAC地址。SMAC字段长度为6个字节,标识帧的发送者。类型字段(Type)用于标识数据字段中包含的高层协议,该字段长度为2个字节。类型字段取值为0x0800的帧代表IP协议帧;类型字段取值为0806的帧代表ARP协议帧。数据字段(Data)是网络层数据,最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节,数据字段的最大长度为1500字节。循环冗余校验字段(FCS)提供了一种错误检测机制。该字段长度为4个字节。IEEE802.3 帧格式IEEE 802.3 帧长度字段值小于等于1500 (0x05DC)IEEE 802.3帧格式类似于Ethernet_II帧,只是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。Length字段定义了Data字段包含的字节数。逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)由目的服务访问点DSAP(Destination Service Access Point)、源服务访问点SSAP(Source Service Access Point)和Control字段组成。SNAP(Sub-network Access Protocol)由机构代码(Org Code)和类型(Type)字段组成。Org code三个字节都为0。Type字段的含义与Ethernet_II帧中的Type字段相同。IEEE802.3帧根据DSAP和SSAP字段的取值又可分为以下几类:当DSAP和SSAP都取特定值0xff时,802.3帧就变成了Netware-ETHERNET帧,用来承载NetWare类型的数据。当DSAP和SSAP都取特定值0xaa时,802.3帧就变成了ETHERNET_SNAP帧。ETHERNET_SNAP帧可以用于传输多种协议。DSAP和SSAP其他的取值均为纯IEEE802.3帧。数据帧传输数据链路层基于MAC地址进行帧的传输以太网在二层链路上通过MAC地址来唯一标识网络设备,并且实现局域网上网络设备之间的通信。MAC地址也叫物理地址,大多数网卡厂商把MAC地址烧入了网卡的ROM中。发送端使用接收端的MAC地址作为目的地址。以太帧封装完成后会通过物理层转换成比特流在物理介质上传输。以太网的MAC地址MAC地址由两部分组成,分别是供应商代码和序列号。其中前24位代表该供应商代码,由IEEE管理和分配。剩下的24位序列号由厂商自己分配。如同每一个人都有一个名字一样,每一台网络设备都用物理地址来标识自己,这个地址就是MAC地址。网络设备的MAC地址是全球唯一的。MAC地址长度为48比特,通常用十六进制表示。MAC地址包含两部分:前24比特是组织唯一标识符(OUI,Organizationally Unique Identifier),由IEEE统一分配给设备制造商。例如,华为的网络产品的MAC地址前24比特是0x00e0fc。后24位序列号是厂商分配给每个产品的唯一数值,由各个厂商自行分配(这里所说的产品可以是网卡或者其他需要MAC地址的设备)。数据帧的发送和接收单播局域网上的帧可以通过三种方式发送。第一种是单播,指从单一的源端发送到单一的目的端。每个主机接口由一个MAC地址唯一标识,MAC地址的OUI中,第一字节第8个比特表示地址类型。对于主机MAC地址,这个比特固定为0,表示目的MAC地址为此MAC地址的帧都是发送到某个唯一的目的端。在冲突域中,所有主机都能收到源主机发送的单播帧,但是其他主机发现目的地址与本地MAC地址不一致后会丢弃收到的帧,只有真正的目的主机才会接收并处理收到的帧。广播第二种发送方式是广播,表示帧从单一的源发送到共享以太网上的所有主机。广播帧的目的MAC地址为十六进制的FF:FF:FF:FF:FF:FF,所有收到该广播帧的主机都要接收并处理这个帧。广播方式会产生大量流量,导致带宽利用率降低,进而影响整个网络的性能。当需要网络中的所有主机都能接收到相同的信息并进行处理的情况下,通常会使用广播方式。组播第三种发送方式为组播,组播比广播更加高效。组播转发可以理解为选择性的广播,主机侦听特定组播地址,接收并处理目的MAC地址为该组播MAC地址的帧。组播MAC地址和单播MAC地址是通过第一字节中的第8个比特区分的。组播MAC地址的第8个比特为1,而单播MAC地址的第8个比特为0。当需要网络上的一组主机(而不是全部主机)接收相同信息,并且其他主机不受影响的情况下,通常会使用组播方式。发送与接收当主机接收到的数据帧所包含的目的MAC地址是自己时,会把以太网封装剥掉后送往上层协议。帧从主机的物理接口发送出来后,通过传输介质传输到目的端。共享网络中,这个帧可能到达多个主机。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。如果帧的FCS值与本机计算的值不同,主机会认为帧已被破坏,并会丢弃该帧。如果该帧通过了FCS校验,则主机会根据帧头部中的Type字段来确定将帧发送给上层哪个协议处理。实际数据包分析:ARP类型数据包其他类型数据包:原文链接;以太网帧结构详解_曌赟的博客-CSDN博客发布于 2020-10-12 11:16计算机网络网络通信数据通信赞同 531 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录网络协议详解网络协
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【入门级】网络基础知识——以太网帧结构 - 知乎
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以太网网络协议Ethernet II 帧分析-CSDN博客
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以太网网络协议Ethernet II 帧分析
最新推荐文章于 2023-03-28 00:21:37 发布
庚庚911
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目前主要有两种格式的以太网帧:Ethernet II(DIX 2.0)和IEEE 802.3。
IP、ARP、EAP和QICQ协议使用Ethernet II帧结构,而STP协议则使用IEEE 802.3帧结构。
Ethernet II是由Xerox与DEC、Intel(DIX)在1982年制定的以太网标准帧格式,后来被定义在RFC894中。
IEEE 802.3是IEEE 802委员会在1985年公布的以太网标准封装结构(可以看出二者时间相差不多,竞争激烈),RFC1042规定了该标准(但终究二者都写进了IAB管理的RFC文档中)。
下图分别给出了Ethernet II和IEEE 802.3的帧格式:
⑴ 前导码(Preamble):由0、1间隔代码组成,用来通知目标站作好接收准备。以太网帧则使用8个字节的0、1间隔代码作为起始符。IEEE 802.3帧的前导码占用前7个字节,第8个字节是两个连续的代码1,名称为帧首定界符(SOF),表示一帧实际开始。 ⑵ 目标地址和源地址(Destination Address & Source Address):表示发送和接收帧的工作站的地址,各占据6个字节。其中,目标地址可以是单址,也可以是多点传送或广播地址。 ⑶ 类型(Type)或长度(Length):这两个字节在Ethernet II帧中表示类型(Type),指定接收数据的高层协议类型。而在IEEE 802.3帧中表示长度(Length),说明后面数据段的长度。 ⑷ 数据(Data):在经过物理层和逻辑链路层的处理之后,包含在帧中的数据将被传递给在类型段中指定的高层协议。该数据段的长度最小应当不低于46个字节,最大应不超过1500字节。如果数据段长度过小,那么将会在数据段后自动填充(Trailer)字符。相反,如果数据段长度过大,那么将会把数据段分段后传输。在IEEE 802.3帧中该部分还包含802.2的头部信息。 ⑸ 帧校验序列(FSC):包含长度为4个字节的循环冗余校验值(CRC),由发送设备计算产生,在接收方被重新计算以确定帧在传送过程中是否被损坏。
分析:
1:红色目标地址帧 6 字节; 2:蓝色源地址帧 6 字节; 3:粉色类型 2 字节;
为什么没有“前导码”和“帧校验序列”,参见 https://blog.csdn.net/yetugeng/article/details/100514693 。
1:版本号 4 bit 2:头长度 4 bit 3:服务类型 8 bit 4:总长度 16 bit 5:标识 16 bit 6:标志 4 bit 7:片移量 12 bit 8:生存时间 8 bit 9:上层协议标识 8 bit 10:头部校验和 16 bit 11:源地址 bit 12:目标地址 32 bit 共计:20字节
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以太网网络协议Ethernet II 帧分析
目前主要有两种格式的以太网帧:Ethernet II(DIX 2.0)和IEEE 802.3。IP、ARP、EAP和QICQ协议使用Ethernet II帧结构,而STP协议则使用IEEE 802.3帧结构。Ethernet II是由Xerox与DEC、Intel(DIX)在1982年制定的以太网标准帧格式,后来被定义在RFC894中。IEEE 802.3是IEEE 802委员会在19...
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Ethernet II以太网帧详细分析
01-06
通过抓包 的 Ethernet II以太网帧详细分析,非常精细
四种以太网数据包详解
xiao628945的专栏
09-21
5134
1 Ethernet II
1.1 Ethernet II协议简介
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网中采用的电缆类型和信号处理方法。EthernetII由DEC,Intel和Xerox在1982年公布其标准,Etherent II主要更改了EthernetI的电气特性和物理接口,在帧格式上并无变化。Etherent II采用CSMA/CD的媒体接入
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网络协议学习之Ethernet II协议(二层)
weixin_43580872的博客
07-23
1万+
网络协议学习之Ethernet II协议简介一、协议1、协议结构2、二、抓包分析总结
简介
Ethernet II协议位于五层OSI模型中的第二层,属于链路层的协议。
一、协议
1、协议结构
前导包
目的mac地址(DMac)
源mac地址 (SMac)
类型(Type)
数据(Playload)
校验(CRC)
6 Byte 目的地址
6 Byte 源地址
2 Byte
46 ~ 1500 Byte
2、
二、抓包分析
总结
..
以太网的帧结构
繁星流动天际
03-24
5371
以太网的帧结构分两种:
第一种是Ethernet_II的帧结构,如下图所示:
DMAC:指(destination mac)目的地址,即是接收信息设备的物理地址。
SMAC:指(source MAC)源地址,即是发送信息设备的物理地址。
Type:用来标识data字段中包含的高层协议,即是通告接收信息的设备如何解释该数据字段(数据的封装
都是从应用层到低层逐渐添加的,在数据链路层以上的数据都...
【转】以太网的帧
圣菲尔丁
07-17
577
特别说明:本文内容整理自网络,参考资料见文尾。
一、Ethernet帧格式的发展
二、几种以太网帧简介
2.1 Ethernet I
2.2 Ethernet II(ARPA)
2.3 RAW 802.3
2.4 802.3/802.2 LLC
2.5 802.3/802.2 SNAP
三、以太网帧报头结构及解码
3.1 Ethernet II
3.1.1 Ethern
初识Ethernet II帧格式
m0_51381079的博客
09-27
5273
以太帧有很多种类型。不同类型的帧具有不同的格式和 MTU 值。但在同种物理媒体上都可同时存在。常见的有三种帧格式:Ethernet II 帧是最常见的帧类型,并通常直接被 IP 协议使用;非标准 IEEE 802.3 帧变种;IEEE 802.3帧(后跟逻辑链路控制(LLC) 帧)。本文仅谈对Ethernet II 帧的初步认知。
Ethernet II 类型以太网帧的最小长度为 64 字节(6+6+2+46+4),最大长度为 1518 字节(6+6+2+1500+4)。其...
Ethernet II
qq_45741246的博客
03-28
617
以太网两种标准帧格式之一一种是Ethernet II另一种是 IEEE802.3当Type字段大于等于1536或0x0600时为Ethernet II帧格式当Type字段小于等于1500或0x05DC时为IEEE802.3。
学习笔记之以太网帧结构
weixin_50281314的博客
11-12
1622
以太网两种帧结构简介
关于以太网(Ethernet II)这个网络的个人理解以及应用(2)
热门推荐
@角色扮演#
09-26
1万+
在stm32f107环境下实现如下功能:
- 以太网接口用作串口使用(区别于C/S模型);
- 以太网接口接收全部的网内数据;
- 对网内数据包过滤,仅接收本机相关数据包及广播包; 工具:anysend.exe:Anysend是基于Winpcap驱动开发的,实现以太网接口发送任意自组数据包的工具,各位请自行查找下载;
wireshark.exe:网络抓包工具
如果你是一个嵌入式开发人员,
以太网基础
weixin_34344677的博客
12-29
544
http://zh.wikipedia.org/wiki/IEEE_802
IEEE 802
指IEEE标准中关于局域网和城域网的一系列标准。更确切的说,IEEE 802标准仅限定在传输可变大小数据包的网络。
其中最广泛使用的有以太网、令牌环、无线局域网等。这一系列标准中的每一个子标准都由委员会中的一个专门工作组负责。
IEEE 802中定义的服务和协议限定在OSI模型[OSI网络参考模...
网络协议TCP/IP实验一 以太网链路层帧格式分析实验
01-09
湘潭大学网络协议TCP/IP实验一, 以太网链路层帧格式分析实验报告,仅供参考
以太网帧协议
10-11
以太网帧协议的解析程序,有利于读者对以太网帧的进行学习和解析
计算机网络实验 分析Ethernet II帧.rar
03-03
计算机网络实验 分析Ethernet II帧.rar
网络协议分析器,以太网帧分析
04-16
网络协议分析器,网络课程设计资料,MAC帧头、IP\TCP\ARP\UDP以及数据部分分析
android 以太网 添加设置Ethernet
11-27
android在设置中添加以太网ethernet方法, 在可以是学习框架的一种好方法。
AO4480&10-VB一款N-Channel沟道SOP8的MOSFET晶体管参数介绍与应用说明
最新发布
03-13
SOP8;N—Channel沟道,40V;10A;RDS(ON)=14mΩ@VGS=10V,VGS=20V;Vth=1.6V;
东北林业大学906农村发展理论与实践2021年考研专业课初试大纲.pdf
03-13
东北林业大学考研初试大纲
东北林业大学《生物质复合材料学》2020考研专业课复试大纲.pdf
03-13
东北林业大学考研复试大纲
使用Kotlin脚本实现gradle-java项目Demo源码
03-13
使用Kotlin脚本实现gradle-java项目,gradle可以使用goovy和kotlin两种语言实现,此Demo主要是用kotlin脚本实现的gradle项目管理,熟悉kotlin脚本的编写,实现可编程的脚本控制,内附一简单测试代码。
计算机实验以太网桢分析,计算机网络实验2 分析 Ethernet帧.
05-30
好的,我会尽力回答你的问题。Ethernet帧是一种在以太网中传输数据的格式,由多个字段组成。下面是常见的字段:
1. 前导码:用于同步各个设备的时钟。
2. 目的MAC地址:指定数据包应该传输到哪个设备。
3. 源MAC地址:指定数据包是由哪个设备发送的。
4. 类型/长度字段:表示数据包的类型或长度。
5. 数据字段:包含实际的数据。
6. 校验和:用于检测数据包是否损坏。
在实验中,可以使用网络分析工具(如Wireshark)来捕获并分析Ethernet帧。通过分析目的MAC地址和源MAC地址,可以确定数据包的来源和目的地。可以通过查看类型/长度字段来确定数据包的类型,例如IP数据包或ARP数据包。此外,还可以检查校验和字段以检测数据包是否损坏。
希望这些信息能够对你有所帮助。如果你还有其他问题,请继续提问。
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Ethernet(以太网)基本工作原理 - 知乎
Ethernet(以太网)基本工作原理 - 知乎切换模式写文章登录/注册Ethernet(以太网)基本工作原理乐竹每天提醒自己,不要忘记梦想!以太网采用的介质控制方法是:CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路访问)Ethernet 数据发送流程CMSA/CD的发送流程可以简单概况为4步:先听后发、边听边发、冲突停止、延迟重发。(1)载波侦听过程每个主机在发送数据帧之前,首先要侦听总线的【忙/闲】状态。Ethernet网卡的收发器一直在接收总线上的信号,如果总线上有其他主机发送的信号,那么曼彻斯特解码器的解码时钟一直有输出;如果总线上没有信号发送,那么曼彻斯特(Manchester)解码器的时钟输出为0。Manchester解码器是网卡上的一个组件,解码时钟会根据线路上的信号以曼彻斯特编码解码。曼彻斯特编码因此,Manchester解码器的时钟信号可以反映出总线的【忙/闲】状态。(2)冲突检测方法载波侦听并不能完全消除冲突。———————————————————————————————————————电磁波在同轴电缆中传播速度约为 2×108m/s,如果局域网中两个【相隔最远】主机A和B相距 1000m,那主机A向主机B发送一帧数据要经过。t=\frac{1000}{2\times10^{8}}=5\times10^{-6} s=5\mu s 主机A发送数据后,要经过t后,主机B才接收到这个数据帧。在这5μs的时间内,主机B不知道主机A已经发送数据,它就有可能也向主机A发送数据。出现这种情况,主机A和主机B的这次发送就发生【冲突】。———————————————————————————————————————比较极端的冲突是:主机A向主机B发送数据,当数据信号快要到达主机B时,主机B也发送了数据。等到冲突信号传送回主机A时,已经经过了两倍的传播延迟2t(t=D/V,D为总线传输介质的最大长度,V是电磁波在介质中的传播速度)。冲突的数据帧可以传遍整个缆段,缆段上的主机都可以检测到冲突。缆段被称为【冲突域】,如果超过2t的时间没有检测出冲突,则该主机已取得【总线访问权】,因此将 2t定义为【冲突窗口】。冲突窗口是连接在一个缆段上所有主机能检测到冲突发生的最短时间。由于Ethernet物理层协议规定了总线最大长度,电磁波在介质中的传播速度是确定的,因此冲突窗口的大小也是确定的。最小帧长度与总线长度、发送速率之间的关系———————————————————————————————————————为了保证主机在发送一帧的过程可以检测到冲突,就要求发送一个最短帧的时间要超过冲突窗口的时间。因为帧发送并不是一瞬间全部发送完成,发送延迟 t = 帧长度/发送速率,发送速率一般不会改变,因此要在发送的过程中能检测到冲突需要规定一个最小帧长度最短帧长度为 L_{min} ,主机发送速率为S,发送短帧所需的时间为 L_{min} / S ,冲突窗口的值为2D/V \frac{L_{min}}{S}\geq \frac{2D}{V} 所以可以根据总线长度、发送速率和电磁波传播速度估计最小帧长度。———————————————————————————————————————冲突是指总线上同时出现两个或两个以上的发送信号,它们叠加后的信号波形不等于任何一个主机输出的信号波形。冲突检测有两种方法:比较法 和 编码违例判决法。比较法:主机在发送帧的同时,将其发送信号波形与总线上接收到的信号波形进行比较(信号在总线上是双向传播的,比如主机A、B、C,B发送信号A与C都能接收到)。如果两个信号波形不一致,说明冲突发生。 编码违例判决法:检查从总线上接收的信号波形是否符合曼彻斯特编码规律,不符合则说明发生冲突。64B是Ethernet的最小帧长度:如果一个主机发送一个最小帧,或者一个帧的前64个字节没有检测到冲突,说明该主机已经取得总线发送权,冲突窗口期又称为争用期。发现冲突、停止发送如果主机在发送过程中检测到冲突,主机要进入停止发送,随机延迟后重发的流程。随机延迟重发的第一步是:发送冲突加强干扰序列,保证有足够的冲突持续时间,使局域网中的所有主机都能检测出冲突存在,并立即丢弃冲突帧,减少由于冲突浪费的时间,提高信道利用率。冲突加强干扰序列信号长度为32bit随机延迟重发Ethernet规定一个帧的最大重发次数为16。后退延迟算法是:截止二进制指数后退延迟———————————————————————————————————————算法可表示为: \tau =2 \cdot R \cdot a τ:重新发送所需的后退延迟时间。a:冲突窗口的值。R:随机数,以主机地址为初始值生成随机数R。k:k=min(n,10),如果重发次数n小于10,则k=n,n≥10,则k=10.———————————————————————————————————————后退延迟时间τ到达后,节点将查询判断总线忙、闲状态,重新发送,如果再次遇到冲突,则重发次数+1,如果重发次数超过16时,表示发送失败,放弃发送该帧。CSMA/CD方法被定义为一种随机争用型介质控制访问方法。Ethernet帧结构Ethernet V2.0标准 和 IEEE 802.3标准的Ethernet帧结构的区别。———————————————————————————————————————Ethernet V2.0是在DEC、Intel(英特尔)、Xeror公司合作研究的,所以也称Ethernet V2.0帧结构为DIX帧结构(公司首字母)IEEE802.3标准对Ethernet帧结构也做出了规定,通常称之为 802.3帧———————————————————————————————————————(1)前导码 1. DIX帧的前8B是前导码,每个字节都是10101010。接收电路通过提取曼彻斯特编码的自含时钟,实现收发双方的比特同步。 说人话就是:编码时故意搞个特别的码在前面,通过长度告知解码器后面有货送来,注意接收。 通过前导码就可判断信号是有用信号还是干扰信号,否则忽略不解码。 2. 802.3帧的前导码,每个字节都是10101010。但是有一个10101011的帧前定界符。前56位(7B×8)前导码是为了保证在接收【目的地址】时,已经进入【稳定接收状态(识别出这个是有用信号)】在62位1010…1010比特序列后出现两个11,两个11后就是Ethernet帧的目的地址字段。 3. 前导码只是为了实现收发双方的比特同步与帧同步,在接收后不需要保留,也不计入帧头长度。(2)类型字段和长度字段 1. DIX帧的类型字段表示网络层使用的协议类型。——————————————————————————————————————— 例如:类型字段=0x0800表示网络层使用IPv4协议、类型字段=0x86DD表示网络层使用IPv6协议。——————————————————————————————————————— 2. Ethernet帧最小长度为64B,除去帧头(目的地址+源地址+源地址),数据字段最短为46B。数据字段最长为1500B,因此数据字段长度在46~1500B之间。 3. DIX帧没有长度字段,所以接收端等待物理线路上没有电平的跳变(帧发送结束),除去4B的校验字段,就能取出数据字段。(3)目的地址和源地址字段 1. 目的地址和源地址表示帧的接收节点和发送节点的硬件地址。 2. 硬件地址也叫物理地址、MAC地址、Ethernet地址。 3. 源地址必须是6B的MAC地址。 4. 目的地址可以是单播地址(发送给单一主机)、多播地址(发送给一部分主机)、广播地址(发送给所有主机)。(4)帧校验字段 1. 帧校验字段FCS( Frame Check Sequence)采用32位的CRC校验。 2. CRC校验范围:目的地址、源地址、长度、LLC(Logical Link Control:逻辑链路控制)数据等字段。Ethernet接收流程分析主机主要不发送数据帧就处于接收状态。帧目的地址检查: 1. 目的地址是单一主机的物理地址,并且是本主机地址—>接收。 2. 目的地址是组地址,并且本主机属于该组—>接收。 3. 目的地址是广播地址—>接收。 4. 如果以上3种目的地址都与本主机地址不匹配,丢弃该接收帧。帧接收: 1. CRC校验正确。 2. 帧长度正确。 3. 如果1、2都正确,将帧中的数据发送到网络层,否则报告”接收失败“进入帧结束状态。帧校验: 1. CRC校验正确,但是帧长度不对,则报告“帧长度错”。 2. 如果校验出错,判断接收帧是不是8bit的整数倍(字段长度的单位是字节,1B=8bit,接收帧长度正常的话肯定是8bit的整数倍)☆ 如果不是8bit的整数倍,则报告“帧比特出错”。☆ 如果没有发现比特丢失或者比特位对位错,则报告“帧校验错”。 3. 进入结束状态。帧间最小间隔 1. 为保证网卡能正确、连续的处理接收帧,要规定一个帧间最小间隔 (网卡处理接收帧要时间、虽然很短) 2. 规定Ethernet帧的最小间隔为9.6μsEthernet网卡网卡由三部分组成:网卡与传输介质的接口(RJ45)、Ethernet数据链路控制器、网卡与主机的接口(主板的I/O扩展槽)。Ethernet数据链路控制器的功能:实现发送数据编码、接收数据解码、CRC产生与校验、曼彻斯特编码与解码、CSMA/CD介质访问控制。网卡的物理地址写入网卡的只读存储器中,不会与世界上任何一台其他的计算机重复。编辑于 2022-08-10 18:41Ethernet以太网(Ethernet)工作原理赞同 194 条评论分享喜欢收藏申请
Ethernet帧结构-CSDN博客
>Ethernet帧结构-CSDN博客
Ethernet帧结构
最新推荐文章于 2024-03-10 17:51:01 发布
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最新推荐文章于 2024-03-10 17:51:01 发布
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版权
TCP/IP支持多种不同的链路层协议,这取决于网络所使用的硬件,如Ethernet,令牌环网,FDDI(Fiber Distributed Data Interface,光纤分布式数据接口)等。基于不同的硬件的网络使用不同形式的帧结构,Ethernet是当今应用最广泛的局域网技术。
Ethernet V2.0的帧结构:
前导码帧前定界符目的地址DA源地址SA类型字段数据字段帧校验字段7B1B6B6B2B46~1500B4B
1.前导码和帧前定界符字段 前导码由56位(7B)的101010...1010比特序列组成,帧前定界符由一个8位的字节组成,其比特序列为10101011。 如果将前导码与帧前定界符一起看,那么在62位101010...1010比特序列之后出现11。在这个11之后便是Ethernet帧的目的地址字段。从Ethernet物理层角度看,接收电路从开始接收比特到进入稳定状态,需要一定的时间。设计前62位1和0的交替比特序列的目的是保证接收电路在帧的目的地址到来之前到达正常状态。接收端在收到最后两位11时,标志在他之后应该是帧的目的地址。前导码与帧前定界符主要起到接收同步的作用,这8个字节接收后不需要保留,也不计入帧头长度。 2.目的地址和源地址 目的地址与源地址分别表示帧的接收节点与发送节点的硬件地址。硬件地址一般称作MAC地址,物理地址或Ethernet地址。地址长度为6B(即48位)。为了方便起见,通常使用十六进制数字书写。 Ethernet帧的目的地址可分为3种: 单播地址(unicast address):目的地址的第一位为0表示单播地址。目的地址是单播地址,则表示该帧只被与目的地址相同的节点所接收。 多播地址(multicast address):目的地址第一位为1表示多播地址。目的地址是多播地址,则表示该帧被一组节点所接收。 广播地址(broadcast address):目的地址全为1表示广播地址。目的地址是广播地址,则表示该帧被所有所有节点接收。 3.类型字段 类型字段表示的是网络层使用的协议类型。常见的协议类型:0800表示网络层使用IP协议,0806表示网络层使用ARP协议,8137表示网络层使用Novell IPX协议,809b表示网络层使用Apple Talk协议。 4.数据字段 IEEE 802.3协议规定数据的长度在46~1500B之间。如果数据的长度少于46B,需要加填充字节,补充到46B。填充字节是任意的,不计入长度字段中。帧头部分长度为18B,包括6B的目的地址字段,6B的源地址字段,2B的类型字段和4B的帧校验和字段,而前导码与帧前界定符不计入帧头长度中,那么,Ehternet帧的最小长度为64B(46B+18B),最大长度为1518B(1500B+18B)。设置最小帧长度的一个目的是使每个接收节点能够有足够的时间检测到冲突。 5.帧校验字段 帧校验字段FCS采用CRC校验。校验的范围包括目的地址字段,源地址字段,类型字段,数据字段。在接收端进行校验,如果发生错误,帧将被丢弃。 32位CRC校验的生成多项式为: G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x1+1
转载于:https://www.cnblogs.com/TerryLiang/archive/2009/05/02/1447817.html
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Ethernet帧结构
TCP/IP支持多种不同的链路层协议,这取决于网络所使用的硬件,如Ethernet,令牌环网,FDDI(Fiber Distributed Data Interface,光纤分布式数据接口)等。基于不同的硬件的网络使用不同形式的帧结构,Ethernet是当今应用最广泛的局域网技术。Ethernet V2.0的帧结构: 前导码 帧前定界符...
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Ethernet帧结构解析程序
04-21
提供Ethernet V2.0格式的Ethernet帧封包文件input(存放在“Exe”目录下),该封包文件是二进制文件,文件中包含若干个Ethernet帧,其中有正确的帧,也有错误的帧。正常Ethernet帧的数据字段封装的是上层数据报,而本光盘提供的Ethernet帧封包文件中,数据字段封装的是文本信息
TCP/IP协议专栏——以太网帧中的前导码和帧间隙-带宽计算 详解——网络入门和工程维护必看
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09-06
3444
如果PIC卡实际收到的帧间隙、前导码、帧开始界定符,如果跟协议规定的不一样,是不
是这个数据帧也会被丢弃?答案是,PIC卡在处理帧间隙时,帧间隙一般可以容忍跟协议规定的
不一样(比如不是全1);但前导码、帧开始界定符必须符合协议规定的值,否则当做帧间隙处
理,也就是帧被丢弃了。
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Ethernet数据帧结构
weixin_42555551的博客
04-19
1225
Ethernet数据帧长度在64字节 - 1518字节,校验码采用32位CRC校验
| 前导码 7B | 帧前定界符 1B | 目的MAC 6B | 源MAC 6B | 类型字段2B | 数据字段 46B - 1500B | 校验字段 4B |
前导码AA AA AA AA AA AA AA 帧前定界符 AB,前导码和帧前定界符不计入数据帧长度
类型字段:标识网络层所使用的协议,
...
Ethernet_II帧和802.3_Ethernet帧格式比较
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bluelingt的博客
10-08
4万+
一、Ethernet帧格式的发展
1980 DEC,Intel,Xerox制订了Ethernet I的标准
1982 DEC,Intel,Xerox又制订了Ehternet II的标准
1982 IEEE开始研究Ethernet的国际标准802.3
1983 迫不及待的Novell基于IEEE的802.3的原始版开发了专用的Ethernet帧格式
1985 IEEE推出IE
EtherNet/IP 协议结构
weixin_33858336的博客
03-05
1万+
一、Ethernet/IP 协议
将标准的TCP/IP以太网延伸 到工业实时控制并和通用工业协议(CIP)结合,将很好地帮助用户获得更加开放集成的工业自动化和信息化的整体解决方案。EtherNet/IP 就是为实现这一目的的标准工业以太网技术。Ethernet/IP是一个面向工业自动化应用的工业应用层协议。它建立在标准是由ODVA(OpenDeviceNet VendorsAssoci...
网络编程 Ethernet帧结构解析
07-16
网络编程 Ethernet帧结构解析,为了达到比特同步,在传输媒体上实际传送的要比 MAC 帧还多 8 个字节 在帧的前面插入的 8 字节中的第一个字段共 7 个字节,是前同步码,用来迅速实现 MAC 帧的比特同步。第二个字段是帧...
Ethernet 帧结构解析程序
11-09
Ethernet 帧结构解析程序,用C++的
Ethernet的帧格式
01-04
1980 DEC,Intel,Xerox制订了Ethernet I的标准 1982 DEC,Intel,Xerox又制订了Ehternet II的标准 1982 IEEE开始研究Ethernet的国际标准802....后来为解决EthernetII与802.3帧格式的兼容问题推出折衷的Ethernet SNAP格式
以太网帧结构详解
曌赟的博客
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3万+
以太网帧结构详解前言分层模型- OSI分层模型– TCP/IP数据封装终端之间的通信帧格式Ethernet_II 帧格式IEEE802.3 帧格式数据帧传输以太网的MAC地址数据帧的发送和接收单播广播组播发送与接收
前言
20世纪60年代以来,计算机网络得到了飞速发展。各大厂商和标准组织为了在数据通信网络领域占据主导地位,纷纷推出了各自的网络架构体系和标准,如IBM公司的SNA协议,Novell公...
Ethernet帧的解析
12-12
1.按Ethernet V2.0格式封装Ethernet帧,源地址来自本机MAC地址,目的地址为随意编写的有效MAC地址,类型字段为IP协议对应值,数据字段来自文本文件(见附件),帧校验字段采用8位CRC校验。
2.输出每个帧的各字段内容,数据字段采用字符串输出,其他字段为十六进制输出。
3.命令行程序(85分封顶)或图形化程序(100分封顶)。
解析以太网V2MAC帧的格式
我真的太想进步了~tx
06-08
1万+
(1) 前导码和帧前定界符 在帧中设置前导码和帧前定界符,以便于帧的识别。前导码由56位(7Byte)的10101010…1010比特序列组成,每个字节都是16进制0xAA。从Ethernet物理层电路设计的角度,接受Manchester编码信号的电路是锁相技术,锁相电路从开始接收到进入稳定状态的时间大约为12b。设置前导码与帧前定界符的目的是保证接收电路在目的地址字段到达前进入稳定...
计算机网络实验二 Wireshark实验
jtongr的博客
01-07
9865
Wireshark 实验
本部分按照数据链路层、网络层、传输层以及应用层进行分类,共有 10 个实验。需要使用协议分析软件Wireshark进行,请根据简介部分自行下载安装。
准备
请自行查找或使用如下参考资料,了解Wireshark的基本使用:
选择对哪块网卡进行数据包捕获
开始/停止捕获
了解Wireshark主要窗口区域
设置数据包的过滤
跟踪数据流
???? 参考
Wireshark官方文档
Wireshark抓包新手使用教程
Troubleshooting with W...
把Ethernet(以太网)基本工作原理说清楚
m0_52733659的博客
11-19
6813
文章目录Ethernet 数据发送流程(1)载波侦听过程(2)冲突检测方法发现冲突、停止发送随机延迟重发Ethernet帧结构Ethernet V2.0标准 和 IEEE 802.3标准的Ethernet帧结构的区别前导码类型字段和长度字段Ethernet帧结构分析目的地址和源地址字段帧校验字段Ethernet接收流程分析Ethernet网卡
“以太”来源于19世纪物理学家解释光在空间中传播的介质:“以太”
以太网采用的介质控制方法是:CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路访问)
Etherne
帧的来源和目的地址
流风回雪的博客
05-07
5618
因为无线网络中没有采用有线电缆而是采用无线电波做为传输介质,所以需要将其网络层以下的帧格式封装的更复杂,才能像在有线网络那样传输数据。其中,仅从标识帧的来源和去向方面,无线网络中的帧就需要有四个地址,而不像以太网那样简单只有有两个地址(源和目的)。这四个地址分别是: SRC:源地址(SA),和以太网中的一样,就是发帧的最初地址,在以太网和wifi中帧格式转换的时候,互相可以直接复制。...
ETHERNET帧结构
weixin_34038652的博客
06-02
269
以太网帧 http://blog.csdn.net/guoshaobei/article/details/4768514
Ethernet的帧格式 (转) http://jiangqiaosun.blog.163.com/blog/static/260981820101022114138277/
数据链路层 http://rabbit.xttc.edu.cn/rabbit/htm/art...
Ethernet II 帧格式介绍及示例
weixin_34375251的博客
10-08
3705
1.以太网
以太网这个术语一般是指数字设备公司( Digital Equipment Corp.) 、英特尔公司(I n t e l C o r p .)和X e r o x公司在1 9 8 2年联合公布的一个标准。它是当今 T C P / I P采用的主要的局域网技术。
采用 C S M A / C D的接入方法:带冲突检测的载波侦听多路接入(Carrier Sense...
车载诊断协议DoIP系列 —— AL IPv6地址分配&通用DoIP报头结构
最新发布
Soly_kun的博客
03-10
210
### 本文大体如下:
### 1、系列文章目的
### 2、AL IPv6地址分配
### 3、通用DoIP报头结构
分析俘获的本机发送的Ethernet帧和本机接收的Ethernet帧结构
05-23
下面分别对本机发送和接收的Ethernet帧结构进行分析。 1. 本机发送的Ethernet帧结构: 目的MAC地址:目的MAC地址指示了该数据包要发送到的目标设备的MAC地址。 源MAC地址:源MAC地址指示了发送该数据包的设备的...
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炼狱第一少:
不是,你这直接明目张胆的抄袭别人的文章啊
将区间时间段拆分成以半小时为间隔的子区间
weixin_47292340:
好赞!但是发现一个问题,
第18行的
if(start[i].getTime()+30*60*1000<=end[i].getTime())
应该是 if(start[i].getTime()+30*60*1000*j <= end[i].getTime()) 吧!
拖拽上传功能的实现及原理
许失之:
小可爱,这里纠正一下下,
1. preventDefault()事件应该是为了阻止浏览器的默认处理拖拽元素方式—— '以链接形式打开',
所以两个事件都必须设置(只要有一个没有设置,就会出现打开新页面的默认行为),
2. 可否接收拖拽元素是由droppable属性决定的~
CNN卷积神经网络实现-人脸性别识别模型-可视化各层卷积特征
qq_44461081:
博主我在运行代码的时候提示train_data没有定义是哪里的问题
Android APN配置
IT界的骚小白:
请问如何查看apn对应的表 所有的数据,可以通过数据库连接工具查看吗
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以太网数据帧格式(结构)图解
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以太网数据帧格式(结构)图解
以太网链路传输的数据包称做以太帧,或者以太网数据帧。在以太网中,网络访问层的软件必须把数据转换成能够通过网络适配器硬件进行传输的格式。
以太帧的工作机制
当以太网软件从网络层接收到数据报之后,需要完成如下操作:
1) 根据需要把网际层的数据分解为较小的块,以符合以太网帧数据段的要求。
以太网帧的整体大小必须在 64~1518 字节之间(不包含前导码)。有些系统支持更大的帧,最大可以支持 9000 字节。有些系统支持更大的帧,最大可以支持 9000 字节。
2) 把数据块打包成帧。每一帧都包含数据及其他信息,这些信息是以太网网络适配器处理帧所需要的。
3) 把数据帧传递给对应于 OSI 模型物理层的底层组件,后者把帧转换为比特流,并且通过传输介质发送出去。
4) 以太网上的其他网络适配器接收到这个帧,检查其中的目的地址。如果目的地址与网络适配器的地址相匹配,适配器软件就会处理接收到的帧,把数据传递给协议栈中较高的层。
以太帧的结构
以太帧起始部分由前同步码和帧开始定界符组成,后面紧跟着一个以太网报头,以 MAC 地址说明目的地址和源地址。以太帧的中部是该帧负载的包含其他协议报头的数据包,如 IP 协议。
以太帧由一个 32 位冗余校验码结尾,用于检验数据传输是否出现损坏。以太帧结构如图所示。
上图中每个字段的含义如下表所示:
字段
含义
前同步码
用来使接收端的适配器在接收 MAC 帧时能够迅速调整时钟频率,使它和发送端的频率相同。前同步码为 7 个字节,1 和 0 交替。
帧开始定界符
帧的起始符,为 1 个字节。前 6 位 1 和 0 交替,最后的两个连续的 1 表示告诉接收端适配器:“帧信息要来了,准备接收”。
目的地址
接收帧的网络适配器的物理地址(MAC 地址),为 6 个字节(48 比特)。作用是当网卡接收到一个数据帧时,首先会检查该帧的目的地址,是否与当前适配器的物理地址相同,如果相同,就会进一步处理;如果不同,则直接丢弃。
源地址
发送帧的网络适配器的物理地址(MAC 地址),为 6 个字节(48 比特)。
类型
上层协议的类型。由于上层协议众多,所以在处理数据的时候必须设置该字段,标识数据交付哪个协议处理。例如,字段为 0x0800 时,表示将数据交付给 IP 协议。
数据
也称为效载荷,表示交付给上层的数据。以太网帧数据长度最小为 46 字节,最大为 1500 字节。如果不足 46 字节时,会填充到最小长度。最大值也叫最大传输单元(MTU)。
在 Linux 中,使用 ifconfig 命令可以查看该值,通常为 1500。
帧检验序列 FCS
检测该帧是否出现差错,占 4 个字节(32 比特)。发送方计算帧的循环冗余码校验(CRC)值,把这个值写到帧里。接收方计算机重新计算 CRC,与 FCS 字段的值进行比较。如果两个值不相同,则表示传输过程中发生了数据丢失或改变。这时,就需要重新传输这一帧。
构建以太帧
通过上面的学习了解了以太帧的结构。用户可以根据需要设置以太帧的字段值,从而构建以太帧。netwox 工具中编号为 32 的模块提供了以太帧构建功能。
【示例】构建以太网数据帧。
1) 查看以太网数据帧,执行命令如下:
root@daxueba:~# netwox 32
输出信息如下:
Ethernet________________________________________________________.
| 00:0C:29:CA:E4:66->00:08:09:0A:0B:0C type:0x0000 |
|____________________________________________________________ |
上述输出信息中的 00:0C:29:CA:E4:66 为源 MAC 地址,是当前主机的 MAC 地址;00:08:09:0A:0B:0C 为目标 MAC 地址,0x0000 为以太网类型。
2) 构建以太帧,设置源 MAC 地址为 00:0c:29:c4:8a:de,目标 MAC 地址为 01:02:03:04:05:06,执行命令如下:
root@daxueba:~# netwox 32 -a 00:0c:29:c4:8a:de -b 01:02:03:04:05:06
输出信息如下:
Ethernet________________________________________________________.
| 00:0C:29:C4:8A:DE->01:02:03:04:05:06 type:0x0000 |
|_____________________________________________________________ |
3) 为了验证构建的以太帧,通过 Wireshark 工具进行抓包。在链路层中可以看到伪造的源 MAC 地址和目标 MAC 地址,信息如下:
Ethernet II, Src: Vmware_c4:8a:de (00:0c:29:c4:8a:de), Dst: Woonsang_04:05:06(01:02:03:04:05:06)
4) 为了不被其他主机发现,在构造数据包时,可以指定假的源MAC地址。但是,每构造一次只能发送一个数据包。如果需要发送多个数据包,就需要构造多次。
为了方便,可以使用 macchanger 工具临时修改 MAC 地址,这样就不需要每次构造假的源 MAC 地址了。例如,将当前主机的 MAC 地址修改为 00:0c:29:aa:e0:28,执行命令如下:
Current MAC: 00:0c:29:ca:e4:66 (VMware, Inc.)
Permanent MAC: 00:0c:29:ca:e4:66 (VMware, Inc.)
New MAC: 00:0c:29:aa:e0:28 (VMware, Inc.)
以上输出信息表示当前主机原来的 MAC 地址为 00:0c:29:ca:e4:66,修改后的 MAC 地址为 00:0c:29:aa:e0:28。
5) 再次使用 netwox 工具进行发包,默认使用修改后的 MAC 地址作为源 MAC 地址,如下:
root@daxueba:~# netwox 32
输出信息如下:
Ethernet_________________________________________________
| 00:0C:29:AA:E0:28->00:08:09:0A:0B:0C type:0x0000 |
|_______________________________________________________ |
以太帧洪水攻击
交换机为了方便数据传输,通常会存储每个端口所对应的 MAC 地址,形成一张表。当交换机收到计算机发来的以太帧时,就会查看帧中的源 MAC 地址,并查找存储的表:
如果表中存在该 MAC 地址,就直接转发数据;
如果没有,则将该 MAC 地址存入该表中。
当其他计算机向这个 MAC 地址发送数据时,可以快速决定向哪个端口发送数据。由于该表不可能是无穷大的,所以当达到一定数量时,将不会储存其他新的 MAC 地址。再有新的主机发来数据帧时,部分交换机将不再查找对应的端口,而是以广播的形式转发给所有的端口。这样,就使其他主机可以接收到该数据帧了。
netwox 工具提供编号为 75 的模块,用来实现以太帧洪水攻击功能。它可以伪造大量的以太网数据包,填满交换机的存储表,使交换机失去正确的转发功能。
实施以太帧洪水攻击,执行命令如下:
root@daxueba:~# netwox 75
执行命令后没有任何输出信息,但是会发送大量的以太网数据包。
使用 Wireshark 工具进行抓包,如图所示。图中捕获的数据包为以太帧洪水攻击产生的数据包。
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以太网数据帧详细解析 逐字节分析_以太网帧包括哪些字段?请按顺序列出各字段的名称和长度-CSDN博客
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版权
计算机基础
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以太网数据帧详细解析
详细解析以太网通信数据帧
测试环境
机器名macipporttcp_server00:0c:29:8b:37:da10.1.2.79502tcp_client00:50:56:c0:00:0810.1.2.112345
抓包 客户端向服务端发送 'hello world’
# 原始数据帧
00 0c 29 8b 37 da 00 50 56 c0 00 08 08 00 # Ethernet_II格式数据帧首部
45 00 00 33 28 5b 40 00 80 06 ba 80 0a 01 02 01 0a 01 02 07 # ip协议头
30 39 25 1e 84 a4 e6 82 cf f2 ea 28 50 18 10 0a 7b 45 00 00 # tcp协议头
68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 # data
以太网数据帧构成
Ethernet_II格式数据帧首部 链路层
总长度 14B
字段名称长度(byte)含义D.MAC6接收方MAC地址,网络包接收方的MAC地址,在局域网中使用这一地址来传输网络包S.MAC6网络包发送方的MAC地址,接收方通过它来判断是谁发送了这个包Type2使用的协议类型。TCP通信中 IP协议与ARP协议较常见0000-05DC:IEEE 802.30800 :IP协议0806 :ARP协议86DD :IPv6
实例
# Ethernet_II格式数据帧首部 14 bytes
00 0c 29 8b 37 da # 目标MAC地址 00:0c:29:8b:37:da
00 50 56 c0 00 08 # 源MAC地址 00:50:56:c0:00:08
08 00 # IP协议
IP协议数据包首部 网络层
总长度 20B+
字段名称长度(bit)含义版本号(Version)4协议的版本一般的值为0100(IPv4),0110(IPv6)头部长度(IHL)4Header Length,描述IP包头的长度,因为在IP包头中有变长的可选部分。长度 = 值 * 4,4bit最大 ‘1111’ = 15, IP头长度为20 - 60(15 * 4) 字节服务类型(ToS)8Type of Service,服务类型8位 按位被如下定义 PPP DTRC0PPP:定义包的优先级,取值越大越重要000 普通 (Routine)001 优先的 (Priority)010 立即的发送 (Immediate)011 闪电式的 (Flash)100 比闪电还闪电式的 (Flash Override)101 CRI/TIC/ECP(找不到这个词的翻译)110 网间控制 (Internetwork Control)111 网络控制 (Network Control)D 时延: 0:普通 1:延迟尽量小T 吞吐量: 0:普通 1:流量尽量大R 可靠性: 0:普通 1:可靠性尽量大M 传输成本: 0:普通 1:成本尽量小0 最后一位被保留,恒定为0总长度16Total Length IP包总长度 以字节为单位计算的IP包的长度 (包括头部和数据),所以IP包最大长度65535字节ID号16该字段和Flag和Fragment Offest字段联合使用,对较大的上层数据包进行分段(fragment)操作。路由器将一个包拆分后,所有拆分开的小包被标记相同的值,以便目的端设备
能够区分哪个包属于被拆分开的包的一部分。标志(Flags)3长度3比特。该字段第一位不使用。第二位是DF(Don’t Fragment)位,DF位设为1时表明路由器不能对该上层数据包分段。如果一个上层数据包无法在不分段的情况下进行转发,则路由器会丢弃该上层数据包并返回一个错误信息。第三位是MF(More Fragments)位,当路由器对一个上层数据包分段,则路由器会在除了最后一个分段的IP包的包头中将MF位设为1。分片偏移量13Fragment Offest 表示该IP包在该组分片包中位置,接收端靠此来组装还原IP包。生存时间(TTL)8当IP包进行传送时,先会对该字段赋予某个特定的值。当IP包经过每一个沿途的路由器的时候,每个沿途的路由器会将IP包的TTL值减少1。如果TTL减少为0,则该IP包会被丢弃。这个字段可以防止由于路由环路而导致IP包在网络中不停被转发。协议号8标识了上层所使用的协议。以下是比较常用的协议号: 1 ICMP 2 IGMP 6 TCP 17 UDP 88 IGRP 89 OSPF头部校验和16Header Checksum 用来做IP头部的正确性检测,但不包含数据部分。 因为每个路由器要改变TTL的值,所以路由器会为每个通过的数据包重新计算这个值。发送方IP地址32Source Addresses 发送方IP地址。除非使用NAT,否则整个传输的过程中,这两个地址不会改变接收方IP地址32Destination Addresses 接收方IP地址。除非使用NAT,否则整个传输的过程中,这两个地址不会改变可选字段一般测试使用
实例
# ip协议头20字节
4 # 协议版本 ipv4
5 # ip协议头长度 5 * 4 = 20字节
00 # 服务类型 000-0-0-0-0-0
00 33 # ip包总长度 hex => dec 51字节
28 5b # ID号
40 00 # 标志与分片偏移量 0100 0000 0000 0000 DF位为1 不允许分包 偏移量为0
80 # 生存时间 dec 128
06 # 协议号 TCP协议
ba 80 # 头部校验和
0a 01 02 01 # 发送方ip 10.1.2.1
0a 01 02 07 # 接收方ip 10.1.2.7
# ip协议头 头部校验和计算方法
# 1. 头部校验和置0;
# 2. 对IP头部中的每16bit进行二进制求和;
# 3. 如果和的高16bit不为0,则将和的高16bit和低16bit反复相加,直到和的高16bit为0,从而获得一个16bit的 值;
# 4. 将该16bit的值取反,存入校验和字段。
TCP协议头 传输层
图示
总长度 20B+
字段名长度(bit)含义源端口号16发送网络包的程序的端口号目的端口号16网络包的接收方程序的端口号序列号 seq32发送的时候,TCP 协议为每个包编号(sequence number,简称 SEQ),以便接收的一方按照顺序还原。万一发生丢包,也可以知道丢失的是哪一个包。当前序列号 + 数据长度 = 下一个包的序列号确认序列号 ack32期待要收到下一个数据包的编号,ack与seq搭配确保数据的完整性,确认号只有ACK位为1时才有效。首部长度(数据偏移量)4表示数据部分的起始位置,也可以认为表示头部的长度保留6保留,未使用控制位6该字段中的每个比特分别表示以下通信控制含义。URG:表示紧急指针字段有效ACK:接收数据序号字段有效,一般表示数据已被接收方接收该位只有在连接未建立时为0,连接建立后始终为1PSH:表示通过flush操作发送的数据,指示接收方在接收到该报文段以后,应尽快将这个报文段交给应用程序,而不是在缓冲区排队。RST:强制断开连接,用于异常中断的情况SYN:同步序号,用于建立连接过程,在连接请求中发送SYN=1和ACK=0 , 应答 SYN=1和ACK=1FIN:用于释放连接,为1时表示发送方已经没有数据发送了,即关闭本方数据流。窗口16接收方告知发送方窗口大小(即无需等待确认可一起发送的数据量)校验和16用来检查是否出现错误紧急指针16只有当 URG 标志置 1 时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量,和顺序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。 TCP 的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。选项和填充不定最常见的可选字段是最长报文大小,又称为MSS(Maximum Segment Size),每个连接方通常都在通信的第一个报文段(为建立连接而设置SYN标志为1的那个段)中指明这个选项,它表示本端所能接受的最大报文段的长度。选项长度不一定是32位的整数倍,所以要加填充位,即在这个字段中加入额外的零,以保证TCP头是32的整数倍。数据可选
实例
# tcp协议头 20字节
30 39 # 源端口 12345
25 1e # 目的端口 9502
84 a4 e6 82 # 序列号
cf f2 ea 28 # 确认序列号
5 # 首部长度 5 * 32 / 8 = 20 bytes
0 1 8 # 000000 保留 011000 ACK=1 PSH=1
10 0a # 窗口大小 4106
7b 45 # 校验和
00 00 # URG=0 无效
# 传输的数据
68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 # ascii码
h e l l o w o r l d
附录
每一个数据包都带有下一个数据包的编号。如果下一个数据包没有收到,那么 ACK 的编号就不会发生变化。举例来说,现在收到了4号包,但是没有收到5号包。ACK 就会记录,期待收到5号包。过了一段时间,5号包收到了,那么下一轮 ACK 会更新编号。如果5号包还是没收到,但是收到了6号包或7号包,那么 ACK 里面的编号不会变化,总是显示5号包。这会导致大量重复内容的 ACK。如果发送方发现收到三个连续的重复 ACK,或者超时了还没有收到任何 ACK,就会确认丢包,即5号包遗失了,从而再次发送这个包。通过这种机制,TCP 保证了不会有数据包丢失。
UDP协议
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以太网数据帧详细解析 逐字节分析
以太网数据帧详细解析详细解析以太网通信数据帧测试环境机器名macipporttcp_server00:0c:29:8b:37:da10.1.2.79502tcp_client00:50:56:c0:00:0810.1.2.112345抓包 客户端向服务端发送 'hello world’# 原始数据帧00 0c 29 8b 37 da 00 50 56 c0 00 08 08 00 # Ethernet_II格式数据帧首部45 00 00 33 28
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专栏目录
以太网数据帧数据分析
11-01
关于pcap截取的网卡数据帧的分析;一个Demo说明网络协议封分层以及具体截获的包分析说明
一个实际的包数据分析
packet_header ------>包帧的头部---16字节
--------packet_content start---------
52 54 00 12 35 02 08 00 27 73 a8 bf 08 00 ------>以太网头部---14字节
45 00 00 29 77 51 40 00 40 06 00 00 0a 00 02 0f 8c cd da 0e ------>IP协议头部---20字节
6f 2c 01 bb 7d 3d c8 c1 00 db 9e 72 50 10 f5 b0 73 06 00 00 ------>TCP协议头部--20字节
00
--------packet_content stop----------
**************************************************
捕获第1个网络数据包
捕获时间:09:54:38.69 数据包长度:55 <---->此为package_header中的数据内容,55为package_content的长度
-------- 以太网协议 --------
类型:0800 <---->以太网头部的最后两个字段:0800表示IP协议
上层协议为IP协议
源以太网地址 :08:00:27:73:a8:bf <---->有一个是本地的mac地址
目的以太网地址:52:54:00:12:35:02 <---->有一个是本地的mac地址
----------- IP协议 -----------
版本号:4
首部长度:20
服务质量:0
总长度:41
标识:30545
偏移:0
生存时间:64
协议类型:6
上层协议为TCP协议
校验和:0
源IP地址:10.0.2.15
目的IP地址:140.205.218.14
------- TCP协议 -------
源端口号:28460
目的端口号:443
序列码:2101201089
确认号:14392946
首部长度:20
保留:0
标记:ACK
窗口大小:62896
校验和:29446
紧急指针:0
**************************************************
计算机四级网络工程师(计算机网络单选)- 知识点
~~~的博客
09-14
9585
一、Ethernet
1、Ethernet帧结构一般包含前导码、帧前定界符、目的地址、源地址、类型/长度、数据(从底层来的数据或者从高层来的数据)、帧校检字段。其中前导码字段的长度是7字节。
(1)Ethernet是一种应用最为广泛的局域网技术。
(2)ARPANET为封包交换网络,是全球互联网的始祖,也是对计算机网络发展具有重要影响的广域网。
(3)Token Ring即金牌环网,它是一种局域网...
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数据帧包括哪些部分
最新发布
weixin_43892979的博客
01-24
382
这些部分的具体格式和长度可能会根据使用的通信协议而变化。以太网协议(Ethernet)和串行通信协议(如RS-232、RS-485)是两个常见的示例,它们在数据帧的构成方面有一些不同之处。在每个协议中,这些字段的设计都是为了确保有效的数据传输和网络可靠性。数据帧是在通信网络中传输数据的基本单位,它通常包括一系列字段,每个字段承载特定类型的信息。
以太网的帧结构
繁星流动天际
03-24
5371
以太网的帧结构分两种:
第一种是Ethernet_II的帧结构,如下图所示:
DMAC:指(destination mac)目的地址,即是接收信息设备的物理地址。
SMAC:指(source MAC)源地址,即是发送信息设备的物理地址。
Type:用来标识data字段中包含的高层协议,即是通告接收信息的设备如何解释该数据字段(数据的封装
都是从应用层到低层逐渐添加的,在数据链路层以上的数据都...
以太网基础知识
sun172270102的博客
03-13
2万+
1 以太网历史简介
…………………..2.1 CSMA/CD
现阶段成熟的局域网技术有三种:以太网(Ethernet)、令牌环(Token Ring)和光纤分布式数据接口(FDDI),其中以太网技术逐步成为局域网技术的主流。
图1 多路访问控制协议分类
图2 CSMA/CD发送数据帧流程图2.2 以太网帧结构
TCP/IP(一):以太网帧协议
小仲0630的博客
10-18
1291
以太网帧说明
以太网帧大小必须在64~1518字节(不包含前导码和定界符),即包括目的地址(6B)、源地址(6B)、类型(2B)、数据、FCS(4B)在内,其中数据段大小在46~1500字节之间。
以太网帧结构
以太网由前导码(7B)、定界符(1B)、目的地址(6B)、源地址(6B)、类型(2B)、数据、FCS(4B)。
字段
字段长度(字节)
说明
前导码(preamble)
7
..
计算机网络——以太网帧结构/格式
hutongxue434的博客
05-31
5746
目录目的地址源地址类型字段数据字段FCS前同步码
格式如图所示:
可以看到,以太网帧由6个字段组成:
目的地址
目标适配器的MAC地址 (即物理地址,也称为链路地址、MAC地址、LAN地址。关于它的详细介绍以及其他寻址方式的介绍可以看这篇博客:计算机网络知识点——寻址(物理地址、逻辑地址、端口地址与专用地址))。
源地址
传输该帧到局域网上的适配器的MAC地址。
类型字段
用来标记上一层使用的是什么协议,以便把收到MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。
数据字段
46~1500个字节,46是因为以太网MA
计算机网络1.1
qq_45889931的博客
12-29
1812
一、阅读教材 1.1 计算机网路在信息时代中的作用,以及 1.2 互联网络概述两节。 二、完成以下题目,写在作业本上:
Internet 最早起源于________ A.ARPAnet B.MIlnet C.NSFnet D.Annet
计算机网络的最基本功能是实现资源共享。这里的“资源”是指____D____。 A.文档 B.文档、软件和数据 C.软件和硬件 D.数据、软件和硬件
在如下网络拓朴结构中,具有一定集中控制功能的网络是___B_____。 A.总线型网络 B.星型网络 C.环形网络 D.全连
笔记:以太网帧格式及其type取值说明
weixin_46691179的博客
02-08
2583
以太网协议格式
EtherType :以太网类型字段及值
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eydwyz的专栏
03-23
7万+
Ethernet II即DIX 2.0:Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准帧格式。Cisco名称为:ARPA
Ethernet II类型以太网帧的最小长度为64字节(6+6+2+46+4),最大长度为1518字节(6+6+2+1500+4)。其中前12字节分别标识出发送数据帧的源节点MAC地址和接收数据帧的目标节点MAC地址。(注:ISL封装后
以太网协议帧格式(一)
qq_42357877的博客
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6630
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10-02
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C#利用SharpPcap发送以太网报文(以太网原始帧),软件基本流程:从文件读取要发送的帧内容,然后找到电脑上的以太网卡,接下来利用SharpPcap来循环发送。 vs2008工程,全部源代码,可编译和测试。 以太网帧内容...
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实验03分析数据链路层帧结构 1. 掌握使用Wireshark分析俘获的踪迹文件的基本技能; 2. 深刻理解Ethernet帧结构。 3. 深刻理解IEEE 802.11帧结构。(可选) 4. 掌握帧结构中每一字段的值和它的含义。
详细介绍下以太网数据帧
07-08
以太网数据帧是在以太网中传输数据的基本单位。它是由几个字段组成的固定长度结构。以下是一个常见的以太网数据帧的结构:
1. 前导码(Preamble):7个字节的前导码,用于同步发送和接收设备的时钟信号。
2. 目标MAC地址(Destination MAC Address):6个字节的目标设备的物理地址(MAC地址),表示数据帧的接收方。
3. 源MAC地址(Source MAC Address):6个字节的源设备的物理地址,表示数据帧的发送方。
4. 类型/长度字段(Type/Length):2个字节的字段,用于指示上层协议的类型或指示数据帧中数据字段的长度。
5. 数据字段(Data):46-1500个字节的数据,包括上层协议的数据。
6. 帧校验序列(Frame Check Sequence,FCS):4个字节的校验值,用于检测数据帧在传输过程中是否发生错误。
以太网数据帧的总长度为64-1518个字节。如果数据字段长度小于46个字节,则会进行填充,使得整个数据帧达到最小长度要求。
当一个设备要发送数据时,它会构建一个以太网数据帧,并将其发送到网络中。接收方设备会根据目标MAC地址识别出是否接收该数据帧,并进行相应的处理,如接收数据、转发数据或丢弃数据。
以太网数据帧是现代局域网中最常见的数据传输单位,广泛应用于各种网络设备和通信协议中。
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OSI参考模型
TCP/IP协议栈
Ethernet:以太网协议
物理层概述
数据链路层概述
以太网帧结构
MAC 地址
集线器
交换机与MAC地址学习
网络实验:观察集线器和交换机
MTU
以太网组建与冲突域
编程发送以太网帧
IP:互联网协议
网络层概述
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SQL注入攻击
密码加盐哈希
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CSRF漏洞
密码学
概述
数据签名防伪
对称加密算法
非对称加密算法
数字证书
TLS:传输层安全性协议
概述
杂项:其他网络协议
VRRP虚IP漂移
网络服务
haproxy
nginx
tomcat
译文集
socat:Linux/Unix端口转发器
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Raft论文:寻找好理解的共识算法
网络工具箱
ab
curl
ifconfig
ip
iperf
man
nc
rinetd
socat
SSH端口转发
tcpdump
附录
字节序
交流方式
以太网帧结构
人无远虑,必有近忧。
—— 春秋·孔子·《论语·卫灵公》
上一小节,我们通过一个虚构的协议,初步认识了数据链路层的工作原理。数据链路层主要解决由若干主机组成的本地网络的通讯问题,寻址 和 复用分用 思想在其中发挥着关键作用。
数据链路层有一个非常重要的协议—— 以太网协议 。接下来,我们一起来揭开它的神秘面纱!
使用以太网协议进行通信的主机间,必须通过某种介质直接相连。通信介质可以是真实的物理设备,如网线、网卡等;也可以是通过虚拟化技术实现的虚拟设备。
以太网帧
在以太网中,数据通信的基本单位是 以太网帧 ( frame ),由 头部 ( header )、数据 ( data )以及 校验和 ( checksum )三部分构成:
请注意,这图中的单位为字节,而不是比特了。
头部
以太网帧头部包含 3 个字段,依次是:
目的地址 ,长度是 6 字节,用于标记数据由哪台机器接收;
源地址 ,长度也是 6 字节,用于标记数据由哪台机器发送;
类型 ,长度是 2 字节,用于标记数据该如何处理, 0x0800 表示该帧数据是一个 IP 包(后续章节介绍)。
除了字段长度有所拓展之外,以太网帧跟我们虚构出来的协议如出一辙。对了,我们注意到一点小差异——在以太网帧中, 目的地址 放在最前面。 这其中有什么特殊考虑吗?
确实是有的。接收方收到一个以太网帧后,最先处理 目的地址 字段。如果发现该帧不是发给自己的,后面的字段以及数据就不需要处理了。基础网络协议影响方方面面,设计时处理效率也是一个非常重要的考量。
数据
数据 可以是任何需要发送的信息,长度可变, 46 至 1500 字节均可。
上层协议报文,例如 IP 包,可以作为数据封装在以太网帧中,在数据链路层中传输。因此,数据还有另一个更形象的称谓,即 负荷 ( payload )。请自行脑补数据 搭载 在以太网帧这个交通工具上旅行的画面。
校验和
由于物理信号可能受到环境的干扰,网络设备传输的比特流可能会出错。一个以太网帧从一台主机传输到另一台主机的过程中,也可能因各种因素而出错。那么当主机收到以太网帧时,如何确定它是完好无损的呢?
答案是: 校验和 。我们可以用诸如 循环冗余校验 ( CRC )算法,为以太网帧计算校验和。如果以太网帧在传输的过程出错,校验和将发生改变。
注意到,以太网帧最后面有一个 4 字节字段,用于保存校验和。发送者负责为每个以太网帧计算校验和,并将计算结果填写在校验和字段中;接收者接到以太网帧后,重新计算校验和并与校验和字段进行对比;如果两个校验和不一致,说明该帧在传输时出错了。
【小菜学网络】系列文章首发于公众号【小菜学编程】,敬请关注:
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Ethernet帧结构
Ethernet帧结构
TCP/IP支持多种不同的链路层协议,这取决于网络所使用的硬件,如Ethernet,令牌环网,FDDI(Fiber Distributed Data Interface,光纤分布式数据接口)等。基于不同的硬件的网络使用不同形式的帧结构,Ethernet是当今应用最广泛的局域网技术。
Ethernet V2.0的帧结构:
前导码
帧前定界符
目的地址DA
源地址SA
类型字段
数据字段
帧校验字段
7B
1B
6B
6B
2B
46~1500B
4B
1.前导码和帧前定界符字段
前导码由56位(7B)的101010...1010比特序列组成,帧前定界符由一个8位的字节组成,其比特序列为10101011。
如果将前导码与帧前定界符一起看,那么在62位101010...1010比特序列之后出现11。在这个11之后便是Ethernet帧的目的地址字段。从Ethernet物理层角度看,接收电路从开始接收比特到进入稳定状态,需要一定的时间。设计前62位1和0的交替比特序列的目的是保证接收电路在帧的目的地址到来之前到达正常状态。接收端在收到最后两位11时,标志在他之后应该是帧的目的地址。前导码与帧前定界符主要起到接收同步的作用,这8个字节接收后不需要保留,也不计入帧头长度。
2.目的地址和源地址
目的地址与源地址分别表示帧的接收节点与发送节点的硬件地址。硬件地址一般称作MAC地址,物理地址或Ethernet地址。地址长度为6B(即48位)。为了方便起见,通常使用十六进制数字书写。
Ethernet帧的目的地址可分为3种:
单播地址(unicast address):目的地址的第一位为0表示单播地址。目的地址是单播地址,则表示该帧只被与目的地址相同的节点所接收。
多播地址(multicast address):目的地址第一位为1表示多播地址。目的地址是多播地址,则表示该帧被一组节点所接收。
广播地址(broadcast address):目的地址全为1表示广播地址。目的地址是广播地址,则表示该帧被所有所有节点接收。
3.类型字段
类型字段表示的是网络层使用的协议类型。常见的协议类型:0800表示网络层使用IP协议,0806表示网络层使用ARP协议,8137表示网络层使用Novell IPX协议,809b表示网络层使用Apple Talk协议。
4.数据字段
IEEE 802.3协议规定数据的长度在46~1500B之间。如果数据的长度少于46B,需要加填充字节,补充到46B。填充字节是任意的,不计入长度字段中。帧头部分长度为18B,包括6B的目的地址字段,6B的源地址字段,2B的类型字段和4B的帧校验和字段,而前导码与帧前界定符不计入帧头长度中,那么,Ehternet帧的最小长度为64B(46B+18B),最大长度为1518B(1500B+18B)。设置最小帧长度的一个目的是使每个接收节点能够有足够的时间检测到冲突。
5.帧校验字段
帧校验字段FCS采用CRC校验。校验的范围包括目的地址字段,源地址字段,类型字段,数据字段。在接收端进行校验,如果发生错误,帧将被丢弃。
32位CRC校验的生成多项式为:
G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x1+1
posted @
2009-05-02 21:02
TerryLiang
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以太网扫盲——帧结构(Ethernet Frame Structure)介绍
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发表于 2019/6/15 16:15:36
阅读(15745)
以太网信号帧结构(Ethernet Signal Frame Structure),有被称为以太网帧结构,一般可以分为两类——数据帧和管理帧。按照IEEE 802.3,ISO/IEC8803-3系列标准规范,数据帧还可以分为基本数据帧、虚拟局域网(VLAN,Virtual Local Area Network)采用的扩展帧、Gbit Ethernet中的扩充帧、突发帧(Burst Frame)以及帧标志类型放在客户数据区域中的IEEE 802.3帧等。管理帧可包括用于与PHY层器件之间交换状态信息,实现控制与配置的管理帧,和用于防止网络拥塞的暂停帧(Pause Frame)等。1.数据帧1.1 基本帧基本帧(Base Frame)的结构如下图所示,各区域说明如下:(1)、帧前序(Preamble):这个区域是:“1”、“0”交替的56bit数据;(2)、帧起始符SOF(Start of Frame Delimiter):固定值为10101011的8bit数据,用于表示一帧的开始;(3)、MAC目的地址与源地址(Destination & Source MAC Address):前三个字节是IEEE分配给各产商的地址,后三个字节是个产商自行决定的。源地址总是唯一的,而目的地址可以是单播(Unicast)地址、多播(Multicast)地址或者广播(Broadcast)地址;【注】关于MAC地址,请参考:http://blog.chinaaet.com/justlxy/p/5100064182(4)、帧长度/类型(L/T,Length/Type):这个区域占用两个字节,其功能是用于表示MAC帧内不包括任何填充的数据字段长度或MAC帧内数据字段的数据类型。若这个区域的取值小于等于1500字节,则这个区域表示的是MAC帧内数据字段长度(客户数据区域字节数)。若这个区域的取值大于1500字节,则表示客户数据要到达的上册协议类型(客户数据类型区域);注:当帧长度/类型(L/T)区域只作为帧长度标志区域使用时,称为IEEE802.3帧,则这个区域长度小于或等于1500字节;而此区域作为帧类型区域时,则称其为Ethernet-II帧或者DIX帧,此时L/T的值大于1500字节。(5)、MAC客户数据(MAC Client Data):即数据段区域,一般在46~1500字节之间;(6)、填充区(Pad):填充区占用的字节数根据需要而定。这个区域的功能是确保帧尺寸不少于64字节。当从MAC目的地址到帧校验区整个数据帧尺寸少于64字节时,利用该区域将帧尺寸填充到64字节。因为尺寸小于64字节的帧属于违法帧,在接收端会被自动丢弃。如果帧尺寸已经达到64字节,则该区域占用的字节数应为零;(7)、帧校验序列(FCS,Frame Check Sequence):这个区域占用4个字节,其功能是用于整个帧的差错校验。在帧的源端,从MAC的目的地址到填充区在全帧范围内进行循环冗余校验(CRC-32)计算,将计算结果放入源帧的此区域中,在帧的接收端,重新计算CRC-32的值,并进行对比。若一致则传输过程中无误码产生,否则帧中有误码产生。这里应明确,MAC客户数据区数据最低不能少于46个字节,而最高不能大于1500字节;网络MAC帧的尺寸最短不能少于64字节,而最长不能大于1518字节,这里不包括帧前序(Preamble)和帧起始符(SOF,Start of Frame Delimiter)两个区域,共占用18字节。1.2、虚拟网采用的一种扩展帧结构IEEE 802.3ac标准有规范了在以太网上运行的虚拟局域网(VLAN,Virtual Local Area Network)采用的一种扩展帧结构。VLAN协议允许将标识符或“TAG”插入以太网帧结构中,如下图所示:在上述VLAN以太网扩展帧结构中,增加的VLAN标记4字节分为两部分。前两个字节由“802.1Q标记类型”组成,被固定为0x8100,为预留长度/类型区域,主要是赋予VLAN标记。其后两字节分为以下三个功能区域:(1)、前3bit是用户优先权标志区,用于对该帧分配的优先级指示;(2)、最后1bit是格式符合规定的指示符(CFI,Canonical Format Indicator),在以太网帧结构中用于指示路由选择信息区域(RIF,Routing Information Field);(3)、剩余12bit是VLAN帧标识符,他是以太网VLAN帧的唯一标志。加入VLAN标记后,使得802.3ac标准帧的最大长度由1518字节扩大到1522字节。1.3、Gbit以太网的帧结构在1988年,又制定了针对于Gbit以太网的IEEE 802.3z标准规范,其帧结构图下图所示:Gbit以太网IEEE 802.3z标准规范的扩充帧结构是在原IEEE 802.3标准规范的以太网信号的基本帧结构基础后面增加一个扩充区域,其目的是使帧长最短不少于512字节(从目的地址到填充区),从而保证发生的碰撞(冲突)可以传播到网上的每个节点。扩充区bit并非是数据,其作用仅仅是扩大了占用载体最短要求时间。1.4、帧间间隙以太网设备必须允许在传输帧之间有一个最小空载周期时间,这就是所称的帧间间隙IFG(Inter-Frame Gap)或称为包间间隙IPG(Inter-Packet Gap)。其提供的这段间隙时间,使设备得到恢复,以便设备为接收下一帧做必要的准备。IEEE标准规范帧间的最小间隔为不少于96bit占用的时间,具体如下表所示:2.管理帧2.1、基本管理帧这是用于PHY(物理层器件)与STA(站管理实体)之间通信的管理帧(Management Frame),也称为基本管理帧(Base Management Frame)。ISO/IEC、IEEE标准规范的有线以太网管理数据流的帧结构,其帧长通常为8个字节,即64bit,如下图所示。管理帧前后都可以是空载状态(IDLE)。(1)、管理帧前序(Preamble):占用4个字节,为连续32个逻辑“1”,对应于管理数据的32个时钟周期。管理帧前序用于连续监视管理接口管理,并从而为管理接口给出接收管理数据做准备的时间;若帧前序出现则标志STA处理的开始。管理接口有抑制管理帧前序的能力,以便缩短管理帧的长度,从而使STA可以尽快访问管理寄存器。(2)、管理帧起始符(SOF):占用2bit,为固定值“01”;(3)、管理帧操作码(OP):占用2bit,10b表示读取管理寄存器,01b表示写管理寄存器,00b和11b无效;(4)、管理帧PHY地址(PHYAD):占用5bit;(5)、管理帧寄存器地址(REGAD):占用5bit;(6)、帧换向区TA(Turnaround Field):占用2bit;(7)、管理帧数据(Data):占用2个字节,即16bit。2.2、暂停帧在全双工通信工作模式下,以太网标准规范为了实现对数据流量的控制,规范了一种所谓的暂停帧。这是应用发送暂停帧(Pause Frame)的方法,通告所有发送数据的站点暂停发送帧信息,防止链路发生拥塞。暂停帧仅适用于全双工通信,并不适用于半双工通信。链路两端都可以向对端发送暂停帧,并且在对端暂停发送状态时,仍然可以向其发送暂停帧,以便延长对端停发MAC帧数据时间。在全双工通信模式下,链路两端也可以只有一方支持暂停帧,而另一方不支持。只是不支持的一方无法解释其收到的暂停帧。可以通过自动协商原理了解对方端是否具备支持暂停帧的能力。暂停帧的结构图如下图所示:(1)目的地址(DA):可以使单播地址,也可以使广播地址01-80-C2-00-00-01;(2)类型区(L/T):固定值88-08,表示此帧为MAC介质介入控制帧;(3)暂停标志(MAC操作码):固定值00-01,表示此帧为暂停帧;(4)MAC控制参数:设定延时时间,取值范围为00-00到FF-FF,时间单位为时隙(Slot Time);(5)备用区域:占用42bit,无意义。用于使暂停帧长度满足最小帧的要求。
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Felix
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标签
以太网
Ethernet
帧结构
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