以太网帧格式和IEEE802

3 以太网帧格式
目前,有四种不同格式的以太网帧在使用,它们分别是:
●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 802.3 raw:Novell在1983年公布的专用以太网标准帧格式。Cisco名称为:Novell-Ether。
●Ethernet 802.3 SAP:IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SAP版本以太网帧格式。Cisco名称为:SAP。
●Ethernet 802.3 SNAP:IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SNAP版本以太网帧格式。Cisco名称为:SNAP。
在每种格式的以太网帧的开始处都有64比特(8字节)的前导字符,如图3所示。其中,前7个字节称为前同步码(Preamble),内容是16进制数0xAA,最后1字节为帧起始标志符0xAB,它标识着以太网帧的开始。前导字符的作用是使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备。
图3 以太网帧前导字符
除此之外,不同格式的以太网帧的各字段定义都不相同,彼此也不兼容。
3.1 Ethernet II帧格式
如图4所示,是Ethernet II类型以太网帧格式。
图4  Ethernet II帧格式
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。
接下来的2个字节标识出以太网帧所携带的上层数据类型,如16进制数0x0800代表IP协议数据,16进制数0x809B代表AppleTalk协议数据,16进制数0x8138代表Novell类型协议数据等。
在不定长的数据字段后是4个字节的帧校验序列(Frame Check Sequence,FCS),采用32位CRC
循环冗余校验对从"目标MAC地址"字段到"数据"字段的数据进行校验。
3.2 Ethernet 802.3 raw帧格式
如图5所示,是Ethernet 802.3 raw类型以太网帧格式。
图5  Ethernet 802.3 raw帧格式
在Ethernet 802.3 raw类型以太网帧中,原来Ethernet II类型以太网帧中的类型字段被"总长度"字段所取代,它指明其后数据域的长度,其取值范围为:46-1500。
接下来的2个字节是固定不变的16进制数0xFFFF,它标识此帧为Novell以太类型数据帧。
3.3 Ethernet 802.3 SAP帧格式
如图6所示,是Ethernet 802. 3 SAP类型以太网帧格式。
图6  Ethernet 802. 3 SAP帧格式
从图中可以看出,在Ethernet 802.3 SAP帧中,将原Ethernet 802.3 raw帧中2个字节的0xFFFF变为各1个字节的DSAP和SSAP,同时增加了1个字节的"控制"字段,构成了802.2逻辑链路控制(LLC)的首部。LLC提供了无连接(LLC类型1)和面向连接(LLC类型2)的网络服务。LLC1是应用于以太网中,而LLC2应用在IBM SNA网络环境中。
新增的802.2 LLC首部包括两个服务访问点:源服务访问点(SSAP)和目标服务访问点(DSAP)。它们用于标识以太网帧所携带的上层数据类型,如16进制数0x06代表IP协议数据,16进制数0xE0代表Novell类型协议数据,16进制数0xF0代表IBM NetBIOS类型协议数据等。
至于1个字节的"控制"字段,则基本不使用(一般被设为0x03,指明采用无连接服务的802.2无编号数据格式)。
3.4 Ethernet 802.3 SNAP帧格式
如图7所示,是Ethernet 802. 3 SNAP类型以太网帧格式。
图7  Ethernet 802. 3 SNAP帧格式
Ethernet 802. 3 SNAP类型以太网帧格式和Ethernet 802. 3 SAP类型以太网帧格式的主要区别在于:
●2个字节的DSAP和SSAP字段内容被固定下来,其值为16进制数0xAA。
●1个字节的"控制"字段内容被固定下来,其值为16进制数0x03。
●增加了SNAP字段,由下面两项组成:
◆新增了3个字节的组织唯一标识符(Organizationally Unique Identifier,OUI ID)字段,其值通常等于MAC地址的前3字节,即网络适配器厂商代码。fm365
◆2个字节的"类型"字段用来标识以太网帧所携带的上层数据类型。
ioa
以太网帧格式和IEE802.3帧格式比较
Ethernet II帧格式:
阿嫂传奇
-----------------------------------------------------------------------------------
| 前序    | 目的地址  | 源地址  | 类型    | 数据          | FCS  |
-----------------------------------------------------------------------------------
| 8 byte  |  6 byte    | 6 byte  | 2 byte  | 46~1500 byte  | 4 byte|
IEEE802.3一般帧格式
-----------------------------------------------------------------------------------
| 前序    | 帧起始定界符 | 目的地址  | 源地址 | 长度  | 数据        | FCS  |
----------------------------------------------------------------------------------
| 7 byte |    1 byte    | 2/6 byte | 2/6 byte| 2 byte | 46~1500 byte | 4 byte | Ethernet II和IEEE802.3的帧格式比较类似,主要的不同点在于前者定义的2字节的类型,而后者定义的是2字节的长度;所幸的是,后者定义的有效长度值与前者定义的有效类型值无一相同,这样就容易区分两种帧格式了。
一、前序字段
前序字段由8个(Ethernet II)或7个(IEEE802.3)字节的交替出现的1和0组成,设置该字段的目的是指示帧的开始并便于网络中的所有接收器均能与到达帧同步,另外,该字段本身(在Ethernet II中)
或与帧起始定界符一起(在IEEE802.3中)能保证各帧之间用于错误检测和恢复操作的时间间隔不小于9.6毫秒。
二、帧起始定界符字段
该字段仅在IEEE802.3标准中有效,它可以被看作前序字段的延续。实际上,该字段的组成方式继续使用前序字段中的格式,这个一个字节的字段的前6个比特位置由交替出现的1和0构成。该字段的最后两个比特位置是11,这两位中断了同步模式并提醒接收后面跟随的是帧数据。
当控制器将接收帧送入其缓冲器时,前序字段和帧起始定界符字段均被去除。类似地当控制器发送帧时,它将这两个字段(如果传输的是IEEE802.3帧)或一个前序字段(如果传输的是真正的以太网帧)作为前缀加入帧中。
三、目的地址字段
目的地址字段确定帧的接收者。两个字节的源地址和目的地址可用于IEEE802.3网络,而6个字节的源地址和目的地址字段既可用于Ethernet II网络又可用于IEEE802.3网络。用户可以选择两字节或六字节的目的地址字段,但对IEEE802.3设备来说,局域网中的所有工作站必须使用同样的地址结构。目前,几乎所有的802.3网络使用6字节寻址,帧结构中包含两字节字段选项主要是用于使用16比特地址字段的早期的局域网。
口腔科学
太平洋定位四、源地址字段
源地址字段标识发送帧的工作站。和目前地址字段类似,源地址字段的长度可以是两个或六个字节。只有IEEE802.3标准支持两字节源地址并要求使用的目的地址。Ethernet II和IEEE802.3标准均支持六个字节的源地址字段。当使用六个字节的源地址字段时,前三个字节表示由IEEE分配给厂商的地址,将烧录在每一块网络接口卡的ROM中。而制造商通常为其每一网络接口卡分配后字节。五、类型字段
两字节的类型字段仅用于Ethernet II帧。该字段用于标识数据字段中包含的高层协议,也就是说,该字段告诉接收设备如何解释数据字段。在以太网中,多种协议可以在局域网中同时共存,例如:类型字段取值为十六进制0800的帧将被识别为IP协议帧,而类型字段取值为十六进制8137的帧将被识别为IPX和SPX传输协议帧。因此,在Ethernet II的类型字段中设置相应的十六进制值提供了在局域网中支持多协议传输的机制。
在IEEE802.3标准中类型字段被替换为长度字段,因而Ethernet II帧和IEEE802.3帧之间不能兼容。
六、长度字段
HODGKINHUXLEY模型用于IEEE802.3的两字节长度字段定义了数据字段包含的字节数。不论是在Ethernet II还是IEEE 802.3标准中,从前序到FCS字段的帧长度最小必须是64字节。最小帧长度保证有足够的传输时间用于以太
网网络接口卡精确地检测冲突,这一最小时间是根据网络的最大电缆长度和帧沿电缆长度传播所要求的时间确定的。基于最小帧长为64字节和使用六字节地址字段的要求,意味着每个数据字段的最小长度为46字节。唯一的例外是吉比特以太网。在1000Mbit/s的工作速率下,原来的802.3标准不可能提供足够的帧持续时间使电缆长度达到100米。这是因为在1000Mbit/s的数据率下,一个工作站在发现网段另一端出现的任何冲突之前已经处在帧传输过程中的可能性很高。为解决这一问题,设计了将以太网最小帧长扩展为512字节的负载扩展方法。
对除了吉比特以太网之外的所有以太网版本,如果传输数据少于46个字节,应将数据字段填充至46字节。不过,填充字符的个数不包括在长度字段值中。同时支持以太网和IEEE802.3帧格式的网络接口卡通过这一字段的值区分这两种帧。也就是说,因为数据字段的最大长度为1500字节,所以超过十六进制数05DC的值说明它不是长度字段(IEEE802.3).而是类型字段(Ethernet II)。
七、数据字段
如前所述,数据字段的最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节,这意味着传输一字节信息也必须使用46字节的数据字段:如果填入该该字段的信息少于46字节,该字段的其余部分也必须进行填充。数据字段的最大长度为1500字节。
八、校验序列字段
既可用于Ethernet II又可用于IEE802.3标准的帧校验序列字段提供了一种错误检测机制,每一个发送器均计算一个包括了地址字段、类型/长度字段和数据字段的循环冗余校验(CRC)码。发送器于是将计算出的CRC填入四字节的FCS字段。
虽然IEEE802.3标准必然要取代Ethernet II,但由于二者的相似以及Ethernet II作为IEEE802.3的基础这一事实,我们将这两者均看作以太网。

本文发布于:2024-09-23 04:21:11,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/612091.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:字节   字段   类型   长度   地址   使用   网络
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议