网络基础知识——以太网帧结构

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。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。网络层提供逻辑地址供路由器确定路径。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。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。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。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。TCP/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。数据的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PDUProtocol 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。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。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。IEEE802.3格式中同样的位置是长度字段。关注我为你开拓更多知识点! 私信留言“知识”在线答疑哦不同的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。 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、FCS4B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、FCS4B。字段字段长度字节说明前导码preamble70和1交替变换的码流帧开始符SFD1帧起始符目的地址DA6目的设备的MAC物理地址源地址SA6发送设备的MAC物理地址长度/类型Length/Type2帧数据字段长度/帧协议类型数据及填充data and pad46~1500帧数据字段帧校验序列FCS4数据校验字段前导码preamble交替的0和1设备从静默状态变成有信号状态标志以太网帧的开始。IEEE802.3 由 7 个 8‘b10101010 8’haa构成由于数据从低比特开始传送LSB代码中的前导码数值为 8’b01010101即8‘h55。帧开始符SFD, Start frame delimiter值为8’b101010118’hab最后两个1表示接收端适配器“帧信息来了准备接收”。数据从低比特开始传送LSB因此代码中的 SFD 值为8’hd5。目的地址DA, Destination Address包含一个 48bit 的值LSB 优先。目标地址可以是单播地址、广播地址48‘hffff_ffff_ffff、组播地址。当网卡收到一个数据帧时首先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则进一步处理如果不同则直接丢弃。源地址SA, Source Address一个 48bit 的值发送帧的网络适配器的物理地址用于标识传输设备LSB 格式。长度/类型Length/Type字段值小于或等于1500则指示帧的有效数据长度。Length 标识有效载荷的数据长度不包含填充的长度。16‘h0800 代表IP 报文16‘h0806 标识 ARP 请求/应答报文16’h8035 标识RARP请求/应答报文。数据及填充data and pading该段数据长度需在46~1500字节之间填充数据不会改变Length 的值。帧校验序列FCS用于存储 CRC 结果的校验结果。以 preamble、SFD、DA、SA、Length/Type、DATA and Pading作为输入数据进行计算从目标MAC地址字段到数据字段的数据进行校验。原文(62 封私信) 【入门级】网络基础知识——以太网帧结构 - 知乎