3.3.2-以太网帧格式解析

3.3.2MAC帧的格式标准•1980年9月，以太网规约的第一个版本DIXV1(10Mb/s)•1982年，DIXEthernetV2•1983年，IEEE的802.3标准•常用的以太网MAC帧格式有两种标准：–DIXEthernetV2标准–IEEE的802.3标准•最常用的MAC帧是DIXEthernetV2标准的格式MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报以太网V2的MAC帧格式目的地址字段6字节MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报以太网V2的MAC帧格式源地址字段6字节MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报以太网V2的MAC帧格式类型字段2字节类型字段用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报以太网V2的MAC帧格式数据字段46~1500字节数据字段的正式名称是MAC客户数据字段最小长度64字节18字节的首部和尾部=数据字段的最小长度MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报以太网V2的MAC帧格式FCS字段4字节当传输媒体的误码率为1108时，MAC子层可使未检测到的差错小于11014。当数据字段的长度小于46字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的MAC帧长不小于64字节。MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报以太网V2的MAC帧格式1010101010101010101010101010101011前同步码帧开始定界符7字节1字节…8字节插入在帧的前面插入的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。第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC帧。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3.3.2以太网帧格式•IEEE的802.3规定的MAC帧稍复杂。字节6624IP层目的地址源地址长度/类型FCS数据MAC子层LLC子层802.2LLC帧当长度/类型字段表示长度时802.3MAC帧46~1500111控制数据字节DSAPSSAPIP数据报802.3MAC帧结构•①目的地址是帧发往的站点地址，每个站点都有自己惟一的地址；•②源地址是帧发送的站点地址；•③长度/类型字段；–数值小于1500字节，为长度字段；–数值大于1536字节，为类型字段；•④数据字段；•⑤帧校验占用4个字节，采用CRC码，用于校验帧传输中的差错。第三个字段表示类型时数据字段内容为IP数据报；–长度：46~1500字节；–若数据长度小于46字节，MAC字子层会在数据字段后面加入一个整数字节的填充字段，以保证数据字段长不小于46字节；–对于有效数据字段长度的识别，由上层协议实现。第三个字段表示类型时802.3MAC帧字节66246~15004MAC帧目地地址源地址长度/类型数据FCS小于1500时表示长度大于1500时表示类型2字节这个时候与EthernetV2完全一致第三个字段表示长度时8字节（物理层）目的地址6字节源地址6字节长度/类型1~2字节LLC帧结构小于1500字节FCS4字节DSAP目的服务访问点1字节SSAP源服务访问点1字节控制1~2字节数据43~1497字节LLC帧第三个字段表示长度时•DSAP：标明接收和发送数据的计算机上的协议栈I(0)：单个地址G(1)：组地址•SSAP：识别LLCPDU是命令或响应C(0):命令帧R(1):响应帧•控制字段：1字节——无编号帧2字节——信息帧、监督帧I/G7bitC/R7bit冲突检测•“冲突检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。•当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。•当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。•所谓“碰撞”就是发生了冲突。检测到碰撞后•在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。•每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。•帧间最小间隔为9.6s，相当于96bit的发送时间。•一个站在检测到总线开始空闲后，还要等待9.6s才能再次发送数据。•这样做是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理，做好接收下一帧的准备。帧间最小间隔最大帧长度•为了保证信道使用的相对公平性，让更多的站能抢占到信道，规定了最大帧长度；•超过了最大帧长度就需要分多次完成；•以太网规定了数据帧中传送数据的最大长度为1500字节。最短有效帧长•如果发生冲突，就一定是在发送的前64字节之内。•由于一检测到冲突就立即中止发送，这时已经发送出去的数据一定小于64字节。•以太网规定了最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。无效的MAC帧–数据字段的长度与长度字段的值不一致；–帧的长度不是整数个字节；–用收到的帧检验序列FCS查出有差错；–数据字段的长度不在46~1500字节之间。–有效的MAC帧长度为64~1518字节之间。–对于检查出的无效MAC帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。CRC介绍nCRC即循环冗余校验码（CyclicRedundancyCheck）：是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。n编辑本段生成CRC码的基本原理任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。例如：代码1010111对应的多项式为x^6+x^4+x^2+x+1，而多项式为x^5+x^3+x^2+x+1对应的代码101111。谢谢观赏!