以太网帧格式

某厂面试归来，发现自己落伍了！>>> 前言 从字面意义上讲，有人可能会认为TCP/IP是指TCP和IP两种协议。实际生活当中有时也确实就是指这两种协议。然而在很多情况下，它只是利用IP进行通信时所必须用到的协议群的统称。具体来说，IP或ICMP、TCP或UDP、TELNET或FTP、以及HTTP等都属于TCP/IP协议。 该文章主要为《TCP-IP详解卷1：协议》归纳笔记 1. 网络的分层 网络协议通常分不同层次进行开发，每一层分别负责不同的通信功能。一个协议族，比如TCP/IP，是一组不同层次上的多个协议的组合。TCP/IP通常被认为是一个四层的协议系统。 链路层 有时也称作 数据链路层或网络接口层 ，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。 网络层 有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括 IP 协议（网际协议）， ICMP协议 （Internet互联网控制报文协议），以及 IGMP协议 （Internet组管理协议）。 运输层 主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议： TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。 TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信

TCP/IP的具体数据链路：以太网、无线局域网、PPP等。 3.1 数据链路层的作用 数据链路层的协议定义了通过通信媒介互联的设备之间传输的规范。通信媒介包括各种电缆、光纤、电波以及红外线等介质。此外，各个设备之间有时也会通过交换机、网桥、中继器等中转数据。 计算机以二进制0、1来表示信息，实际的通信媒介之间处理的是电压的高低、光的闪灭以及电波的强弱等信号。把这些信号与二进制的0、1进行转换正是物理层的责任。 数据链路层处理的数据也不是单纯的0、1序列，该层把它们集合为一个叫做“帧”的块，然后再进行传输。 数据链路层相关技术：MAC寻址（物理寻址）、介质共享、非公有网络、分组交换、环路检测、VLAN（虚拟局域网）等。 数据链路的传输方式：以太网、WLAN（无限局域网）、PPP（点对点协议）。 网络拓扑：网络的连接和构成的形态称为网络拓扑topology。总线型、环型、星型和混合型。 3.2 数据链路相关技术 3.2.1 MAC地址 MAC地址用于识别数据链路中互联的节点。在以太网、无线LAN、蓝牙等设备也是用相同规格的MAC地址。 MAC地址长是48比特。MAC地址一般被烧入网卡的ROM中。 3.2.2 共享介质型网络 从通信介质的使用方法上看，网络可分为共享介质型和非共享介质型。 共享介质型网络指由多个设备共享一个通信介质的一种网络。在这种方式下

原文地址: http://hi.baidu.com/wudengyong/blog/item/0c8388451591df34879473c1.html　 　　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

以太网（EtherNet） 　　以太网最早是由Xerox（施乐）公司创建的，在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司联合开发为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）、千兆以太网（1000 Mbps）和10G以太网，它们都符合IEEE802.3系列标准规范。 　　（1）标准以太网 　　最开始以太网只有10Mbps的吞吐量，它所使用的是CSMA／CD（带有冲突检测的载波侦听多路访问）的访问控制方法，通常把这种最早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网主要有两种传输介质，那就是双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准，下面列出是IEEE 802.3的一些以太网络标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是100m），Base表示“基带”的意思，Broad代表“带宽”。 　　·10Base－5　　使用粗同轴电缆，最大网段长度为500m，基带传输方法； 　　·10Base－2　　使用细同轴电缆，最大网段长度为185m，基带传输方法； 　　·10Base－T　　使用双绞线电缆，最大网段长度为100m； 　　·1Base－5　　　使用双绞线电缆，最大网段长度为500m，传输速度为1Mbps； 　　·10Broad－36　使用同轴电缆

数据链路层 一、链路和数据链路  1、 链路： 一个结点与相邻结点之间的一段物理线路（计算机网络由结点和链路组成）  2、 数据链路： 上述物理链路 + 必要的通信协议 二、 帧： 帧是数据链路层的协议数据单元。数据链路层把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上，以及把接收到的帧中的数据取出并上交给网络层（网络层协议数据单元是IP数据报，或称分组，包），过程大致如下：  1、结点A的数据链路层把网络层交下来的ip数据报添加 首部和尾部 封装成帧  2、结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层  3、若结点B收到无差错的帧，则取出其中的数据报交给上面的网络层，否则丢弃这个帧  （说明：在步骤2中，结点A先把封装好的帧传给本结点的物理层，物理层通过传输媒体传输比特流，结点B的物理层接收，并转换成相应的帧给数据链路层） 三、数据链路层的三个基本问题  1、 封装成帧： 在一段数据（IP数据报）的前后分别添加首部和尾部，构成一个帧。IP数据报是帧的数据部分，首部和尾部是控制部分。   ~ 每个数据链路层协议都规定了所能传送的帧的 数据部分长度上限---最大传送单元MTU ，IP数据报的大小必须小于该MTU值    ~为了接收方准确的接收帧的起止，需要给帧的首部和尾部使用特殊的帧定界符（SOH和EOT）  2、 透明传输： 透明，表示 某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样

协议概述 PPPoE分为两个阶段，即Discovery（地址发现）阶段和PPP会话阶段。当某个主机希望发起一个PPPoE会话时，它必须首先执行Discovery来确定对方的以太网MAC地址并建立起一个PPPoE会话标识符SESSION_ID(Access Concentrator生成)。虽然PPP定义的是端到端的对等关系，Discovery却是天生的一种客户端-服务器关系。在Discovery的过程中,主机(作为客户端)发现某个访问集中器（Access Concentrator，作为服务器），根据网络的拓扑结构，可能主机能够跟不止一个的访问集中器通信 。Discovery阶段允许主机发现所有的访问集中器并从中选择一个。当Discovery阶段成功完成之后，主机和访问集中器两者都具备了用于在以太网上建立点到点连接所需的所有信息。 Discovery阶段保持无状态（stateless）直到建立起一个PPP会话。一旦PPP会话建立，主机和访问集中器两者都必须为一个PPP虚拟接口分配资源。 报文格式 以太网帧格式(更多介绍请查看RFC894/tcp/ip协议详解:卷1 第2章) ETHER_TYPE设置为0x8863(Discovery阶段)或者0x8864(PPP会话阶段) payload头 payload内容 包含0个或多个tag，每个tag是一个tlv(type-length

1、ISO开放系统 有以下几层： 7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 2、 TCP/IP 网络协议栈分为应用层（Application）、传输层（Transport）、网络层（Network）和链路层（Link）四层。 通信过程中，每层协议都要加上一个数据首部（header），称为封装（Encapsulation），如下图所示 不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段（segment），在网络层叫做数据报（datagram），在链路层叫做帧（frame）。数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，最后将应用层数据交给应用程序处理。 其实在链路层之下还有物理层，指的是电信号的传递方式，比如现在以太网通用的网线（双绞线）、早期以太网采用的的同轴电缆（现在主要用于有线电视）、光纤等都属于物理层的概念。 3、 集线器（Hub）是工作在物理层的网络设备，用于双绞线的连接和信号中继（将已衰减的信号再次放大使之传得更远）。 交换机是工作在链路层的网络设备，可以在不同的链路层网络之间转发数据帧（比如十兆以太网和百兆以太网之间、以太网和令牌环网之间），由于不同链路层的帧格式不同，交换机要将进来的数据包拆掉链路层首部重新封装之后再转发。 路由器是工作在第三层的网络设备，同时兼有交换机的功能

1、802.11 帧类型 802.11协议有规定三种类型的帧，分别时管理帧，控制帧和数据帧。 （1）管理帧 有线通信和无线通信的最大区别是什么？那就是有没有用网线！有线客户端如果想连接某个网络，只要将网线接到对应的路由器上就好了，但是无线客户端想完成这个“接入”动作应该怎么办呢？这就需要管理帧的帮忙， 管理帧的主要工作就是管理无线客户端的接入和断开 。有线连接并不太需要管理帧的帮忙，插拔网线的动作也很简单，但是无线接入却复杂得多。 管理帧是不带上层payload信息的，但是它携带一些固定大小的Information felds和可变大小的Information elements （IE） 。 管理帧主要包括下面这些种类： Association request Association response Reassociation request Reassociation response Probe request Probe response Beacon Announcement traffic indication message (ATIM) Disassociation Authentication Deauthentication Action （2）控制帧 有线通信和无线通信另外一个区别是传输媒介的稳定性，无线因为传输媒介是电磁波，容易受到各种干而变得不稳定

以太网帧 @1 MAC地址 1… 每一块网卡都有属于自己的身份证号码MAC 2…长度46bit（6个字节) 3…厂商需要去IEEE协会注册厂商代码，MAC前3个字节是厂商代码（OUI），制造商制造网卡的过程中，会往每一块网卡中的ROM中烧入一个48bit的BIA地址。 4…烧入网卡的MAC地址是不可更改的 @2 MAC地址种类 1…单播MAC地址是指第一个字节最低位是0的MAC地址。 2…组播MAC地址是指第一个字节最低位是1的MAC地址。 3…广播MAC地址是指每个比特都是1的MAC地址。 @3 以太帧的格式：以太网技术所使用的帧，称为以太网帧 1…IEEE802.3格式 2…Ethernet II格式 由DEX.Intel.Xerox三家公司联合定义。现用最广。 格式：目的MAC地址 源MAC地址 类型(0x0800 表示载荷数据是一个ipv4 packet)(0x86dd 表示载荷数据是一个ipv6 packet)(0x0806 表示是一个ARP packrt) （0x8848 表示是一个MPLS报文） 载荷数据 46~1500字节 CRC字段 @4 以太网帧的种类 1…单播以太网帧 目的MAC地址为一个单播MAC地址的帧 2…组播以太网帧 目的MAC地址为一个组播MAC地址的帧 3…广播以太网帧 目的MAC地址为一个广播MAC地址帧 来源： https://www

TCP/IP协议栈与数据包封装 TCP/IP网络协议栈分为应用层（Application）、传输层（Transport）、网络层（Network）和链路层（Link）四层。如下图所示（该图出自[TCPIP]）。 图 36.1. TCP/IP协议栈 两台计算机通过TCP/IP协议通讯的过程如下所示（该图出自[TCPIP]）。 图 36.2. TCP/IP通讯过程 传输层及其以下的机制由内核提供，应用层由用户进程提供（后面将介绍如何使用socket API编写应用程序），应用程序对通讯数据的含义进行解释，而传输层及其以下处理通讯的细节，将数据从一台计算机通过一定的路径发送到另一台计算机。 应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加上一个数据首部（header），称为封装（Encapsulation） ，如下图所示（该图出自[TCPIP]）。 图 36.3. TCP/IP数据包的封装 不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段（segment），在网络层叫做数据报（datagram），在链路层叫做帧（frame） 。数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，最后将应用层数据交给应用程序处理。 上图对应两台计算机在同一网段中的情况，如果两台计算机在不同的网段中，那么数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个 路由器 ，如下图所示