以太网帧格式

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历史上以太网帧格式有五种:

1.Ethernet V1：这是最原始的一种格式，是由Xerox PARC提出的3Mbps CSMA/CD以太网标准的封装格式，后来在1980年由DEC，Intel和Xerox标准化形成Ethernet V1标准.

2.Ethernet V2(ARPA)：由DEC，Intel和Xerox在1982年公布其标准，主要更改了Ethernet V1的电气特性和物理接口，在帧格式上并无变化；Ethernet V2出现后迅速取代Ethernet V1成为以太网事实标准；Ethernet V2帧头结构为6bytes的源地址+6bytes的目标地址+2Bytes的协议类型字段+数据。

3.RAW 802.3：这是1983年Novell发布其划时代的Netware/86网络套件时采用的私有以太网帧格式，该格式以当时尚未正式发布的802.3标准为基础；但是当两年以后IEEE正式发布802.3标准时情况发生了变化—IEEE在802.3帧头中又加入了802.2 LLC(Logical Link Control)头，这使得Novell的RAW 802.3格式跟正式的IEEE 802.3标准互不兼容.

4.802.3/802.2 LLC：这是IEEE 正式的802.3标准，它由Ethernet V2发展而来。它将Ethernet V2帧头的协议类型字段替换为帧长度字段(取值为0000-05dc;十进制的1500)；并加入802.2 LLC头用以标志上层协议，LLC头中包含DSAP，SSAP以及Crontrol字段.

5.802.3/802.2 SNAP：这是IEEE为保证在802.2 LLC上支撑更多的上层协议同时更好的支撑IP协议而发布的标准，与802.3/802.2 LLC一样802.3/802.2 SNAP也带有LLC头，但是扩展了LLC属性，新添加了一个2Bytes的协议类型域（同时将SAP的值置为AA），从而使其可以标识更多的上层协议类型；另外添加了一个3Bytes的OUI字段用于代表不同的组织，RFC 1042定义了IP报文在802.2网络中的封装方法和ARP协议在802.2 SANP中的实现.

　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。
　　　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。
　　
　　　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。
　
　　　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）。
　　　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。
　　◆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。

802.3 MAC帧的结构：

1)前导码：7个字节（10101010），用于收发双方的时钟同步。
2)帧起始定界符：1个字节（10101011），标志帧的开始。
3)目的地址和源地址：可为2或6个字节，但10Mbps的基带系统只用6字节地址。目的地址可分为：单地址：最高比特位为“0”，用于单播（unicast）。组地址：最高比特位为“1”，用于组播（multicast）。广播地址：全“1”，用于广播（broadcast）。通过次高位的不同来区分全局地址和局部地址：局部地址：次高位为“1”，由网络管理员指定，只用于本网中。全局地址：次高位为“0”，由IEEE统一分配，保证在世界上的唯一性。共有248-2≈7?1013个。
4)长度字段：2个字节（0~1500），用于指明数据域的字节数。
5)数据域：0~1500个字节，用于存放被传输的数据（LLC PDU）。
6)填充域：0~46个字节，802.3规定有效帧从目的地址到校验和字段的最短长度为64字节（固定部分为18字节），当数据域长度小于46个字节时，就使用本字段的填充来满足最短帧的要求。
7)校验和：4个字节，使用32位CRC校验，G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x5+x4+x2+x+1

5. 802.11MAC帧格式