簡(jiǎn)介
網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需要定義并遵循一些標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)是根據(jù)IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)來管理和控制數(shù)據(jù)幀的。了解這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是充分理解以太網(wǎng)中鏈路層通信的基礎(chǔ)。
網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議：
不同的協(xié)議棧用于定義和管理不同網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則：
數(shù)據(jù)封裝：
注意：幀結(jié)構(gòu)的封裝是加了幀頭和幀尾。
幀格式
數(shù)據(jù)包在以太網(wǎng)物理介質(zhì)上傳播之前必須封裝頭部和尾部信息。封裝后的數(shù)據(jù)包稱為數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的封裝的信息決定了數(shù)據(jù)如何傳輸。
以太網(wǎng)中傳輸?shù)膸袃煞N格式，選擇哪種格式由TCP/IP協(xié)議簇中的網(wǎng)絡(luò)層決定。
20世紀(jì)80年代初提出的，Ethernet II后來被IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)接納，并寫進(jìn)了IEEE 802.3x-1997的3.2.6節(jié)。IEEE802.3 是1983年提出的幀格式。這兩種區(qū)別是，Ethernet_II格式中包含一個(gè)Type字段，標(biāo)識(shí)以太幀處理完成之后將被發(fā)送到哪個(gè)上層協(xié)議進(jìn)行處理。IEEE 802.3格式中，同樣的位置是長(zhǎng)度字段。
不同的Type字段值可以用來區(qū)別這兩種幀的類型，當(dāng)Type字段值小于或者等于1500（或者16進(jìn)制的0x05DC）時(shí)，幀使用的是IEEE 802.3格式。當(dāng)Type字段值大于等于1536（或者16進(jìn)制的0x0600）時(shí)，幀使用的是Ethernet_II格式。
以太網(wǎng)中大多數(shù)的數(shù)據(jù)幀使用的是Ethernet_II格式。
Ethernet_II 幀格式
Ethernet_II幀類型值（Type）大于1536（0x0600）。
以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度在64-1518字節(jié)之間。數(shù)據(jù)部分在46~1500 B之間。
Ethernet_II數(shù)據(jù)幀中各字段說明如下：
1.DMAC（Destination MAC） 是目的MAC地址。DMAC字段長(zhǎng)度為6個(gè)字節(jié)，標(biāo)識(shí)幀的接受者。
2.SMAC（Source MAC）是源MAC地址。SMAC字段長(zhǎng)度為6個(gè)字節(jié)，標(biāo)識(shí)幀的發(fā)送者。
3.類型字段（Type）用于表示數(shù)據(jù)字段中包含的高層協(xié)議，該字段長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)。類型字段取值為0x0800的幀代表IP協(xié)議幀；類型字段取值為0806的幀代表ARP協(xié)議幀（ARP是工作在鏈路層）。所以說，以太網(wǎng)幀中的Ethernet_II格式的Type可以標(biāo)識(shí)是3層的協(xié)議，也可以標(biāo)識(shí)為2層的協(xié)議。
4.數(shù)據(jù)字段（Data）是網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)，最小長(zhǎng)度必須為46字節(jié)（）以保證幀長(zhǎng)度至少為64字節(jié)，數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度為1500字節(jié)。
5.循環(huán)冗余校驗(yàn)字段（FCS）提供了一種錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制。該字段長(zhǎng)度為4個(gè)字節(jié)。
IEEE802.3幀格式
IEEE 802.3幀長(zhǎng)度字段值小于等于1500（0x05DC）
IEEE802.3幀格式類似于Ethernet_II幀，只是Ethernet_II幀的Type域被802.3幀的Length域取代，并且占用了Data字段的8個(gè)字節(jié)作為L(zhǎng)LC和SNAP字段。
數(shù)據(jù)幀傳輸
數(shù)據(jù)鏈路層基于MAC地址進(jìn)行幀的傳輸。
以太網(wǎng)在二層鏈路上通過MAC地址來唯一標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并且實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信。MAC地址也叫物理地址。大多數(shù)網(wǎng)卡廠商把MAC地址燒錄到了網(wǎng)卡的ROM中。發(fā)送端的MAC地址作為目的地址。以太幀封裝完成后會(huì)通過物理層轉(zhuǎn)換為比特流在物理介質(zhì)上傳輸。
以太網(wǎng)的MAC地址
MAC地址分為兩部分：
供應(yīng)商代碼（OUI，Origanizationally Unique Identifier）和序列號(hào)。前24位代表該供應(yīng)商代碼，由IEEE管理和分配。剩下的24位序列號(hào)由廠商自己分配。
局域網(wǎng)上的幀可以通過三種方式發(fā)送
注意是發(fā)送方式：下面討論的都是目的MAC地址,第一個(gè)字節(jié)的最后一個(gè)bit是0啊，是1啊，所有字節(jié)全部是f啊這樣的情況。目的地址是發(fā)送方自己寫的。
1.單播：
2.廣播
3.組播
重要：https://blog.csdn.net/yygydjkthh/article/details/6751611
單播
單播：指從單一的源端發(fā)送到單一的目的端。每個(gè)主機(jī)接口由一個(gè)MAC地址唯一標(biāo)識(shí)，MAC地址的OUI中，第一字節(jié)第8個(gè)比特標(biāo)識(shí)地址類型。對(duì)于主機(jī)MAC地址，這個(gè)比特固定為0，標(biāo)識(shí)目的MAC地址為此MAC地址的幀都是發(fā)送到某個(gè)唯一的目的端。在沖突域中，所有主機(jī)都能收到源主機(jī)發(fā)送的單播幀，但是其他主機(jī)發(fā)現(xiàn)目的地址與本地MAC地址不一致后會(huì)丟棄收到的幀，只有真正的目的主機(jī)才會(huì)接受并處理收到的幀。
MAC地址類型：
https://blog.csdn.net/luobin1984/article/details/12185797
廣播
組播
數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收
數(shù)據(jù)幀的Type：
IP: 0x0800
ARP: 0x0806
當(dāng)主機(jī)接收到的數(shù)據(jù)幀所包含的目的MAC地址是自己時(shí)，會(huì)把以太網(wǎng)封裝剝掉后送往上層協(xié)議。
幀從主機(jī)的物理接口發(fā)送出來后，通過傳輸介質(zhì)傳輸?shù)侥康亩恕９蚕砭W(wǎng)絡(luò)中，這個(gè)幀可能到達(dá)多個(gè)主機(jī)。主機(jī)檢查幀頭中的目的MAC地址，如果目的MAC地址不是本機(jī)MAC地址，也不是本機(jī)監(jiān)聽的組播或廣播MAC地址，則主機(jī)會(huì)丟棄收到的幀。
如果目的MAC地址是本機(jī)MAC地址，則接受該幀，檢查幀校驗(yàn)序列（FCS）字段，并與本機(jī)計(jì)算的值對(duì)比來確定幀在傳輸過程中是否保持了完整性。如果幀的FCS值與本機(jī)計(jì)算的不同，那么就會(huì)丟棄該幀。如果該幀通過了FCS校驗(yàn)，則主機(jī)會(huì)根據(jù)幀頭部中的Type字段來確定該幀發(fā)送給上層（或者本層）哪個(gè)協(xié)議處理。本例中，Type字段的值為0x0800,表明該幀需要發(fā)送到IP協(xié)議上處理。在發(fā)送給IP協(xié)議之前，幀的頭部和尾部會(huì)被剝掉。
問題：
1.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何確定以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的上層協(xié)議？
以太網(wǎng)幀中包含一個(gè)Type字段，表示幀中的數(shù)據(jù)應(yīng)該發(fā)送到上層（或者本層）哪個(gè)協(xié)議處理。
eg: IP: 0x0800, ARP: 0x0806
2.終端設(shè)備接收到數(shù)據(jù)幀時(shí)，會(huì)如何處理？
主機(jī)檢查幀頭中的目的MAC地址，如果目的MAC地址不是本機(jī)MAC地址，也不是本機(jī)偵聽的組播或廣播MAC地址，則主機(jī)會(huì)丟棄收到的幀。如果目的MAC地址是本機(jī)MAC地址，則接收該幀，檢查幀校驗(yàn)序列（FCS）字段，并與本機(jī)計(jì)算的值對(duì)比來確定幀在傳輸過程中是否保持了完整性。如果檢查通過，剝離幀頭幀尾，然后根據(jù)幀頭的Type字段來決定把數(shù)據(jù)發(fā)送到哪個(gè)上層協(xié)議進(jìn)行后續(xù)處理。
