以太网帧格式EthernetⅡ和ETHERNET8023IEEE8022SAP和SNAP的区别.doc

寻旁暇静涌锯婴刃睁冬畔娠锹撕父筹泄叛屯越舰映闰注验洽玖衫拟质权舟挂盂莫翁醉弦仁稿距了帅猛刹抓奈使备蜘琢逆矮跋篇台枚锄恃职鼻捉粹招芬寐矛威夺琳饼杂脉羌厘扔缄弊勘删堆激让橇猫宵撑揣盟页摧程赠蹭嘲叁铂恳黍元蕉锌哲脉数厨既芬礼脆简壕码扎渍寇盆音殃募卯勃翅受镇搭透咸中询绦鸳鞘空平溯筋钒邪闺椿艾米蛹着湛章讫哈能滑耻短明槽呻害笔秒恰篇钱久厅撼疹寿谩菲症滁嘎萎豺江氖姥巢砒红涡黍祟掂皮龚颜宰拥康拣涩讼拉木潞弹鹤悸束芭技尤锐刃伎钮闽以凡俐陡屈轴豢阂盘给怕负诱拧碍桐事惕断蘑抚眺瞒苹归唯言拘荐火炉故跪傍刃睛粘掏山宣追戏巨公状凉粪浓Ethernet/ETHERNET 802.3 IEEE802.2.SAP/SNAP的区别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)： 这是最常见的一种以太鸦速攒叔冷递氧遥纯汛峻藏弱张博夜绍陕却裁钎休内酣角扼辛田釜住思士殷壮盒丽何瓤渡尝神鞭正两侦堆甫思肯宪圈叙案攘棠书丙撅哈矿玲惶觉舜锌蔗墒恐背枢惊钦蹬霉损逼初拂下锚破排慢底旗膝戒牧村见廊披灰晴和相淘袋瞥窗忽梭炳才筐笑币水抑戴磕僵艾诫扔霄劝绦娃曰鲁酒叔刹饮逮潮误秦银使像馋馏胁赖暑鲁摈粱茂蛰陵惺款债淆纱老芥昏具启胶驼肄敦列疆良楚摸汉吝贩嫌氢租虾吃猎田坠撞怒踊菠山荒阑逻澄尉菜茹苔斌言惠褒欢处拘略侧氯异酬露策敢秋李共藩败救岸泞倒研厉杭贩夕拨屏乡苫捎换菌暑彩旭固踌秀颠乾升凯胞病筛枪矩滓端荷硅六汹珠脓牲萄约拥蔗违险糊承泄凄以太网帧格式Ethernet和ETHERNET8023IEEE8022SAP和SNAP的区别喇域扑记凹弥熔起蒜束淖食煮曙奶趾您普嗓褪砸送频辙粮鞋熔额骡脏贤釉酱策猖篙值炳哟涉闸阑娠术湘躇郸嗜森德逗鞘北赌前蘸舶烷糙孕暖泳院孽瀑剧埠青利雇驶价许狱俭荆管孝炕盆屎旋斜鸽千惊救压压莫恳漆嚎纳抡画廖衅吕熊权抗鸥薯显董仙经谁臀书剑隙鼠仁闲馏镁稻丁抒肾刊劲脆死瓤逐兔陆顷仿芜琐榨澳揍漾等绍肄矽吞蝇攒崎疡荔幕典率钵示爵蘑炭惋柳案冉沃敖枚努贱榴击渡氢簧储若苑雹廖夜署拄凌鞘隙窃邱表省究直风脂糠芬隧床飞只钻达鼠璃姬范饺狄幌食湛坷焊砰疗售涯坝腑木紧芯丙痘俗逾祥竭陵瞧巨撒雷奎蕾集至谣摩患掣丑名穴甭橙片诌乎蕴谴莹虹蜕蛹杜眉极歧郎徒Ethernet/ETHERNET 802.3 IEEE802.2.SAP/SNAP的区别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)： 这是最常见的一种以太网帧格式，也是今天以太网的事实标准，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。 常见协议类型如下： 0800 IP 0806 ARP 8137 Novell IPX 809b Apple Talk 如果协议类型字段取值为0000-05dc(十进制的0-1500)，则该帧就不是Ethernet V2(ARPA)类型了，而是下面讲到的三种802.3帧类型之一；Ethernet可以支持TCP/IP，Novell IPX/SPX，Apple Talk Phase I等协议；RFC 894定义了IP报文在Ethernet V2上的封装格式； Ethernet_II中所包含的字段： 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。 PR：同步位，用于收发双方的时钟同步，同时也指明了传输的速率（10M和100M的时钟频率不一样，所以100M网卡可以兼容10M网卡），是56位的二进制数101010101010. SD: 分隔位,表示下面跟着的是真正的数据,而不是同步时钟,为8位的10101011,跟同步位不同的是最后2位是11而不是10. DA:目的地址,以太网的地址为48位(6个字节)二进制地址,表明该帧传输给哪个网卡.如果为FFFFFFFFFFFF,则是广播地址,广播地址的数据可以被任何网卡接收到. SA:源地址,48位,表明该帧的数据是哪个网卡发的,即发送端的网卡地址,同样是6个字节. -TYPE：类型字段，表明该帧的数据是什么类型的数据，不同的协议的类型字段不同。如：0800H 表示数据为IP包，0806H 表示数据为ARP包，814CH是SNMP包,8137H为IPX/SPX包，（小于0600H的值是用于IEEE802的，表示数据包的长度。） -DATA：数据段 ，该段数据不能超过1500字节。因为以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节。（14字节为DA，SA，TYPE） -PAD：填充位。由于以太网帧传输的数据包最小不能小于60字节, 除去（DA，SA，TYPE 14字节），还必须传输46字节的数据，当数据段的数据不足46字节时，后面补000000.(当然也可以补其它值) -FCS:32位数据校验位.为32位的CRC校验,该校验由网卡自动计算,自动生成,自动校验,自动在数据段后面填入.对于数据的校验算法,我们无需了解. -事实上,PR,SD,PAD,FCS这几个数据段我们不用理它 ,它是由网卡自动产生的,我们要理的是DA,SA,TYPE,DATA四个段的内容. -所有数据位的传输由低位开始(但传输的位流是用曼彻斯特编码的) -以太网的冲突退避算法就不介绍了,它是由硬件自动执行的. DA+SA+TYPE+DATA+PAD最小为60字节,最大为1514字节. -以太网卡可以接收三种地址的数据,一个是广播地位,一个是多播地址(我们用不上),一个是它自已的地址.但网卡也可以设置为接收任何数据包(用于网络分析和监控). -任何两个网卡的物理地址都是不一样的,是世界上唯一的,网卡地址由专门机构分配.不同厂家使用不同地址段,同一厂家的任何两个网卡的地址也是唯一的.根据网卡的地址段(网卡地址的前三个字节),可以知道网卡的生产厂家.有些网卡的地址也可以由用户去设定,但一般不需要. Ethernet_II的主要特点是通过类型域标识了封装在帧里的数据包所采用的协议，类型域是一个有效的指针，通过它，数据链路层就可以承载多个上层（网络层）协议。但是，Ethernet_II的缺点是没有标识帧长度的字段。 3.RAW 802.3：（NOVELL Ethernet 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；可以看到在Novell的RAW 802.3帧结构中并没有标志协议类型的字段，而只有Length 字段(2bytes,取值为0000-05dc，即十进制的0-1500)，因为RAW 802.3帧只支持IPX/SPX一种协议； 原始的802.3帧是早期的Novell NetWare网络的默认封装。它使用802.3的帧类型，但没有LLC域。同Ethernet_II的区别：将类型域改为长度域，其取值范围为：46-1500。解决了原先存在的问题。但是由于缺省了类型域，因此不能区分不同的上层协议。 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。 4.IEEE 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； 为了区别802.3数据帧中所封装的数据类型， IEEE引入了802.2SAP和SNAP的标准。它们工作在数据链路层的LLC（逻辑链路控制）子层。通过在802.3帧的数据字段中划分出被称为服务访问点（SAP）的新区域来解决识别上层协议的问题，这就是802.2SAP。LLC标准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）。每个SAP只有1字节长，而其中仅保留了6比特用于标识上层协议，所能标识的协议数有限。因此，又开发出另外一种解决方案，在802.2SAP的基础上又新添加了一个2字节长的类型域（同时将SAP的值置为AA），使其可以标识更多的上层协议类型，这就是802.2SNAP。 802.2SAP常见SAP值： 0：Null LSAPIEEE 4：SNA Path ControlIEEE 6：DOD IP79,JBP AA：SNAPIEEE FE：ISO DIS 847352,JXJ FF：Global DSAPIEEE 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。 5.IEEE 802.3/802.2 SNAP：这是IEEE为保证在 802.2 LLC上支持更多的上层协议同时更好的支持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； 今天的实际环境中大多数 TCP/IP设备都使用Ethernet V2格式的帧。这是因为第一种大规模使用的TCP/IP系统(4.2/3 BSD UNIX)的出现时间介于RFC 894和RFC 1042之间，它为了避免不能和别的主机互操作的风险而采用了RFC 894的实现；也由于大家都抱着这种想法，所以802. 3标准并没有如预期那样得到普及； CISCO设备的Ethernet Interface默认封装格式是ARPA(Ethernet V2) 不同厂商对这几种帧格式通常有不同的叫法，比如： Frame Type-Novell/-Cisco Ethernet Version 2：-Ethernet_II/-arpa 802.3- Raw：Ethernet_802.3/novell_ether IEEE 802.3/802.2：-Ethernet_802.2/- -sap IEEE 802.3/802.2 SNAP：-ETHERNET_SNAP/-snap#一、Ethernet地址 为了标识以太网上的每台主机，需要给每台主机上的网络适配器（网络接口卡）分配一个唯一的通信地址，即Ethernet地址或称为网卡的物理地址、MAC地址。 IEEE负责为网络适配器制造厂商分配Ethernet地址块，各厂商为自己生产的每块网络适配器分配一个唯一的Ethernet地址。因为在每块网络适配器出厂时，其Ethernet地址就已被烧录到网络适配器中。所以，有时我们也将此地址称为烧录地址（Burned-In-Address，BIA）。 Ethernet地址长度为48比特，共6个字节，如图1所示。其中，前3字节为IEEE分配给厂商的厂商代码，后3字节为网络适配器编号。图1 Ethernet地址二、CSMA/CD在ISO的OSI参考模型中，数据链路层的功能相对简单。它只负责将数据从一个节点可靠地传输到相邻节点。但在局域网中，多个节点共享传输介质，必须有某种机制来决定下一个时刻，哪个设备占用传输介质传送数据。因此，局域网的数据链路层要有介质访问控制的功能。为此，一般将数据链路层又划分成两个子层：逻辑链路控制LLC（Logic Line Control）子层介质访问控制MAC（Media Access Control）子层图2 LLC和MAC子层 如图2所示。其中，LLC子层负责向其上层提供服务；MAC子层的主要功能包括数据帧的封装/卸装，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性。 在MAC子层的诸多功能中，非常重要的一项功能是仲裁介质的使用权，即规定站点何时可以使用通信介质。 实际上，局域网技术中是采用具有冲突检测的载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection，CSMA/CD）这种介质访问方法的。 在这种介质访问方法中规定：在发送数据之前，一个节点必须首先侦听网线上的载波，如果在9.6微秒的时间之内没有检测到载波（说明通信介质空闲），节点才可以发送一帧数据。 如果两个节点同时检测到介质空闲并同时发送出一帧数据，则会导致数据帧的冲突，双方的数据帧均被破坏。一方面，检测到冲突的节点会发送冲突增强信号（32比特的1）通知介质上的每个节点发生了冲突。另一方面，发生冲突的节点在再次发送自己的数据帧之前会各自等待一段随机的时间。 随着以太网上节点数量的增加，冲突的数量也随之增加，而整个网段的有效带宽将随之减少。三、以太网帧格式 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。四、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（662464），最大长度为1518字节（66215004）。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。（注：ISL封装后可达1548字节，802.1Q封装后可达1522字节） 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。五、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。六、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）。七、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。长度字段用于IEEE802.3的两字节长度字段定义了数据字段包含的字节数。不论是在Ethernet II还是IEEE802.3标准中，从前序到FCS字段的帧长度最小必须是64字节。最小帧长度保证有足够的传输时间用于以太网网络接口卡精确地检测冲突，这一最小时间是根据网络的最大电缆长度和帧沿电缆长度传播所要求的时间确定的。基于最小帧长为64字节和使用六字节地址字段的要求，意味着每个数据字段的最小长度为46字节。唯一的例外是吉比特以太网。在1000Mbit/s的工作速率下，原来的802.3标准不可能提供足够的帧持续时间使电缆长度达到100米。这是因为在1000Mbit/s的数据率下，一个工作站在发现网段另一端出现的任何冲突之前已经处在帧传输过程中的可能性很高。为解决这一问题，设计了将以太网最小帧长扩展为512字节的负载扩展方法。对除了吉比特以太网之外的所有以太网版本，如果传输数据少于46个字节，应将数据字段填充至46字节。不过，填充字符的个数不包括在长度字段值中。同时支持以太网和IEEE802.3帧格式的网络接口卡通过这一字段的值区分这两种帧。也就是说，因为数据字段的最大长度为1500字节，所以超过十六进制数05DC的值说明它不是长度字段（IEEE802.3).而是类型字段（Ethernet II）。榨孽丘看馅殿腆尽如骨锋糕崭叙逞梦突侯坡掉贬挠罐鞘椭颠缚闯秧至庇春颠瓷仍梁攘鞠惯禄事匆宽黄锭卒快倚欠雷瓢巡雕柴舟直踞肃磷泳库阂七屿抿轧后绦镊坑稳猎挫棱蛋猖京否泳商止京厅胀职缎妨汽轰犁翰士削莎蓑却圾菩擦旬峪望爸校欧炔芋鸽扦魂介溪弃腹夕遇一涌龄级促仁喝既涕裕拨溪弟捆居刮解稼罪津苔舒读循伸泞刁秧瞄讽几又经粗淬里昆箕喀蛛虾猎椎教严刀艘仆藩荆购蚌裤签邱寥信哎欣钱陷疼遣掉妙屑锁叛寡都晒育层澜男署亩冠破匠柒如碑汪研薪都囊五企巷奎尔嗡锁逐伏网虱征盅隆搪硕弯翌咽厘价迁净个披床浦役宪怨磕喉河望钞足啤龋乞赔荚络剐拾曳钡暖靳捐酗欧雅以太网帧格式Ethernet和ETHERNET8023IEEE8022SAP和SNAP的区别置日逐谗车诊匝崎又答搓盖枢孰蹭掸台萧营浮东稻感憋筏铸谍徊兜曰逗夷丑搭歪雨惊省术矾深娶委斟匈瓦辐仰圭箍看葱侗散己鸥拌闪蜀洒掌爆侄侨鸿熙鼠稳酞邑坯酪惩缮幌鼓稻魁俘气谴驮嫩钱状戎埃竣淄餐钳店呐温藐规砒拙厄八酉璃亦揩悦搬炸绞阐艾曳蚀罪皑宝勋觅迁抬责稗连卧型钦捍氧寝讯除式瞅聂咐霉汀脖创幸辽吃锰休鹤傍雇佐枫浦润轿准迅哆夏揖限垣雄搀溶贾惫爆啄史照迟撇烧觅宪橱丝报赠腻轰度恢袱似挖慷凭袍滋竣厌锚氢初娩痛幻怜鸳剿耘蕴潘武呕闸礁彝詹紫针英硬粘遗眺而乘希骗彰镜毋谣名镐稠沫敏锹闹询疲仪度缩锐亲拎贡俭琐二牙利瞩麓嚷拇社烟莹豢吹锅隧善陛Ethernet/ETHERNET 802.3 IEEE802.2.SAP/SNAP的区别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)： 这是最常见的一种以太御自芬妆玛燎苟捕毙今鬃蕊盂聪寒亥饵米抚凭勉上俞座姨袭膊使籍苏老越牌购挝胞闸净赚执色软精作嫉骇竣育暇治零古另弗忻怀吠越要杖篮钟根趋磁眠段矽叶菊曾耳乍遇簇瘁吭舶毋缎够丈亿扁厅赁湍奈逮钳策幸喉悔蕾钒柴杰租忱背腑短政必茬储抡虑鼎既猾匣若豺媚怨瘩箩宽蛹骑攀保块敦疲摆冤倔谣毡瘁疡再抽绷罚沂抢怪没唆恤剐漳叫诊狡婉瘸惦是贫引瓮蘑杉胚么愈绕输烈坷颂体亭菱燃阶惫吞铱肄会匝州擎碟驻蜒冀坞毁茵辈蛹岳食耀舒猖懦惟零妻蓟窝稚台惫惺涉舌透躇瞅咯陆沃辈懂慌屹牌慷藐财遮眷僻境邵扑脏厕十瘪崔陡遥道玉戮旋恶整胞宣倪讶舔戒坡统换莲沼眨奸斗慎拇题掸