3.3.2 以太网帧格式

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
• 帧间最小间隔为 9.6 s，相当于 96 bit 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。
FCS 字段 4 字节
IP 数据报 字节 以太网 V2 MAC 帧 6 目的地址 6 源地址 2 类型 数 46 ~ 1500 据 4 FCS MAC 层 IP 层
MAC 帧
物理层
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。
目的地址
源地址
类型
数
据
FCS
MAC 层
MAC 帧 7 字节 1 字节 帧开始 定界符
物理层
10101010101010
… 10101010101010101011
前同步码
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。
3.3.2 MAC帧的格式标准
• 1980年9月，以太网规约的第一个版本DIX V1(10Mb/s) • 1982年，DIX Ethernet V2 • 1983年，IEEE的802.3标准 • 常用的以太网MAC帧格式有两种标准 ：
– DIX Ethernet V2 标准 – IEEE 的 802.3 标准
• 最常用的MAC帧是DIX Ethernet V2 标准 的格式
以太网 V2 的 MAC 帧格式
目的地址字段 6 字节
IP 数据报 字节 以太网 V2 MAC 帧 6 目的地址 6 源地址 2 类型 数 46 ~ 1500 据 4 FCS MAC 层 IP 层
MAC 帧
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
源地址字段 6 字节
IP 数据报 字节 以太网 V2 MAC 帧 6 目的地址 6 源地址 2 类型 数 46 ~ 1500 据 4 FCS MAC 层 IP 层
MAC 帧
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
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。
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。
CRC介绍
n
CRC即循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check）：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。
数据字段 46 ~ 1500 字节
IP 数据报 字节 以太网 V2 MAC 帧 6 目的地址 6 源地址 2 类型 数 46 ~ 1500 据 4 FCS MAC 层 IP 层
MAC 帧
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
当传输媒体的误码率为 1108 时， MAC 子层可使未检测到的差错小于 11014。
当长度/类型字段 表示长度时
IP 数据报
IP 层
1 1 字节 1 802.2 LLC 帧 DSAPSSAP 控制 2
数
数
据
LLC 子层
字节
802.3 MAC 帧
6
6
46 ~ 1500
据
4 FCS
MAC 子层
目的地址 源地址 长度/类型
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 – – – – – 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。
类型字段 2 字节
IP 数据报 字节 以太网 V2 MAC 帧 6 目的地址 6 源地址 2 类型 数 46 ~ 1500 据 4 FCS MAC 层 IP 层
MAC 帧
物理层
以太网 V2 的 MAC 帧格式
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
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。
谢谢观赏!
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
字节 802.3 MAC 帧
6
目地地址
LLC帧
DSAP目的服务访问点 1字节
SSAP源服务访问点 控制 数据 1字节 1~2字节 43~1497字节
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 I/G 7bit • SSAP：识别LLC PDU是命令或响应 C(0):命令帧 C/R 7bit 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
以太网 V2 的 MAC 帧格式
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。
IP 数据报 字节 6 6 2 46 ~ 1500 4 IP 层
以太网 V2 MAC 帧
插入 8 字节
6
源地址
2
长度/类型
46 ~ 1500
数 据 MAC 帧
4
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Ethernet V2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 FCS 4字 节