《以太网帧格式EthernetⅡ和ETHERNET8023IEEE8022SAP和SNAP的区别.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《以太网帧格式EthernetⅡ和ETHERNET8023IEEE8022SAP和SNAP的区别.docx（11页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、Ethernet II /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Et
2、hernet 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 IP0806 ARP8137 Novell IPX809b 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
3、上的封装格式；Ethernet_II中所包含的字段：1010WW10W10W10101010W10101010W10WW10W101010&10W101011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 1010101
4、01010SD: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，（
5、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
6、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），一个是它自己的地址.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
7、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
8、标准时情况发生了变化一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；6字节 &字一 ?孕节 z字44一 14弭4字位fif、11柿MAC担址源MACN址总比度UxFFFF心原始的802.3帧是早期的Novell NetWar
9、e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，
10、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
11、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 LSAPIEEE4： SNA Path ControlIEEE6： DOD IP79,JBPAA： SNAPIEEEFE： ISO DIS 847352,JXJFF： 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
12、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
13、和ARP协议在802.2 SANP中的实现；6字节6芝节 M字节.字节字节一 3 7节 公节 3B-J492 TT 4 了旦fj日称MAC姓址踪MAJCife址粕土厦OxAAOxAAf 1加3OUI ID卜1 类NL5 二/IFCS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
14、 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:FrameTypeNovell/CiscoEthernet Version 2： Ethernet_II/arpa802.3Raw：Ethernet_802.3/novell_etherIEEE 802.3/802.2： Ethernet_802.2/-sapIEEE 802.3/802.2 SNAP：ETHERNET_SNAP/snap#一、Etherne七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
15、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。厂商代蚂 设务编、/V一、00-00-88 -47-58-2C2 = *hi her net 地址图1 Ethernet
16、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)子层局城网摩考模泓LLC梅一用提 表示层 会话堤 传输层 网绛/ 数据觉器物珂?；：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；
17、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
18、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.
19、3 raw : Novell在1983年公布的专用以太网标准帧格式。Cisco名称为：Novell-Eth er。 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。Ci sco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0xA
20、A，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。10WWW10W10WW1Q1010W10W101Q1010W101010101010101010101011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。建0 S字吉 翌痛_15如字M 4暨f密MAC地址一一敏拾图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1
21、518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。（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C RC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、Et
22、hernet 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
23、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（LL C）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应用在旧M 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N
24、ovell类型协议数据，16进制数0xF0代表旧M 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
25、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IEEE 802.3标准中，从前序到FCS字段的幡长度最小%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
26、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，成将数据字段 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)
