Ethernet/Frame
Erscheinungsbild
topic - Beschreibung
Beschreibung
Aufbau nach IEEE 802.3
- Ethernet überträgt Daten seriell
- Beginnend jeweils mit dem untersten, niederwertigsten Bit (der "Einerstelle") eines Bytes
- Bytes der breiteren Felder werden als BigEndians übertragen (Byte mit der höheren Wertigkeit zuerst)
- Das erste Bit eines Frames ist das Multicast-Bit (Multicastadressen: meist das erste Byte mit einer ungeraden Zahl)
Typen von Ethernet-Frames
- Ethernet-Version I
- Nicht mehr benutzt
- Definition 1980 durch Konsortium DEC, Intel und Xerox
- Ethernet-Version-2 oder Ethernet-II-Frame
- DIX-Frame
- Definition 1982 durch das Konsortium DEC, Intel und Xerox
- Standard IEEE 802.3
- Seit 1983
- Definiert zwei weitere Frame-Formate
- IEEE 802.3 3.1.a Basic MAC frame
- IEEE 802.3 3.1.b Tagged MAC frame
- definiert das 16-bit-Feld nach den MAC-Adressen als Type/Length-Feld
- Ethernet ist quasi ein Synonym für diesen Standard
Ethernet Version 2
- Heute ausschließlich verwendetes Ethernet-Datenblockformat
Bitfolge 1010101010... |
Ethernet-Frame 64-1518 Byte |
Inter Frame Gap 9,6 μs | |||||
Präambel | SFD | Zieladresse | Quelladresse | Typ | Daten | FCS | |
8 Byte | 6 Byte | 6 Byte | 2 Byte | 46-1500 Byte | 4 Byte |
- Ethernet Version 2 Tagged
Ethernet-II Standard mit 802.1Q VLAN-Tag
Bitfolge 1010101010... |
Ethernet-Frame 68-1522 Byte |
Inter Frame Gap 9,6 μs | ||||||
Präambel | SFD | Zieladresse | Quelladresse | Tag | Typ | Daten | FCS | |
8 Byte | 6 Byte | 6 Byte | 2 Byte | 2 Byte | 46-1500 Byte | 4 Byte |
Ethernet 802.3 Raw (Novell)
Bitfolge 1010 1010 |
1010 1011 |
Ethernet-Frame 64-1518 Byte |
Inter Frame Gap 9,6 μs | |||||
Präambel | SFD | Zieladresse | Quelladresse | Länge | 0xFFFF | Daten | FCS | |
8 Byte | 6 Byte | 6 Byte | 2 Byte | 2 Byte | 44-1498 Byte | 4 Byte |
Ethernet IEEE 802.3 Basic
Neu sind "DSAP" und "SSAP", ersetzt Type-Field
Bitfolge 1010 1010 |
1010 1011 |
Ethernet-Frame 64-1518 Byte |
Inter Frame Gap 9,6 μs | |||||||
Präambel | SFD | Zieladresse | Quelladresse | Länge | DSAP | SSAP | Controle | Daten | FCS | |
8 Byte | 6 Byte | 6 Byte | 2 Byte | 1 Byte | 1 Byte | 1 Byte | 42-1497 Byte | 4 Byte |
- Ethernet 802.3 Tagged
Ethernet-II nach IEEE 802.3 (mit 802.1Q VLAN-Tag)
Bitfolge 1010 1010 |
1010 1011 |
Ethernet-Frame 68-1522 Byte |
Inter Frame Gap 9,6 μs | ||||||||
Präambel | SFD | Zieladresse | Quelladresse | Tag | Länge | DSAP | SSAP | Controle | Daten | FCS | |
8 Byte | 6 Byte | 6 Byte | 4 Byte | 2 Byte | 1 Byte | 1 Byte | 1 Byte | 42-1497 Byte | 4 Byte |
Ethernet-Header
Präambel und Start Frame Delimiter (SFD)
Präambel
- Signal, das in einem Rechnernetz übertragenen Nachrichten vorangestellt wird
- Besteht aus einer sieben Byte langen, alternierenden Bitfolge ("101010…1010")
- Dient zur Bit-Synchronisation der Netzwerkgeräte
SFD (Start Frame Delimiter)
- Folgt auf die Präambel
- Besteht aus einer festen Bitequenz "1010 1011"
- Kennzeichnet den Beginn des Frames (dient als Startmuster)
- Dient dem Empfänger als Zeichen für den beginnenden Frame-Anfang
Ziel- und Quell-MAC-Adresse
- Allgemeines
- Die Quelladresse identifiziert den Sender, die Zieladresse den Empfänger.
- Diese Adresse kann auch eine Multicast- oder Broadcast-Adresse sein.
- Gekaufte Netzwerkkarten haben eine weltweit eindeutige MAC-Adresse, die global von einem Konsortium und der Herstellerfirma verwaltet wird.
- Aufbau
- MAC-Adressen werden traditionell als Hex-Zahlen dargestellt, die mit Doppelpunkten getrennt sind, beispielsweise "08:00:01:EA:DE:21".
- Quell- und Ziel-Mac-Adressen haben eine Länge von sechs Bytes (48 Bit).
- Zwei Bit der MAC-Adresse werden zu ihrer Klassifizierung verwendet.
- Klassifizierung
- Unicast- oder Broadcast-/Multicast-Adresse.
- MAC-Adresse (46 Bit) global oder lokal administriert
siehe MAC-Adresse
VLAN-Tag (TPID/TCI)
- Im Tagged-MAC-Frame (IEEE 802.1Q) folgen vier Bytes als VLAN-Tag
siehe VLAN
Typ-Feld (Ether-Type)
- Ethertype beschreibt das Format bzw. das Protokoll zur Interpretation des Datenblocks
- Zulässige Werte für Ethertype werden von der IEEE administriert (beschränkt sich auf die Vergabe neuer Ethertype-Werte)
- Gibt Auskunft über das verwendete Protokoll der nächsthöheren Schicht innerhalb der Nutzdaten
- Die Werte sind größer als 0x0600 (sonst ist das ein Ethernet-I-frame mit Längenfeld in dieser Position)
- Ist ein VLAN-Tag vorhanden, darf das daran anschließende Typ-Feld nicht 0x8100 sein (0x8100 ist zur Kennzeichnung eines VLAN-Tags reserviert)
Typfeld | Protokoll |
---|---|
0x0800 | IP Internet Protocol, Version 4 (IPv4) |
0x0806 | Address Resolution Protocol (ARP) |
0x0842 | Wake on LAN (WoL) |
0x8035 | Reverse Address Resolution Protocol (RARP) |
0x809B | AppleTalk (EtherTalk) |
0x80F3 | Appletalk Address Resolution Protocol (AARP) |
0x8100 | VLAN Tag (VLAN) |
0x8137 | Novell Internetwork Packet Exchange (IPX) |
0x8138 | Novell |
0x86DD | IP Internet Protocol, Version 6 (IPv6) |
0x8847 | MPLS Unicast |
0x8848 | MPLS Multicast |
0x8863 | PPP over Ethernet PPPoE Discovery |
0x8864 | PPP over Ethernet PPPoE Session |
0x8870 | Jumbo Frames |
0x888E | 802.1X Port Access Entity |
0x8892 | Echtzeit-Ethernet PROFINET |
0x88A2 | ATA over Ethernet ATA over Ethernet Coraid AoE |
0x88A4 | Echtzeit-Ethernet (EtherCAT) |
0x88A8 | Provider Bridging |
0x88AB | Echtzeit-Ethernet Ethernet Powerlink (Ethernet POWERLINK) |
0x88B8 | IEC61850 Generic Object Oriented Substation Events (GOOSE) |
0x88CC | Link Layer Discovery Protocol (LLDP) |
0x88CD | Echtzeit-Ethernet Sercos III |
0x88E1 | HomePlug AV |
0x88E5 | MACsec |
0x8906 | Fibre Channel over Ethernet |
0x8914 | FCoE Initialization Protocol (FIP) |
0x8947 | GeoNetworking protocol |
Nutzdaten
- Payload
- Pro Datenblock können maximal 1500 Bytes an Nutzdaten übertragen werden
- Die Nutzdaten werden von dem unter Type angegebenen Protokoll interpretiert
- Die Datenbytes werden in aufsteigender Byte-Reihenfolge verschickt
- Jumbo Frames, Super Jumbo Frames und Jumbogramme erlauben auch größere Datenblöcke, diese Spezialmodi bewegen sich aber offiziell abseits von Ethernet (beziehungsweise IEEE 802.3)
Anhang
Siehe auch
Dokumentation
RFC
- Man-Page
- Info-Page
Links
Projekt
Weblinks
- Moderne LANs: IEEE 802.3ab 1000 BASE-T
- Ethernet-Paketformate
- Jürgen Plate: Grundlagen Computernetze. FH München
- Charles Spurgeon’s Ethernet Web Site (englisch)
- Projektseite der IEEE 802.3 Working Group (englisch)
- Ethernet-Standards als PDF auf der IEEE-Download-Seite (englisch)
- 10-Gigabit-Ethernet führt iSCSI und Fibre Channel zusammen
- W. Schulte: Metro- / Carrier Ethernet (PDF; 709 kB) DHBW Stuttgart. In: Funkschau, 16, S. 14