[網際網路] 乙太網路封包格式(MAC Frame Format) - 菜園角耕耘 ...

Ethernet (802.3 MAC frame format) 在網路傳輸資料是透過所謂的封包來傳送，封包內包含了目的及來源的MAC位址、IP和Port，才能夠讓資料正確的傳送到 ... 標籤 程式語言 Linux Itinerary Android Cryptography Software Exam OpenSSL Internet Peregrinate BookReview Miscellaneous OpenWrt AppStore Gourmet UIUC Applyforadmission Charity Court LeetCode DeepLearning Languages Swift ZigBee 2013/12/09 [網際網路]乙太網路封包格式(MACFrameFormat) Ethernet(802.3MACframeformat) 在網路傳輸資料是透過所謂的封包來傳送，封包內包含了目的及來源的MAC位址、IP和Port，才能夠讓資料正確的傳送到目的地。

不過整個電腦的網路是利用各種網路拓樸連結在一起，有時候封包間會發生碰撞的問題，可以想像成在單行道上，兩台車都要通過，就會造成堵塞的現象。

因此透過CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollision,IEEE802.3)的設計，訂定出了網路的封包大小最小為64bytes；最大為1518bytes，來避免封包碰撞的現象。

以TCP/IP封包為例子，扣掉MAC位址及一些辨識碼[6(DA)+6(SA)+2(Ethertype)+4(FCS)=18bytes]，因此IP封包的大小為46~1500bytes，所以也常常會看到人家說網路的MTU為1500bytes，就是這麼來的。

1.EthernetII封包(Frame) Preamble(7) SFD(1) DA(6) SA(6) Ether type(2) Payload PAD FCS(4) Preamble:一連串的1010…10，用來同步 SFD(startofframedelimiter):為10101011，用來表示經同步之後，資料的起始 DA(DestinationAddress):目標的MAC位址，MAC為6bytes的硬體碼，從00:00:00:00:00:00到FF:FF:FF:FF:FF:FF，前3碼為製造廠商碼，後3碼為廠商自訂的流水號。

SA(SourceAddress):來源的MAC位址。

Ethertype:長度或者類別，IP封包為0x0800；ARP封包為0x0806。

Payload:MAC封包所要傳送的資料內容，也就是IP封包或者ARP封包等等，如底下第2點所介紹。

PAD(Padding):Ethernet封包長度介於46~1500bytes之間，因此假設IP封包長度沒有符合就必須做補滿的動作。

FCS(Framechecksequence,CRC32):Checksum，用來確認傳送資料是否有錯誤。

2.IP封包(Datagram) Version(4) IHL(4) Type ofService(8) Total Length(16) Identification(16) Flag(3) Fragment offset(13) Time toLive(8) Protocol(8) Header Checksum(16) Source Address(32) Destination Address(32) Options Padding Data IP封包格式的內容很多，簡單挑幾個重要的來介紹 Version: IPv4(4)orIPv6(6)。

Identification:IP封包最大可達65535Bytes，為了能夠放到MACframe裡面，所以IP封包會分割，然後到了目的地電腦之後，再利用Identification來重組。

Fragmentoffset:被切割的IP封包在原本封包裡面的offset，用來重組。

TimetoLive:為了避免無用的封包佔用網路資源，因此設計了一個TTL值，預設通常都是128or64，此參數的意義是封包每經過一個網路設備，TTL值就會減1，直到TTL值為0，封包就會被discard，才不會造成找不到目的地的IP封包會一直在網路上傳輸，佔用了網路的資源。

Protocol:常用的為TCP(0x06)或者UDP(0x17)封包協定。

HeaderChecksum:用來確認傳輸資料的正確與否。

SourceAddress:來源IP位址。

DestinationAddress:目的IP位址。

Data:TCPorUDP封包的內容。

3.TCP封包(Segment) Source Port(16) Destination Port(16) Sequence Number(32) Acknowledgment Number(32) Data Offset(4) Reserved(6) Flag(6) Window(16) Checksum(16) Urgent Pointer(16) Options Padding Data TCP為Layer3(NetworkLayer)的內容，主要包含了來源及目的的Port。

SourcePort:來源位址所使用的Port。

DestinationPort:目的位址所使用的Port。

SequenceNumber,AcknowledgmentNumber:要建立TCP連線為一個三向交握機制，為了確保兩者之間連線溝通的同步，就用這兩個參數來記錄。

簡單來說SequenceNumber為已送出的data量；而AcknowledgmentNumber為以接收的data量。

假設A與B之間建立TCP連線，一開始A會送(SEQA=0,ACKA=0)的封包給B，請求與B建立連線，然後B收到之後會回覆一個(SEQB=0,ACKB=1)給A，確認A可以連線，因為已經收到一個封包資訊，所以ACK為1，A接收到之後最後會在回覆一個確認封包(SEQA=1,ACKA=1)給B，確認建立TCP連線，這也就是三向交握的機制。

這兩個參數的設計，可以確認A會在確認B送過來的封包之中的(SEQB/ACKB)得知B是否有正確收到上一個傳送過去的封包，然後才會再送下一個封包。

相較於UDP的設計，TCP可以確保每次封包都會正確傳送到目的地，是一個可靠的傳輸，但相對的缺乏效率。

Window:TCP會確保封包是否正確送達目的地，不過每次都送出等待目的的回覆確認的話，會造成太多時間的在等待上，因此設計了Window參數，用來告訴對方一次可以接受的視窗大小，讓對方一次送N個TCP封包，然後再回覆確認，，若有沒收到的要求對方再重傳，確認N個封包都收到之後，再送下一個N個封包，如此可以增加傳送的效率。

Checksum:錯誤檢查碼，確認資料傳送的正確性。

底下用WireShark軟體抓取一個TCP/IP封包為例子 MAC表頭的部分，目的及來源的MAC位址。

IPv4封包的內容，包含了目的及來源的IP位址，Protocol為TCP(0x06)。

TCP封包的內容，包含了來源及目的位址所使用的Portnumber，SEQ/ACKnumber。

最後就是資料內容。

根據OSI七層參考模型，資料是從傳輸層(TPC/UDP,Port)→網路層(IPaddress)→資料鏈結層(MAC)→實體層(Binary)來傳送，由上而下包裝segment(TCP/UDP,Port)→datagram(IPaddress)→frame(MAC)，最後實體層用1010的二進制碼傳送出去。

張貼者： BrunoChen 發表於 12/09/201311:16:00下午 以電子郵件傳送這篇文章BlogThis！分享至Twitter分享至Facebook分享到Pinterest 標籤： Internet 1則留言: Unknown30/6/2112:05少數清晰的整理,很厲害回覆刪除回覆回覆新增留言載入更多… 較新的文章 較舊的文章 首頁 訂閱： 張貼留言(Atom) 熱門文章 [Wi-Fi]IEEE802.11a/b/g/n/ac有什麼差別？ 在市面上的行動通訊產品，常常會看到IEEE802.11a/b/g/n或者IEEE802.11ac的規格，但這幾種規格到底有什麼差異呢？Wi-Fi使用的radiofrequency頻段為2.4GHz或者5GHz，簡單整理成下表：ProtocolF... [網際網路]乙太網路封包格式(MACFrameFormat) Ethernet(802.3MACframeformat)在網路傳輸資料是透過所謂的封包來傳送，封包內包含了目的及來源的MAC位址、IP和Port，才能夠讓資料正確的傳送到目的地。

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