文档介绍：以太网 MAC 协议 1位/ 字节顺序的表示方法 位序严格地讲,以太网对于字节中位的解释是完全不敏感的。也就是说,以太网并不需要将一个字节看成是一个具有 8个比特的数字值。但是为了使位序更容易描述以及防止不兼容,以太网和多数数据通信系统一样,传输一个字节的顺序是从最低有效位(对应于 2 0 的数字位)到最高有效位(对应于 2 7 的数字位) 。另外****惯上在书写二进制数字时,最低值位写在最左面,而最高值位写在最右面。这种写法被称为“小端”形式或正规形式。一个字节可以写成两个十六进制数字, 第一个数字(最左边)是最高位数字,第二个(最右边)是最低位数字。 字节顺序如果所有有定义的数据值都是 1字节长,则在介绍完位序后就可以停止了。但是很不幸事实并非如此,所以我们必须面对长于单个字节的域,这些域是以从左到右排列的,以连接符“-”分隔的字节串表示。每个字节包含两个十六进制数字。多字节域的各个字节按第一个到最后一个(即从左到右)的顺序发送,而每个字节采用小端位序传送。例如, 6字节域: 08-00-60-01-2C-4A 将按以下顺序(从左向右读)串行地发送: 0001 0000-0000 0000-0000 0110-1000 0000-0011 0100-0101 0010 2 以太网地址地址是一个指明特定站或一组站的标识。以太网地址是 6 字节( 48 比特)长。图1说明了以太网地址格式。图1 以太网地址格式在目的地址中,地址的第 1位表明该帧将要发送给单个站点还是一组站点。在源地址中,第 1位必须为 0。站地址要唯一确定是至关重要的,一个帧的目的地不能是模糊的。地址的唯一性可以是: ●局限于本网络内。保证地址在某个特定 LAN 中是唯一的,但不能保证在相互连接的 LAN 中是唯一的。当使用局部唯一地址时,要求网络管理员对地址进行分配。●全局的。保证地址在所有的 LAN 中,在任何时间,以及对于所有的技术都是唯一的,这是一个强大的机制,因为: (1)使网络管理员不必为地址分配而烦恼; ( 2)使得站点可以在 LAN 之间移动,而不必重新分配地址; (3)可以实现数据链路网桥/交换机。全局唯一地址以块为单位进行分配,地址块由 IEEE 管理。一个组织从 IEE E 获得唯一的地址块( 称为 OUI) ,并可用该地址块创建 2 24 个设备。那么保证该地址块中地址(最后 3个字节)的唯一性就是制造商的责任。地址中的第 2位指示该地址是全局唯一还是局部唯一。除了个别情况,历史上以太网一直使用全局唯一地址。 3 以太网数据帧格式图2 基本的以太网帧格式及传输次序图2显示了以太网 MAC 帧各个字段的大小和内容以及传输次序。该格式中每个字段的字节次序是先传输的字节在左,后传输的字节在右。在每个字节中的位次序正好相反,低位在左,高位在右。字节次序和位的次序通常用于 FCS 之外的所有字段。 FCS 将作为一个特殊的 32 位字段( 最高位在左),而不是 4个单独的字节。 前导码(Preamble) 和帧起始定界符( SFD ) 前导码包含 8 个字节。前 7 个字节(56 位) 的职位 0x55 ,而最后一个字节为帧起始定界符,其值为 0xD5 。结果前导码将成为一个由 62个 1和 0 间隔( 10101010--- )的串行比特流,最后 2位是连续的 1, 表示数据链路层帧的开始。其作用就是提醒接收系统有帧的到来,以及使到来的帧与输入定时进行同步。在 DIX 以太网中,前导码被认为是物理层封装的一部分,而不是数据链路层的封装。 地址字段每个 MAC 帧包含两个地址字段:目标地址(Destination Address) 和源地址(Source Address) 。目的地址标识了帧的目的地站点,源地址标识了发送帧的站。 DA 可以是单播地址(单个目的地)或组播地址(组目的地), SA 通常是单播地址(即,第 1位是 0)。 长度/类型(Length/Type ) 长度/ 类型字段具有两种意义中的一种。如果这个字段的值小于 1518 ,那么这个字段就是长度字段,并定义后面的数据字段的长度。但是如果这个字段的值大于 1518 ,它就标识了在以太网上运行的客户端协议。 数据(Data) 数据字段包含 46~1500 字节。数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息。由于 CSMA/CD 算法的限制, 以太网帧必须不能小于某个最小长度。高层协议要保证这个域至少包含 46 个字节。数据域长度的上限是任意的,但已经被设置为 1500 字节。 帧校验序列( FCS ) 帧校验序列包含 4个字节。 FC S是从 DA 开始到数据域结束这部分的校验和。校验和的算法是 32 位的循环冗余校验法( CRC )