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{{noteTA
|G1=IT
}}
在[[以太网]]链路上的数据包称作'''以太帧'''。以太帧起始部分由前导码和帧开始符组成。后面紧跟着一个以太网报头，以[[MAC地址]]说明目的地址和源地址。帧的中部是该帧负载的包含其他协议报头的数据包（例如[[IP协议]]）。以太帧由一个32位[[冗余校验|冗余校验码]]结尾。它用于检验数据传输是否出现损坏。

==结构==
来自线路的二进制数据包称作一个帧。从物理线路上看到的帧，除其他信息外，还可看到前导码和帧开始符。任何物理硬件都会需要这些信息。<ref group=note>前导码和帧开始符无法在[[嗅探|包嗅探]]程序中显示。这些信息会在OSI第1层被[[网卡]]处理掉，而不会传入嗅探程序采集数据的OSI第2层。也存在OSI物理层的嗅探工具以显示这些前导码和帧开始符，但这些设备大多昂贵，多用于检测硬件相关的故障。</ref>

下面的表格显示了在以1500个[[八位元组]]为[[最大传输单元|MTU]]传输（有些[[吉比特以太网]]甚至更高速以太网支持更大的帧，称作[[巨型帧]]）时的完整帧格式。<ref group=note>前导码和帧开始符的位模式以位串的方式给出，最左的比特最先传输(''而非''以字节为单位，以太网传输最优先的位)。这个脚注与IEEE 802.3标准吻合。</ref> 一个八位元组是八个位组成的数据（也就是现代计算机的一个字节）。

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|+ 802.3 以太网帧结构
|-
! 前导码 !! 帧开始符 !! MAC 目标地址 !! MAC 源地址 !! [[:IEEE_802.1Q|802.1Q]] 标签 （可选） !! [[Ethertype|以太类型]] !! 负载 !! [[冗余校验]] !! {{tsl|en|Interframe gap|帧间距}}
|-
| 10101010 7个octet || 10101011 1个octet || 6 octets || 6 octets || （4 octets） || 2 octets || {{nowrap|46–1500 octets}} || {{nowrap|4 octets}} || 12 octets
|-
| colspan="2" | || colspan="6"  style="background:#fdd;"| {{nowrap|64–1522 octets}} ||
|-
| colspan="8"  style="background:#fdd;"| {{nowrap|72–1530 octets}} ||
|-
| colspan="9"  style="background:#fdd;"| {{nowrap|84–1542 octets}}
|}

===前导码和帧开始符===
{{see also|Syncword}}
一个帧以7个字节的前导码和1个字节的帧开始符作为帧的开始。快速以太网之前，在线路上帧的这部分的位模式是10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101011。由于在传输一个字节时最低位最先传输（LSB），因此其相应的16进制表示为0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0xD5。<br />

10/100M 网卡（[[介质无关接口]] [[PHY]]）一次传输4位（一个{{tsl|en|nibble|半字節}}）。因此前导符会成为7组0x5+0x5,而帧开始符成为0x5+0xD。1000M网卡（{{tsl|en|Gigabit Media Independent Interface|GMII}}）一次传输8位，而10Gbit/s（{{tsl|en|nibble|XGMII}}） PHY芯片一次传输32位。<!-- http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ethernet&diff=182848085&oldid=182847778 --> 注意当以octet描述时，先传输7个01010101然后传输11010101。由于8位数据的低4位先发送，所以先发送帧开始符的0101，之后发送1101。

===报头===
报头包含源地址和目标地址的MAC地址，以太类型字段和可选的用于说明VLAN成员关系和传输优先级的[[IEEE 802.1Q]] VLAN 标签。

===帧校验码===
帧校验码是一个32位循环冗余校验码，以便验证帧数据是否被损坏。

===帧间距===
{{main|:en:Interframe gap}}

当一个帧发送出去之后，发送方在下次发送帧之前，需要再发送至少12个octet的空闲线路状态码。

==以太帧类型==

以太帧有很多种类型。不同类型的帧具有不同的格式和MTU值。但在同种物理媒体上都可同时存在。
*以太网第二版<ref group=note>第一版以太帧在早期以太网原型中使用，并使用8位MAC地址，从未在商业中使用</ref> 或者称之为Ethernet II 帧，DIX帧，是最常见的帧类型。并通常直接被IP协议使用。
*[[Novell]]的非标准[[IEEE 802.3]]帧变种。
*[[IEEE 802.2]] [[逻辑链路控制]] （LLC） 帧
*[[子网接入协议]]（SNAP）帧

所有四种以太帧类型都可包含一个IEEE 802.1Q选项来确定它属于哪个[[虚拟局域网|VLAN]]以及他的[[IEEE 802.1p]]优先级（[[QoS]]）。这个封装由[[IEEE 802.3ac]]定义并将帧大小从64字节扩充到1522字节（注：不包含7个前导字节和1个字节的帧开始符以及12个帧间距字节）。

IEEE 802.1Q标签，如果出现，需要放在源地址字段和以太类型或长度字段的中间。这个标签的前两个字节是标签协议标识符（TPID）值0x8100。这与没有标签帧的以太类型/长度字段的位置相同，所以以太类型0x8100就表示包含标签的帧，而实际的以太类型/长度字段则放在Q-标签的后面。TPID后面是两个字节的标签控制信息（TCI）。（IEEE 802.1p 优先级（[[QoS]]）和[[虚拟局域网|VLAN]] ID）。Q标签后面就是通常的帧内容。

===Ethernet II===
'''以太 II 帧''' （也称作'''DIX以太网'''，是以这个设计的主要成员，[[迪吉多|DEC]],[[英特尔|Intel]]和[[施乐|Xerox]]的名字命名的。<ref>{{cite book |title=Drew Heywood's Windows 2000 Network Services |author=Drew Heywood |author2=Zubair Ahmad |publisher=Sams |year=2001 |isbn=0672317419 |page=53}}</ref>）,把紧接在目标和源MAC地址后面的这个两字节定义为以太网帧数据类型字段。

例如，一个0x0800的以太类型说明这个帧包含的是[[IPv4]]数据报。同样的，一个0x0806的以太类型说明这个帧是一个[[地址解析协议|ARP]]帧，0x8100说明这是一个IEEE 802.1Q帧，而0x86DD说明这是一个[[IPv6]]帧。

当这个工业界的标准通过正式的[[IEEE]]标准化过程后，在802.3标准中以太类型字段变成了一个（数据）长度字段。（最初的以太包通过包括他们的帧来确定它们的长度，而不是以一个明确的数值。）但是包的接收层仍需知道如何解析包，因此标准要求将IEEE802.2头跟在长度字段后面，定义包的类型。多年之后，802.3x-1997标准，一个802.3标准的后继版本，正式允许两种类型的封包同时存在。实际上，两种封包都被广泛使用，而最初的以太封包在以太局域网中被广泛应用，因为他的简便和低开销。

为了允许一些使用以太II版本的数据报和一些使用802.3封装的最初版本的数据包能够在同一个以太网段使用，以太类型值必须大于等于1536（0x0600）。这个值比802.3封包的最大长度1500byte （0x05DC）要更大。因此如果这个字段的值大于等于1536，则这个帧是以太II帧，而那个字段是类型字段。否则（小于1500而大于46字节），他是一个IEEE 802.3帧，而那个字段是长度字段。1500～1536（不包含）的数值未定义。<ref>IEEE Std 802.3-2005, 3.2.6</ref>

===802.2 LLC===
一些协议，尤其是为[[OSI模型]]设计的，会直接在802.2 LLC层上操作。802.2 LLC层同时提供数据报和面向连接的网络服务。

802.2以太网变种没有在常规网络中普遍使用。只有一些大公司的没有与IP网络融合的Netware设备。以前，很多公司Netware网络支持802.2以太网，以便支持从以太网到IEEE 802.5令牌环网或FDDI网络的透明桥接。当今最流行的封包是以太网版本二，由基于IP协议的网络使用，将其以太类型设置为0x0800用于封装[[IPv4]]或者0x86DD来支持[[IPv6]]。

还有一个[[互联网标准]]来使用LLC/SNAP报头将IPv4封装在IEEE 802.2帧中。<ref>RFC 1042</ref> 这几乎从未在以太网中实现过。（但在[[FDDI]]以及[[令牌环网]]，[[IEEE 802.11]]和其他[[IEEE 802]]网络中使用）。如果不使用SNAP,IP传输无法封装在IEEE 802.2 LLC帧中。这是因为LLC协议中虽然有一种IP协议类型，却没有[[地址解析协议|ARP]]。IPv6同样可使用LLC/SNAP在IEEE 802.2以太网上传播，但，如同IPv4，它也绝少被这样使用。（尽管LLC/SNAP的IPv6封包在IEEE 802网络中被使用）。

===子网接入协议===
通过检查802.2 LLC头，可以确定他是否后继一个SNAP头。LLC头包含两个附加的8位地址字段，在OSI模型术语中称作''服务访问点''（SAPs）。当源和目标SAP都设置为0xAA时，就会使用SNAP服务。SNAP头允许以太类型值被任何IEEE 802协议使用，即使支持的是私有协议ID空间。在IEEE 802.3x-1997中，IEEE 以太标准被修改为明确允许紧接着MAC地址的16位字段即可用于长度字段，也可用于类型字段。

[[Mac OS]]使用 802.2/SNAP 封包来实现以太网上的[[AppleTalk]] V2协议套件（"EhterTalk"）。

===Novell raw 802.3===
Novell的"raw"802.3帧格式基于早期IEEE 802.3的工作。Novell以它作为起点来创建他自己的以太网上[[IPX]]协议的的第一个实现。他们没有使用LLC头，而是直接在长度字段后面开始IPX数据包。这不符合IEEE 802.3标准，但由于IPX的前两个字节一直是FF（而在IEEE 802.2 LLC中这种模式虽然理论上是可能的但实际上概率极其微小），实用中这种方式与其他以太实现共同存在。但须注意在一些早期的{{tsl|en|DECnet|}}可能无法识别之。

直到90年代中期，[[Novell NetWare]]默认使用这个帧类型，而由于Netware曾如此流行，而那时IP还不是那么流行，在过去的一些时候，大多数的以太网上都运载着负载IPX的"raw" 802.3封包。直到Netware 4.10，当使用IPX时，Netware才默认使用IEEE 802.2和LLC（Nerware 帧类型Ethernet_802.2）。

==效率==
我们可以计算以太网的效率和[[比特率]]：

<math>\text{Efficiency} = \frac{\text{Payload size}}{\text{Frame size}}</math>

当达到允许的最大负载值时可达到最高效率，对于无标签的以太网封包是<math>\frac{1500}{1538} = 97.53\%</math>，而使用802.1Q VLAN标签时是<math>\frac{1500}{1542} = 97.28\%</math>。

由效率中可计算比特率：

<math>\text{Net bit rate} = \text{Efficiency} \times \text{Wire bit rate}\,\!</math>

不带802.1Q标签的100BASE-TX以太网的最大比特率是97.53 Mbit/s.
注：不带标签的最大帧尺寸=1518 + 20 (7-byte 前导符,1-byte 帧开始符, 12-byte 帧间距)= 1538。

==矮帧==<!--[[矮帧]] redirects here-->
矮帧是一个尺寸不及IEEE 802.3<!--或者IEEE 802.2？-->定义的最小长度64字节的以太网帧。可能的原因是以太网碰撞，数据不足，网卡错误或软件错误。<ref>{{cite web |title=Glossary of Terms - R (Zarlink Semiconductor) |url=http://www.zarlink.com/zarlink/hs/7805.htm |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20091026153948/http://www.zarlink.com/zarlink/hs/7805.htm |archivedate=2009-10-26 |accessdate=2011-03-01 }} 071227 products.zarlink.com</ref>

==注释==
<references group=note/>

==参考资料==
<references/>

{{Ethernet}}

{{DEFAULTSORT:Ethernet Frame}}
[[Category:乙太網路]]