乙太網路資料幀（802.3）最大與最小長度

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乙太網路資料幀（802.3）最大與最小長度
2017年03月20日 19:40:01 Farmwang 閱讀數：5370更多
個人分類： TCP/IP
乙太網路(IEEE 802.3)框架格式：

1、前置碼：7位元組0x55,一串1、0間隔，用於訊號同步
2、幀起始定界符：1位元組0xD5(10101011)，表示一幀開始
3、DA(目的MAC)：6位元組
4、SA(源MAC)：6位元組
5、類型/長度：2位元組，0～1500保留為長度域值，1536～65535保留為類型域值(0x0600～0xFFFF)
6、資料：46～1500位元組
7、幀校正序列(FCS)：4位元組，使用CRC計算從目的MAC到資料域這部分內容而得到的校正和。

據RFC894的說明，乙太網路封裝IP資料包的最大長度是1500位元組，也就是說乙太網路最大幀長應該是乙太網路首部加上1500，再加上7位元組的前置同步碼和1位元組的幀開始定界符，具體就是：7位元組前置同步嗎＋1位元組幀開始定界符＋6位元組的目的MAC＋6位元組的源MAC＋2位元組的框架類型＋1500＋4位元組的FCS。

按照上述，最大幀應該是1526位元組，但是實際上我們抓包得到的最大幀是1514位元組，為什麼不是1526位元組呢？原因是當資料幀到達網卡時，在物理層上網卡要先去掉前置同步碼和幀開始定界符，然後對幀進行CRC檢驗，如果幀校正和錯，就丟棄此幀。如果校正和正確，就判斷幀的目的硬體地址是否符合自己的接收條件（目的地址是自己的物理硬體地址、廣播位址、可接收的多播硬體地址等），如果符合，就將幀交“裝置驅動程式”做進一步處理。這時我們的抓包軟體才能抓到資料，因此，抓包軟體抓到的是去掉前置同步碼、幀開始分界符、FCS之外的資料，其最大值是6＋6＋2＋1500＝1514。

乙太網路規定，乙太網路幀資料域部分最小為46位元組，也就是乙太網路幀最小是6＋6＋2＋46＋4＝64。除去4個位元組的FCS，因此，抓包時就是60位元組。當資料欄位的長度小於46位元組時，MAC子層就會在資料欄位的後面填充以滿足資料幀長不小於64位元組。由於填充資料是由MAC子層負責，也就是裝置驅動程式。

以CSMA/CD作為MAC演算法的一類LAN稱為乙太網路。CSMA/CD衝突避免的方法：先聽後發、邊聽邊發、隨機延遲後重發。一旦發生衝突，必須讓每台主機都能檢測到。關於最小發送間隙和最小幀長的規定也是為了避免衝突。

考慮如下的情況，主機發送的幀很小，而兩台衝突主機相距很遠。在主機A發送的幀傳輸到B的前一刻，B開始發送幀。這樣，當A的幀到達B時，B檢測到衝突，於是發送衝突訊號。假如在B的衝突訊號傳輸到A之前，A的幀已經發送完畢，那麼A將檢測不到衝突而誤認為已發送成功。由於訊號傳播是有時延的，因此檢測衝突也需要一定的時間。這也是為什麼必須有個最小幀長的限制。

按照標準，10Mbps乙太網路採用中繼器時，串連的最大長度是2500米，最多經過4個中繼器，因此規定對10Mbps乙太網路一幀的最小發送時間為51.2微秒。這段時間所能傳輸的資料為512位，因此也稱該時間為512位時。這個時間定義為乙太網路時隙，或衝突時槽。512位＝64位元組，這就是乙太網路幀最小64位元組的原因。

512位時是主機捕獲通道的時間。如果某主機發送一個幀的64位元組仍無衝突，以後也就不會再發生衝突了，稱此主機捕獲了通道。

由於通道是所有主機共用的，如果資料幀太長就會出現有的主機長時間不能發送資料，而且有的發送資料可能超出接收端的緩衝區大小，造成緩衝溢出。為避免單一主機佔用通道時間過長，規定了乙太網路幀的最大幀長為1500。

100Mbps乙太網路的時隙仍為512位時，乙太網路規定一幀的最小發送時間必須為5.12μs。

1000Mbps乙太網路的時隙增至512位元組，即4096位時，4.096μs。

乙太網路資料幀（802.3）最大與最小長度