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802.3协议标准

  篇一：ieee802.3协议简介
  ieee802.3局域网协议
  ieee802.3局域网协议（ethernetlanprotocolsasdefinedinieee802.3suite）
  简介
  以太网协议是由一组ieee802.3标准定义的局域网协议集。在以太网标准中，有两种操作模式：半双工和全双工。半双工模式中，数据是通过在共享介质上采用载波监听多路访问/冲突检测（csma/cd）协议实现传输的。它的主要缺点在于有效性和距离限制，链路距离受最小mac帧大小的限制。该限制极大的降低了其高速传输的有效性。因此，引入了载波扩展技术来确保千兆位以太网中mac帧的最小长度为512字节，从而达到了合理的链路距离要求。
  传输速率
  当前定义在光纤和双绞线上的传输速率有四种：
  10mbps－10base-t以太网
  100mbps－快速以太网
  1000mbps－千兆位以太网（802.3z）
  10千兆位以太网－ieee802.3ae
  本文我们主要讨论以太网的总体概况。有关快速以太网、千兆位以太网以及万兆位以太网的具体内容将在其它文档中另作介绍。
  基本组成
  以太网系统由三个基本单元组成：
  物理介质，用于传输计算机之间的以太网信号；
  介质访问控制规则，嵌入在每个以太网接口处，从而使得计算机可以公平的使用共享以太网信道；
  以太帧，由一组标准比特位构成，用于传输数据。
  在所有ieee802协议中，iso数据链路层被划分为两个ieee802子层，介质访问控制（mac）子层和mac－客户端子层。ieee802.3物理层对应于iso物理层。
  mac子层有两个基本职能：
  数据封装，包括传输之前的帧组合和接收中、接收后的帧解析/差错检测。介质访问控制，包括帧传输初始化和传输失败恢复。
  介质访问控制（mac）－客户端子层可能是以下一种：
  逻辑链路控制（llc），提供终端协议栈的以太网mac和上层之间的接口，其中llc由ieee802.2标准定义。
  网桥实体，提供lans之间的lan-to-lan接口，可以使用同种协议（如以太网到以太网）和不同的协议（如以太网到令牌环）之间。网桥实体由ieee802.1标准定义。
  以太网上的每台计算机都能独立运行，不存在中心控制器。连接到以太网的所有工作站都接入共享信令系统，又称为介质。要发送数据时，工作站首先监听信道，如果信道空闲，即可以以太帧或数据包格式传输数据。
  每帧传输完毕之后，各工作站必须公平争取下一帧的传输机会。对于共享信道的访问取决于嵌入到每个工作站的以太网接口的介质访问控制机制。该机制建立在载波监听多路访问/冲突检测（csma/cd）基础上。
  当以太帧发送到共享信道后，所有以太网接口查看它的目标地址。如果帧目标地址与接口地址相匹配，那么该帧就能被全部读取并且被发送到那台计算机的网络软件上。如果发现帧
目标地址与它们本身的地址不匹配时，则停止帧读取操作。
  信号如何通过组成以太网系统的各个介质段有助于我们掌握系统拓朴结构。以太网的信号拓朴是一种逻辑拓朴，用来区别介质电缆的实际物理布局。以太网的逻辑拓朴结构提供了一条单一信道（或总线）用于传送以太网信号到所有工作站。
  多个以太网段可以链接在一起构成一个较大的以太网，这通过一种能够放大信号和重新计时的叫做中继器的设备实现。通过中继器，多段以太网系统可以像“无根分支树”（non-rootedbranchingtree）一样扩展。“无根”意味着系统在任意方向上都可以生成链接段，且没有特定的根段。最重要的是，各段的连接不能形成环路。系统的每个段必须具有两个终端，这是由于以太网系统在环路路径上不能正确运行。即使介质段以星形模式物理连接，且许多段都接在中继器上，但是它的逻辑拓朴结构仍就是通过以太网单信道传送信号至所有工作站。
  协议结构
  10/100mbps以太网中的基本ieee802.3mac数据格式如下：7166246-1500bytes4bytes
  presFddasalengthtypedataunit+padFcs
  preamble（pre）―7字节。pre字段中1和0交互使用，接收站通过该字段知道导入帧，并且
该字段提供了同步化接收物理层帧接收部分和导入比特流的方法。
  start-of-Framedelimiter（sFd）―1字节。字段中1和0交互使用，结尾是两个连续的1，表示下一位是利用目的地址的重复使用字节的重复使用位。
  destinationaddress（da）―6字节。da字段用于识别需要接收帧的站。sourceaddresses（sa）―6字节。sa字段用于识别发送帧的站。
  length/type―2字节。如果是采用可选格式组成帧结构时，该字段既表示包含在帧数据字段中的mac客户机数据大小，也表示帧类型id。
  data―是一组n（46=  Framechecksequence（Fcs）―4字节。该序列包括32位的循环冗余校验（cRc）值，由发送mac方生成，通过接收mac方进行计算得出以校验被破坏的帧。
  包含千兆位载波扩展的mac帧：
  1000base-x最小帧大小为416字节；1000base-t最小帧大小为520字节。通过扩展字段可以满足长度小于最小值的帧需求。
  7166246=  presFddasalengthtypedataunit+padFcsext
  ieee802.3、ieee802.4、ieee802.5三种局域网的区别？
  ieee802．3是载波侦听多路访问局域网的标准。同时需要理解总线网的特点，即它进行媒
体访问无优先权，信息的发送是通过竞争进行的；结构简单，媒体介入方便，价格便宜；但节点之间的最大距离有限制；信息负载少，数据吞吐量较高，延时短；反之，(802.3协议标准)冲突的增加，数据吞吐量下降，网络延时增加；实时性差；采用点到点或广播式通信。通过这些特点，大家可以对局域网的性能有所了解，同时对于10base5、10base2、10base—t三种以太网从长度、连接数、接口等方面做到心中有数，从而为局域网组网选择提供依据。
  ieee802．4是令牌网的标准。应当注意的是它的4种优先级，使用的传输介质和它的特点，从它的特点我们可以清晰的看出该标准采用无冲突媒体访问方式；结构从物理上讲是总线网，而逻辑上是环形网，连接简单；信息载荷与总线网在信息载荷方面的特点正好相反；传输延迟固定。
  ieee802.5标准,定义了令牌环(tokenRing)介质访问控制子层与物理层规范主要表现为：
  1.单令牌协议；2.优先级位；3.监控站；4.预约指示器；
其中两个主要的协议  ieee802.5标准定义了25种截止访问控制桢,用以完成环维护功能。
  篇二：802.3各种封装支持的上层协议
  浅谈以太网帧格式
  一.ethernet帧格式的发展
  1980dec,intel,xerox制订了etherneti的标准
  1982dec,intel,xerox又制订了ehternetii的标准
  1982ieee开始研究ethernet的国际标准802.3
  1983迫不及待的novell基于ieee的802.3的原始版开发了专用的ethernet帧格式
  1985ieee推出ieee802.3规范,后来为解决ethernetii与802.3帧格式的兼容问题,推出折衷的ethernetsnap格式
  (其中早期的etherneti已经完全被其他帧格式取代了,所以现在ethernet只能见到后面几种ethernet的帧格式,现在大部分的网络设备都支持这几种ethernet的帧格式,如:cisco的路由器再设定ethernet接口时可以指定不同的以太网的帧格式:arpa,sap,snap,novell-ether)
  二.各种不同的帧格式
  下面介绍一下各个帧格式
  1.ethernetii
  就是dix以太网联盟推出的。。。。它由6个字节的目的mac地址，6个字节的源mac地址，2个字节的类型域（用于标示封装在这个Frame、里面数据的类型)以上为Frameheader,接下来是46--1500字节的数据，和4字节的帧校验
  vellethernet
  它的帧头与ethernet有所不同其中ethernetii帧头中的类型域变成了长度域，后面接着的两个字节为0xFFFF,用于标示这个帧是novellether类型的Frame,由于前面的0xFFFF站掉了两个字节所以数据域缩小为44-1498个字节,帧校验不变。
  3.3.ieee802.3/802.2
  802.3的Frameheader和ethernetii的帧头有所不同,ethernetii类型域变成了长度域。其中又引入802.2协议(llc)在802.3帧头后面添加了一个llc首部,由dsap(destinationserviceaccesspoint)1byte,ssap(sourcesap),一个控制域--1byte!sap用于标示帧的上层协议。
  hernetsnap
  snapFrame与802.3/802.2Frame的最大区别是增加了一个5bytes的snapid其中前面3个byte通常与源mac地址的前三个bytes相同为厂商代码！有时也可设为0,后2bytes与ethernetii的类型域相同。。。
  三.如何区分不同的帧格式
  ethernet中存在这四种Frame那些网络设备又是如何识别的呢如何区分ethernetii与其他三种
格式的Frame
  如果帧头跟随sourcemac地址的2bytes的值大于1500,则此Frame为ethernetii格式的
  接着比较紧接着的两bytes如果为0xFFFF则为novellether类型的Frame,如果为0xaaaa则为ethernetsnap格式的Frame,如果都不是则为ethernet802.3/802.2格式的帧
  几种以太网帧格式
  相当长的一段时间里我都没搞明白一个很基础的问题---以太网的封装格式；最近查了查相关文档，总结如下；
  首先说明一下，ethernet和802.3并不是一回事，虽然我们经常混用这两个术语；
  历史上以太网帧格式有五种:
  1.ethernetV1：这是最原始的一种格式，是由xeroxpaRc提出的3mbpscsma/cd以太网标准的封装格式，后来在1980年由dec，intel和xerox标准化形成ethernetV1标准；
  2.ethernetV2(aRpa)：这是最常见的一种以太网帧格式，也是今天以太网的事实标准，由dec，intel和xerox在1982年公布其标准，主要更改了ethernetV1的电气特性和物理接口，在帧格式上并无变化；ethernetV2出现后迅速取代ethernetV1成为以太网事实标准；ethernetV2帧头结构为6bytes的源地址+6bytes的目标地址+2bytes的协议类型字段+数据。
  常见协议类型如下：
  0800ip
  0806aRp
  8137novellipx
  809bappletalk
  如果协议类型字段取值为0000-05dc(十进制的0-1500)，则该帧就不是ethernetV2(aRpa)类型了，而是下面讲到的三种802.3帧类型之一；ethernet可以支持tcp/ip，novellipx/spx，appletalkphasei等协议；RFc894定义了ip报文在ethernetV2上的封装格式；
  3.Raw802.3：这是1983年novell发布其划时代的netware/86网络套件时采用的私有以太网帧格式，该格式以当时尚未正式发布的802.3标准为基础；但是当两年以后ieee正式发布802.3标准时情况发生了变化—ieee在802.3帧头中又加入了802.2llc(logicallinkcontrol)头，这使得novell的Raw802.3格式跟正式的ieee802.3标准互不兼容；可以看到在novell的Raw802.3帧结构中并没有标志协议类型的字段，而只有length字段(2bytes,取值为0000-05dc，即十进制的0-1500)，因为Raw802.3帧只支持ipx/spx一种协议；
  4.802.3/802.2llc：这是ieee正式的802.3标准，它由ethernetV2发展而来。它将ethernet
  V2帧头的协议类型字段替换为帧长度字段(取值为0000-05dc;十进制的1500)；并加入802.2llc头用以标志上层协议，llc头中包含dsap，ssap以及crontrol字段；
  常见sap值：
  0nulllsap[ieee]
  4snapathcontrol[ieee]
  6dodip[79,jbp]
  aasnap[ieee]
  Feglobaldsap[ieee]
  sap值用以标志上层应用，但是每个sap字段只有8bits长，而且其中仅保留了6比特用于标识上层协议，因此所能标识的协议数有限(不超过32种)；并且ieee拒绝为某些重要的协议比如aRp协议定义sap值(奇怪的是同时他们却定义了ip的sap值)；因此802.3/802.2llc的使用有很大局限性；
  5.802.3/802.2snap：这是ieee为保证在802.2llc上支持更多的上层协议同时更好的支持
  ip协议而发布的标准，与802.3/802.2llc一样802.3/802.2snap也带有llc头，但是扩展了llc属性，新添加了一个2bytes的协议类型域（同时将sap的值置为aa），从而使其可以标识更多
的上层协议类型；另外添加了一个3bytes的oui字段用于代表不同的组织，RFc1042定义了ip报文在802.2网络中的封装方法和aRp协议在802.2sanp中的实现；
  今天的实际环境中大多数tcp/ip设备都使用ethernetV2格式的帧。这是因为第一种大规模使用的tcp/ip系统(4.2/3bsdunix)的出现时间介于RFc894和RFc1042之间，它为了避免不能和别的主机互操作的风险而采用了RFc894的实现；也由于大家都抱着这种想法，所以802.3标准并没有如预期那样得到普及；
  cisco设备的ethernetinterface默认封装格式是aRpa(ethernetV2)
  篇三：802.3协议
  802.3
  802.3通常指以太网。一种网络协议。描述物理层和数据链路层的mac子层的实现方法，在多种物理媒体上以多种速率采用csma/cd访问方式，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。
  dixethernetV2标准与ieee的802.3标准只有很小的差别，因此可以将802.3局域网简称为“以太网”。
  严格说来，“以太网”应当是指符合dixethernetV2标准的局域网。
  早期的ieee802.3描述的物理媒体类型包括：10base2、10base5、10baseF、10baset和10broad36等；快速以太网的物理媒体类型包括：100baset、100baset4和100basex等。
  为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：
  逻辑链路控制llc(logicallinkcontrol)子层
  媒体接入控制mac(mediumaccesscontrol)子层。
  与接入到传输媒体有关的内容都放在mac子层，而llc子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对llc子层来说都是透明的。
  由于tcp/ip体系经常使用的局域网是dixethernetV2而不是802.3标准中的几种局域网，因此现在802委员会制定的逻辑链路控制子层llc（即802.2标准）的作用已经不大了。
  很多厂商生产的网卡上就仅装有mac协议而没有llc协议。
  mac子层的数据封装所包括的主要内容有：数据封装分为发送数据封装和接收数据封装两部分，包括成帧、编制和差错检测等功能。
  数据封装的过程：当llc子层请求发送数据帧时，发送数据封装部分开始按mac子层的帧格式组帧：
  （1）将一个前导码p和一个帧起始定界符sFd附加到帧头部分；
  （2）填上目的地址、源地址、计算出llc数据帧的字节数并填入长度字段len；
  （3）必要时将填充字符pad附加到llc数据帧后；
  （4）求出cRc校验码附加到帧校验码序列Fcs中；
  （5）将完成封装后的mac帧递交miac子层的发送介质访问管理部分以供发送；接收数据解封部分主要用于校验帧的目的地址字段，以确定本站是否应该接受该帧，如地址符合，则将其送到llc子层，并进行差错校验。
 

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