3.2 Ethernet-Pakete (Ethernet-Frames)
Ihre Daten transportieren Sie immer mithilfe der Ethernet-Pakete. Darin gehen Ihre in Einzelpakete zerlegten Daten vom Sender zum Empfänger, und das unabhängig vom verwendeten Netzwerkprotokoll.
Im Grunde würde für den Datentransport dieser einfache Paketmechanismus bereits ausreichen. Leider ist die Reichweite auf ein einziges, gemeinsames Netzwerksegment beschränkt. Sobald also Komponenten wie Switch, Bridge oder Router zwischen Ihrem Rechner und dem Zielgerät liegen, funktioniert mangels Adressierbarkeit die Kommunikation nicht. Für den segmentübergreifenden (und damit weltweiten) Datenverkehr benötigen Sie die Hilfe der höheren Netzwerkprotokolle. Diese enthalten die notwendigen Mechanismen.
Die Ethernet-Frames haben einen relativ einfachen Aufbau. Die Pakete haben eine Standardlänge von 1518 Byte (Tabelle 3.2) bzw. 1522 Byte, wenn Sie um das VLAN-Tag erweitert sind (Tabelle 3.3).
7 Byte |
1 Byte |
6 Byte |
6 Byte |
2 Byte |
bis 1500 Byte |
max. 46 Byte |
4 Byte |
Präambel |
SFD |
MAC- |
MAC- |
Typ |
Nutzdaten |
PAD |
CRC (FCS) |
Tabelle 3.2 Standard-Ethernet-Frame nach IEEE 802.3
7 Byte |
1 Byte |
6 Byte |
6 Byte |
4 Byte |
2 Byte |
bis |
max. |
4 Byte |
Präambel |
SFD |
MAC- |
MAC- |
VLAN-Tag |
Typ |
Nutzdaten |
PAD |
FCS |
Tabelle 3.3 Um das VLAN-Tag erweiterter Ethernet-Frame nach IEEE 802.1Q
Das VLAN-Tag kennzeichnet virtuelle Netzwerke (VLANs). Deren Mechanismen und Einsatzmöglichkeiten erkläre ich in Abschnitt 4.6.4, »Virtuelle Netze (VLAN)«. Meist haben Sie es heute mit den um das VLAN-Tag erweiterten Ethernet-Frames zu tun.
Bestandteile des Ethernet-Frames mit VLAN-Tag
-
Präambel: 7 Byte mit wechselnden Bits (»10101010 …«), zum Synchronisieren der Endgeräte, noch aus Kompatibilitätsgründen vorhanden
-
SFD: Start-Frame-Delimiter, Bitfolge 10101011, zum Synchronisieren und Anzeigen des Beginns des Frames, noch aus Kompatibilitätsgründen vorhanden
-
VLAN-Tag: Kennzeichnung für virtuelle Netzwerke
-
Typ: Angabe über das von den Nutzdaten angewendete Netzwerkprotokoll. Einige wichtige Vertreter hiervon sind: 0x800 IPv4, 0x86DD IPv6, 0x0806 Address Resolution Protocol (ARP), 0x0842 Wake on LAN (WOL).
-
Pad: dient zum Auffüllen des Ethernet-Frames auf die Mindestgröße von 64 Byte, wenn diese mit den Nutzdaten nicht erreicht wird
-
FCS: Frame Check Sequence; mittels 32-Bit-CRC-Prüfsumme wird die Übertragung auf Fehler überprüft.