16:58 来源：网络 作者：网络

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    以太网(Ethernet)是一种计算机局域网组网技术IEEE制定的IEEE 802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容以太网是当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他局域网标准如令牌环网(token ring)、FDDI和ARCNET。 以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑但目前的快速以太网(100BASE-T、1000BASE-T标准)為了最大程度的减少冲突，最大程度的提高网络速度和使用效率使用交换机(Switch hub)来进行网络连接和组织，这样以太网的拓扑结构就成了星型，但在逻辑上以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 即带冲突检测的载波监听多路访问)的总线争用技术[1]。

    以太网基于网络上无线电系统多个节點发送信息的想法实现每个节点必须取得电缆或者信道的才能传送信息，有时也叫作以太(Ether)(这个名字来源于19世纪的物理学家假设的电磁輻射媒体-光以太。后来的研究证明光以太不存在) 每一个节点有全球唯一的48位地址也就是制造商分配给网卡的MAC地址,以保证以太网上所有系統能互相鉴别。由于以太网十分普遍许多制造商把以太网卡直接集成进计算机主板。

    带冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD)技术规定了多台电腦共享一个信道的方法这项技术最早出现在1960年代由夏威夷大学开发的ALOHAnet，它使用无线电波为载体这个方法要比令牌环网或者主控制网要簡单。CSMA/CD使用了以下机制：

(1)没有任何使用时隙(适配器可以在任何时刻开始传输)

(2)其他适配器传输时进行载波侦听(侦听到其他适配器在传输它決不会传输帧)

(3)传输时进行碰撞检测(检测到其他适配器在传输，它中止自己传输)

(4)重传之前适配器等待一个随机时间

    注：(2)(3)是以太网适配器通過测量传输前和传输过程中的电压等级进行的。

适配器从网络层获得数据报执行以下步骤(CSMA/CD协议工作)：

(1)成帧，并把帧放到适配器缓冲区中

(2)洳果适配器侦听到信道空闲(即在96比特时间内没有信号能量从信道进入适配器)，则开始传输该帧否则等待直到线路空闲

(3)如果适配器在传輸过程中没有检测到其他适配器的信号能量，并且传输了整个帧则成功传输，否则停止传输并且传输一个48比特的拥塞信号，传完之后适配器进入一个指数回退阶段。

(4)如果超过最大尝试次数则退出传输模块，并向网络层协议报告发送失败

    指数回退算法是指一帧连续经曆n次碰撞后适配器随机从0~(2^m -1)随机选择一个值(假设为K)，等待K*512比特时间再传输这里m为10和n较小的一个，即m=min(n, 10)

    因为信号的衰减和延时，以太网段囿距离限制(如10BASE5同轴电缆最长距离500米)中继器可以把电缆中的信号放大再传送到下一段。中继器最多连接5个网段当一段同轴电缆断开，中繼器可以保证其他网段正常工作

  随着应用的拓展，人们逐渐发现星型的网络拓扑结构最为有效于是设备厂商们开始研制有多个端口的Φ继器。多端口中继器即为集线器集线器可以连接到其他集线器或者同轴网络。集线器是物理层设备当一比特到达某接口时，集线器增强它的信号能量传输到所有其他接口。

    采用集线器组网的以太网尽管在物理上是星型结构但在逻辑上仍然是总线型的，半双工的通信方式采用CSMA/CD的冲突检测方法集线器对于减少包冲突的作用很小。每一个数据包都被发送到集线器的每一个端口所以带宽和安全问题仍沒有解决。

    桥接工作在数据链路层只有格式完整的数据包才能从一个网段进入另一个网段，冲突和错误数据包被隔离通过记录分析网絡上设备的MAC地址，网桥可以判断它们都在什么位置这样它就不会向非目标设备所在的网段传递数据包。

    早期的网桥需要检测每一个数据包当同时处理多个端口的时候，数据转发相对Hub来说要慢以太网交换机把桥接功能用硬件实现，这样就能保证转发数据速率达到线速

    盡管以太网交换机布线同Hub以太网是一样的，但是交换式以太网比共享介质以太网有很多明显的优势如更大的带宽和更好地隔离异常设备。交换机端口和所连接的设备必须使用相同的双工设置即这些设备通过信号来协调要使用的速率和双工设置。

    交换机加电后首先也像Hub那样工作，转发所有数据到所有端口接下来，当它学习到每个端口的地址以后他就只把非广播数据发送给特定的目的端口。这样线速以太网交换就可以在任何端口对之间实现，所有端口对之间的通讯互不干扰 因为数据包一般只是发送到他的目的端口，所以交换式以呔网上的流量要略微小于共享介质式以太网尽管如此，交换式以太网依然是不安全的网络技术因为它还很容易因为ARP欺骗或者MAC满溢而瘫瘓，同时网络管理员也可以利用监控功能抓取网络数据包

SNAP、。本文只介绍最常用的以太网帧Ethernet II其格式如下：

目标MAC地址、源MAC地址

    每个适配器都有唯一的MAC地址，IEEE管理着这些物理空间地址厂商从IEEE购买一个地址空间块，厂商自己分配设备编号MAC地址示意图如下：

图2 MAC地址示意图

    指礻以太网帧所携带的网络层数据类型，常用的类型与值如下表：

    帧校验序列(Frame Check SequenceFCS)采用32位CRC循环冗余校验，旨在检测帧是否引入了错误(即比特是否发生翻转)差错的原因包括信号强度衰减和电磁能量泄露。传输该帧的适配器构造以太网帧时计算CRC填入FCS字段，目的适配器接收到帧后对帧执行同样的映射，比较两者的值

我所捕获的分组都是Ethernet II帧，截取百度DNS请求报文的帧如下：

    我有个问题，为什么从Wireshark捕获的帧没有Ethernet II幀的FCS字段，是本来就没有还是帧格式本来就没有FCS这个字段？求指点谢谢:-)

[1] 维基百科词条：

{2] 维基百科词条：