以太網幀格式

在以太網鏈路上的數據包稱作以太幀。以太幀起始部分由前導碼和幀開始符組成。後面緊跟著一個以太網報頭，以MAC地址說明目的地址和源地址。幀的中部是該幀負載的包含其他協議報頭的數據包（例如IP協議）。以太幀由一個32位冗餘校驗碼結尾。它用於檢驗數據傳輸是否出現損壞。

**結構**
來自線路的二進制數據包稱作一個幀。從物理線路上看到的幀，除其他信息外，還可看到前導碼和幀開始符。任何物理硬件都會需要這些信息。
下面的表格顯示了在以1500個八位元組為MTU傳輸（有些吉比特以太網甚至更高速以太網支持更大的幀，稱作巨型幀）時的完整幀格式。 一個八位元組是八個位組成的數據（也就是現代計算機的一個字節）。

**前導碼和幀開始符**
一個幀以7個字節的前導碼和1個字節的幀開始符作為幀的開始。快速以太網之前，在線路上幀的這部分的位模式是10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101011。由於在傳輸一個字節時最低位最先傳輸（LSB），因此其相應的16進製表示為0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0xD5。
10/100M 網卡（介質無關接口 PHY）一次傳輸4位（一個半字節）。因此前導符會成為7組0x5+0x5,而幀開始符成為0x5+0xD。1000M網卡（GMII）一次傳輸8位，而10Gbit/s（XGMII） PHY芯片一次傳輸32位。 注意當以octet描述時，先傳輸7個01010101然後傳輸11010101。由於8位數據的低4位先發送，所以先發送幀開始符的0101，之後發送1101。

**報頭**
報頭包含源地址和目標地址的MAC地址，以太類型字段和可選的用於說明VLAN成員關係和傳輸優先級的IEEE 802.1Q VLAN 標籤。

**幀校驗碼**
幀校驗碼是一個32位循環冗餘校驗碼，以便驗證幀數據是否被損壞。

**幀間距**
當一個幀發送出去之後，發送方在下次發送幀之前，需要再發送至少12個octet的空閒線路狀態碼。

**以太幀類型**
以太幀有很多種類型。不同類型的幀具有不同的格式和MTU值。但在同種物理媒體上都可同時存在。
*以太網第二版 或者稱之為Ethernet II 幀，DIX幀，是最常見的幀類型。並通常直接被IP協議使用。
*Novell的非標準IEEE 802.3幀變種。
*IEEE 802.2 邏輯鏈路控制 （LLC） 幀
*子網接入協議（SNAP）幀
所有四種以太幀類型都可包含一個IEEE 802.1Q選項來確定它屬於哪個VLAN以及他的IEEE 802.1p優先級（QoS）。這個封裝由IEEE 802.3ac定義並將幀大小從64字節擴充到1522字節（注：不包含7個前導字節和1個字節的幀開始符以及12個幀間距字節）。
IEEE 802.1Q標籤，如果出現，需要放在源地址字段和以太類型或長度字段的中間。這個標籤的前兩個字節是標籤協議標識符（TPID）值0x8100。這與沒有標籤幀的以太類型/長度字段的位置相同，所以以太類型0x8100就表示包含標籤的幀，而實際的以太類型/長度字段則放在Q-標籤的後面。TPID後面是兩個字節的標籤控制信息（TCI）。（IEEE 802.1p 優先級（QoS）和VLAN ID）。Q標籤後面就是通常的幀內容。

**Ethernet II**
以太 II 幀 （也稱作DIX以太網，是以這個設計的主要成員，DEC,Intel和Xerox的名字命名的。）,把緊接在目標和源MAC地址後面的這個兩字節定義為以太網幀數據類型字段。
例如，一個0x0800的以太類型說明這個幀包含的是IPv4數據報。同樣的，一個0x0806的以太類型說明這個幀是一個ARP幀，0x8100說明這是一個IEEE 802.1Q幀，而0x86DD說明這是一個IPv6幀。
當這個工業界的標準通過正式的IEEE標準化過程後，在802.3標準中以太類型字段變成了一個（數據）長度字段。（最初的以太包通過包括他們的幀來確定它們的長度，而不是以一個明確的數值。）但是包的接收層仍需知道如何解析包，因此標準要求將IEEE802.2頭跟在長度字段後面，定義包的類型。多年之後，802.3x-1997標準，一個802.3標準的後繼版本，正式允許兩種類型的封包同時存在。實際上，兩種封包都被廣泛使用，而最初的以太封包在以太局域網中被廣泛應用，因為他的簡便和低開銷。
為了允許一些使用以太II版本的數據報和一些使用802.3封裝的最初版本的數據包能夠在同一個以太網段使用，以太類型值必須大於等於1536（0x0600）。這個值比802.3封包的最大長度1500byte （0x05DC）要更大。因此如果這個字段的值大於等於1536，則這個幀是以太II幀，而那個字段是類型字段。否則（小於1500而大於46字節），他是一個IEEE 802.3幀，而那個字段是長度字段。1500～1536（不包含）的數值未定義。

**802.2 LLC**
一些協議，尤其是為OSI模型設計的，會直接在802.2 LLC層上操作。802.2 LLC層同時提供數據報和麵向連接的網絡服務。
802.2以太網變種沒有在常規網絡中普遍使用。只有一些大公司的沒有與IP網絡融合的Netware設備。以前，很多公司Netware網絡支持802.2以太網，以便支持從以太網到IEEE 802.5令牌環網或FDDI網絡的透明橋接。當今最流行的封包是以太網版本二，由基於IP協議的網絡使用，將其以太類型設置為0x0800用於封裝IPv4或者0x86DD來支持IPv6。
還有一個互聯網標準來使用LLC/SNAP報頭將IPv4封裝在IEEE 802.2幀中。 這幾乎從未在以太網中實現過。（但在FDDI以及令牌環網，IEEE 802.11和其他IEEE 802網絡中使用）。如果不使用SNAP,IP傳輸無法封裝在IEEE 802.2 LLC幀中。這是因為LLC協議中雖然有一種IP協議類型，卻沒有ARP。IPv6同樣可使用LLC/SNAP在IEEE 802.2以太網上傳播，但，如同IPv4，它也絕少被這樣使用。（儘管LLC/SNAP的IPv6封包在IEEE 802網絡中被使用）。

**子網接入協議**
通過檢查802.2 LLC頭，可以確定他是否後繼一個SNAP頭。LLC頭包含兩個附加的8位地址字段，在OSI模型術語中稱作服務訪問點（SAPs）。當源和目標SAP都設置為0xAA時，就會使用SNAP服務。SNAP頭允許以太類型值被任何IEEE 802協議使用，即使支持的是私有協議ID空間。在IEEE 802.3x-1997中，IEEE 以太標準被修改為明確允許緊接著MAC地址的16位字段即可用於長度字段，也可用於類型字段。
Mac OS使用 802.2/SNAP 封包來實現以太網上的AppleTalk V2協議套件（"EhterTalk"）。

**Novell raw 802.3**
Novell的"raw"802.3幀格式基於早期IEEE 802.3的工作。Novell以它作為起點來創建他自己的以太網上IPX協議的的第一個實現。他們沒有使用LLC頭，而是直接在長度字段後面開始IPX數據包。這不符合IEEE 802.3標準，但由於IPX的前兩個字節一直是FF（而在IEEE 802.2 LLC中這種模式雖然理論上是可能的但實際上概率極其微小），實用中這種方式與其他以太實現共同存在。但須注意在一些早期的可能無法識別之。
直到90年代中期，Novell NetWare默認使用這個幀類型，而由於Netware曾如此流行，而那時IP還不是那麼流行，在過去的一些時候，大多數的以太網上都運載著負載IPX的"raw" 802.3封包。直到Netware 4.10，當使用IPX時，Netware才默認使用IEEE 802.2和LLC（Nerware 幀類型Ethernet_802.2）。

**效率**
我們可以計算以太網的效率和比特率：
當達到允許的最大負載值時可達到最高效率，對於無標籤的以太網封包是，而使用802.1Q VLAN標籤時是。
由效率中可計算比特率：
不帶802.1Q標籤的100BASE-TX以太網的最大比特率是97.53 Mbit/s.
注：不帶標籤的最大幀尺寸=1518 + 20 (7-byte 前導符,1-byte 幀開始符, 12-byte 幀間距)= 1538。

**矮幀**
矮幀是一個尺寸不及IEEE 802.3定義的最小長度64字節的以太網幀。可能的原因是以太網碰撞，數據不足，網卡錯誤或軟件錯誤。

**註釋**

**參考資料==