イーサネット(Ethernet)フレームフォーマットについて


イーサネット フレームフォーマットについて

イーサネットのヘッダは以下で構成されます。

  • 宛先MACアドレスのフィールドが6オクテット
  • 送信元MACアドレスのフィールドが6オクテット
  • タイプフィールドが2オクテット

以上合計14オクテットからなる。

さらに最後にFCS(Frame Check Seaquence)フィールドが4オクテット。

イーサネットフレームフォーマット(DIX規格)
宛先MAC
6オクテット
送信元MAC
6オクテット
タイプ
2オクテット
データ
46~1500オクテット
FCS
2オクテット

IEEE802.3 イーサネットフレームフォーマット
宛先MAC
6オクテット
送信元
6オクテット
フレーム長
2オクテット
LLC
3オクテット
SNAP
5オクテット
データ
46~1500オクテット
FCS
4オクテット

 

イーサネット:宛先MACアドレス

サイズが6オクテット(48bit)のフィールドで、宛先となるノードのインターフェイスのMACアドレスが入ります。

 

イーサネット:送信元MACアドレス

サイズが6オクテット(48bit)のフィールドで、送信元のインタフェースのMACアドレスが入ります。

 

イーサネット:タイプ

タイプフィールドにはデータ部で運んでいるプロトコルタイプを表示するフォーマットが入ります。
プロトコルタイプはRFC1340で規定されており、IPだと0800、ARPは0806、RARPは8035が定義されています。
詳細はhttp://www.cavebear.com/CaveBear/Ethernet/を参照してください。

 

イーサネット:FCS

FCSはフレームが壊れていないかどうかをチェックするためのフィールドです。
電気的なノイズなどが発生するとデータのビットがビット化けを起こしデータが壊れてしまう場合があります。
データが壊れてしまったフレームは当然破棄しなければいけないのですが、データが実際に壊れているかどうかをFCSフィールドをチェックすることにより判断します。

IEEE802.3 Ethernetフレームフォーマットの場合ちょっとフォーマットが違います…
IEEE802.3 Ethernetではタイプフィールドの代わりにフレーム長、LLC、SNAPになり、SNAPの中にプロトコルタイプのフィールドがあります。

 

イーサネット:2つのデータリンク階層について

データリンクは細かく分割すると、媒体アクセス制御(MAC)副層と論理リンク制御(LLC)副層の2つに分けれらます。
MAC副層とはEthernetやFDDIなどデータリンクのこと。
LLC副層とはIEEE802.3 EthernetのフレームフォーマットにあるLLCとSNAPのことでLLC/SNAPヘッダと呼ぶ。
LLC/SNAPヘッダはIEEE802.3 Ethernet以外にもFDDIやIP over ATMにも付けられる。

LLC副層ではビットチェック程度のエラーチェックを行う。
IEEE802.3がMAC副層を定義して、IEEE802.2がLLC副層を定義します。

 

イーサネット:GigabitEthernet

規格名 1000BASE-SX 1000BASE-LX 1000BASE-CX 1000BASE-T
規格 IEEE802.3z IEEE802.3ab
レーザー波長 850nm 1300nm - -
使用媒体 マルチモード
光ファイバ
マルチモード
光ファイバ
シングルモード
光ファイバ
2芯同軸ケーブル
STPケーブル
UTPケーブル
(Cat5以上)
伝送距離 550m 550m 5000m 25m 100m

データの多値化技術
符号化方式として、PAM5を利用して、周波数あたりの情報量を2.5倍、すなわち250Mbits/sの伝送速度を実現しにさらに、4極8芯の4ペアのツイストペアケーブルをすべて利用して、1Gbits/sの速度を得ている。

キャリア拡張
GigabitethernetはFastethernetの10倍の伝送クロックのため、そのままではコリジョンドメインが25mになってしまう。これを回避するため、データの長さが512bytesより短い場合は、キャリア拡張といわれるダミーのデータを付加する。 実際には最小のMACフレームにエクステンションとしてのパディングを入れて実現している。
その結果、コリジョンドメインは200mとなる。

Frame Bursting
半二重通信の場合、実効帯域を増やすためにオプションでFrame Burstingというものがある。
いったんMACフレームの送信を開始した場合に、8192Byteまで連続して複数のMACフレームを送信してデータ伝送の効率を上げる手法。

 

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