以太网帧格式链路层 网络层 传输层

### 以太网帧结构

在网络通信中，以太网帧作为数据链路层的数据单元，在不同设备间传递信息。每一帧都包含了源地址、目的地址、类型字段以及数据部分和校验码[^1]。

#### 帧的具体组成部分如下：

- **前导码 (Preamble)** 和 **起始定界符 (Start Frame Delimiter, SFD):** 这些用于同步接收方的时钟频率以便正确解析后续的信息位。

- **目标MAC地址:** 表明该帧应被哪个特定站点接收到；可以是指向单个节点的单播地址或多播/广播地址。

- **源MAC地址:** 发送者的硬件地址，用来标识发送端的身份。

- **长度/类型字段:** 如果此值小于等于1500字节，则代表的是载荷的实际大小；如果大于这个数值则说明这是一个EtherType类型的字段，指示上层协议类型如IPv4或ARP请求响应等。

- **数据与填充:** 用户有效负载区域，通常不超过MTU最大传输单位限制（对于标准Ethernet II来说通常是1500字节），当实际内容不足最小规定尺寸时需通过额外的零来填补至合适大小。

- **帧检验序列(Frame Check Sequence, FCS):** CRC循环冗余校验码，确保整个报文无误地到达目的地。

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| Preamble | SFD                 |
+----------+---------------------+
| Destination MAC Address       |
+--+
| Source MAC Address            |
+--------------------------------+
| Length / Type                |
+-------------------------------+
| Data and Padding             |
+-------------------------------+
| Frame Check Sequence         |
+-------------------------------+

### OSI模型中的作用

#### 链路层

在OSI七层参考模型里，以太网工作于第二层即数据链路层。这一层次负责建立并管理相邻节点间的可靠通讯路径，并处理错误检测等功能。它还定义了如何访问介质共享资源，比如采用何种方式避免冲突发生等问题。具体而言，以太网利用CSMA/CD机制解决多台机器共用一条总线可能引发的竞争状况[^2]。

#### 网络层

第三层网络层主要涉及逻辑寻址(IPv4/v6)及最佳路由的选择过程。虽然这些操作并不直接体现在以太网帧内部，但是IP头部所携带的目的地IP地址决定了下一跳应该转发给谁。因此可以说是以太网承载着来自更高一层封装好的数据包(packet)，并将它们送往相应的子网内指定主机之前完成最后一步物理定位的任务。

#### 传输层

第四层传输层关注点在于提供可靠的进程到进程之间的消息传送服务。TCP作为一种面向连接的协议会在两端建立起虚拟电路之后才开始正式交换应用级指令。而UDP则是尽力而为型的服务模式，不保证绝对的成功率却拥有更低延迟特性。无论是哪种情况下的segment段都会被打包进更下一层形成的frame当中去跨越局域网络传播出去。