Ethernet
Ethernet ist die heute meist verwendete Datennetztechnologie, welche die Datenrate, das Übertragungsverfahren, die maximale Segmentlänge, sowie die Kabel und deren Stecker definiert. Ethernet ist allgemein unter dem Standard IEEE 802.3 zu finden, hat jedoch diverse weitere Standards.
| Das Ethernet Protokoll arbeitet vorwiegend auf der OSI Schicht1 (Bitübertragungsschicht). Wie die nachfolgende Abbildung jedoch zeigt, arbeitet es auch auf Teilen der OSI Schicht2 (Sicherungsschicht). | Abbildung 9 - OSI Modell und Ethernet |
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Damit die Zustellung von Frames möglich ist, braucht es ein Adressierungssystem. Hierfür werden in Ethernet-Netzen MAC-Adressen verwendet. Diese haben eine Länge von 48 Bits und werden in 12 Hexadezimalstellen dargestellt.
Die MAC-Adresse wird aus zwei Teilen zusammengesetzt. Der erste Teil, welcher die ersten 6 Hexadezimalstellen umfasst, identifiziert den Hersteller der Schnittstelle. Diese Nummer wird vom IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) vergeben und oft auch als OUI (Organizational Unique Identifier) bezeichnet. Der zweite Teil, die restlichen 6 Hexadezimalstellen, ist eine Seriennummer oder ein anderer vom Hersteller festgelegter Wert.
Wird in einem Ethernet-Netz ein Paket versendet, so wird dieses von jedem Gerät im Netz empfangen. Dabei prüft die Netzwerkkarte jedes Gerätes, ob die eigene MAC-Adresse mit der Zieladresse des Paketes übereinstimmt. Ist dies der Fall, so wird das Paket an die höheren OSI Schichten weitergeleitet, andernfalls wird das Paket verworfen.
Ethernet Frame vs. Packet
Ein Packet und ein Frame sind beides Verpackungen die über das Netzwerk übermittelt werden. Ein Packet existiert auf Level 3 des OSI Modells und ein Frame auf Layer 2 (Data Link Layer) des OSI Modells. Das verbreitetste Protokoll auf dem Level 2 ist das Ethernet Protokoll. Auf Layer 3 ist das IP (Internet Protokoll) verbreitetste Protokoll. Um über das Netzwerk übermittelt zu werden, muss ein IP Packet in ein oder mehrere Frames verpackt werden.
Abbildung 10 - Frame vs. Packet
Ein Ethernet Frame besteht aus diversen Teilen, welche aus der nachfolgenden Grafik entnommen werden können.
Abbildung 11 - Ethernet Frame
| Präambel | Die Präambel dient dem Aufbau der Datenübertragung, und zur Synchronisierung in 10 Mbit/s- und langsameren Ethernet-Implementierungen. Schnellere Ethernet Versionen sind synchron und benötigen diese Synchronisation nicht. Sie werden jedoch aus Kompatibilitätsgründen beibehalten. |
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| Framestarterkennung | Die Framestarterkennung markiert das Ende der Synchronisation bzw. den Start des Frames. |
| Zieladresse | Die Zieladresse ist eine MAC Adresse, und kann aus einer Unicast-, Multicast- oder Broadcast-Adresse bestehen. |
| Absenderadresse | MAC-Adresse des Absenders. |
| Länge / Typ | In diesem Feld wird entweder die Länge der Nachfolgenden Daten angegeben, oder es gibt an welches Protokoll in der nächst höheren Schicht verwendet wird(e.g. IPv4, ARP, etc.). |
| Daten | Dieses Feld beinhaltet die eigentlichen Daten, welche versendet werden. Die Nutzdaten werden anhand des im Typenfeld angegebenen Protokolls interpretiert. |
| Rahmenprüfsumme | Diese wird vom sendenden Gerät und anschliessend vom empfangenden Gerät berechnet und verglichen, um Beschädigungen des Frames zu erkennen. |
Abbildung 12 - Segment / Packet / Frame (Encapsulation)