[네트워킹] ethernet 프레임

✅ 이더넷 프레임이란 ?

OSI 2계층인 데이터 링크 계층에서 사용되는 전송 메커니즘이다. 

이더넷 프레임은 표준인 IEEE 802.3 프레임과 Ethernet II라고 불리는 DIX 2.0으로 나뉜다.

실제로는 Ethernet II 프레임 포맷을 대부분 사용하고 있다.

 

[IEEE 802.3 Ethernet Frame]

[DIX 2.0 Ethernet Frame]

✅ 이더넷 프레임의 구성 요소

1. Preamble

송신자와 수신자의 동기화를 위해 사용된다.

 

2. SFD(Start of Frame Delimiter)

802.3 프레임의 경우에만 있다. 이더넷 패킷의 첫 번째 필드이자 이더넷 프레임의 시작을 알려주는 역할을 한다.

SFD는 Preamble의 비트 패턴과 실제 프레임의 시작 신호 전달을 위해 디자인 되었다. 

 

* Preamble과 SFD는 물리계층 헤더이기 때문에 MAC Frame에 포함되지 않는다. 그래서 와이어샤크에서 보이지 않는다.

 

3. MAC dst, src

프레임은 출발지와 목적지의 MAC주소를 담고 있다. 6바이트 = 48비트.

앞의 24비트는 제조사 번호(OUI)고 뒤 24비트는 해당 업체의 랜 카드 정보(일련번호)를 담고 있다.

 

4. EtherType / Length

2바이트로 구성 되어 있으며 데이터에 내제된 네트워크 프로토콜 타입을 식별해주는 역할을 한다.

Ethernet에서 전송되는 메세지 트래픽에는 다른 네트워크 구조와 상위 계층 프로토콜을 사용하는

노드들의 패킷들도 있을 수 있다. 이때 Ethertype필드는 상위 계층의 네트워크 프로토콜들이 도착한

데이터의 형식을 확인하고 패킷을 어떻게 처리할 것인지를 결정하는데 사용된다.

 

 

[이더넷 프레임 형식 및 길이 요건]

     

5. Data / Payload

Payload의 최소값은 46바이트다. 46바이트가 안되면 padding을 한다(뒤에 0을 붙임).

따라서 최소 Ethernet Frame 사이즈는 18+46바이트인 64바이트다. 

MTU(Maximum Transmission Unit)란 한 데이터링크에서 하나의 프레임 또는 패킷에 담아 운반 가능한 최대 크기다.

보통 기본 값은 1500바이트를 사용한다. 따라서, Ethernet Frame Header값인 14바이트와 MTU의 최대 값인 1500바이트, 그리고 FCS의 4바이트를 더한 1518바이트는 최대 Ethernet Frame 사이즈가 된다. 

VLAN Tag가 붙는다면, 4바이트가 더 붙어서 1522바이트가 된다.

 

6. FCS(Frame Check Sequence)

FCS는 수신된 전체 프레임에서 손상된 데이터를 탐지할 수 있는 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 의미한다.

FCS값은 보호된 MAC 프레임 필드의 함수로 계산된다. 출발지, 목적지 주소, length type, padding 등.

 

✅ 이더넷 동작

Host A에서 Host C로 데이터를 전송하는 상황잉라면

Host A는 이더넷 헤더(= MAC 헤더)에 데이터의 목적지인 Host C의 MAC 주소 (목적지 MAC 주소)와 

자신의 MAC 주소(출발지 MAC 주소) 정보를 넣고 데이터를 전송한다. 

Host A(송신측)에서는 캡슐화가 일어난다. 데이터 링크 계층에서 데이터에 이더넷 헤더와 트레일러를 추가해 프레임을 만들고

물리 계층에서 이 프레임 비트열을 전기 신호로 변환하여 네트워크를 통해 전송한다.

 

📌 참고

https://velog.io/@ash3767/%EC%9D%B4%EB%8D%94%EB%84%B7-%ED%94%84%EB%A0%88%EC%9E%84-%EA%B5%AC%EC%A1%B0

https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=joo1020_kr&logNo=221471086900&parentCategoryNo=&categoryNo=20&viewDate=&isShowPopularPosts=true&from=search