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◆ イーサネットフレーム
イーサネットフレームは、イーサネットLANの通信を行う際に使用するデータのフォーマットのこと。
TCP/IPでいうパケットという用語の代わりに、イーサネットではフレームという用語を使用します。
そのイーサネットフレームのフォーマットを紹介します。イーサネットフレームは複数のフレームが
存在しますが、代表的な EthernetⅡフレーム と IEEE802.3フレーム を紹介。現在、最も使用されて
いるイーサネットフレームはDIX仕様です。つまりイーサネットフレームといえば EthernetⅡ を指す。
現在、TCP/IPが完全に主流ですが、NetwareやNetBIOSを使用しているならIEEE802.3フレームを使用している場合もあります。
| イーサネットフレーム |
| フィールド |
フィールドの説明 |
| プリアンブル |
イーサネット通信で送受信の同期を取り、フレームの始まりを合図するために用いる特別なビット列のこと。
IEEE802.3フレームではこの特別なビット列の最初の7バイトをプリアンブル、最後の1バイトをSFDと呼ぶ。
プリアンブルは、ハードウェアにより生成され受信後に破棄されるためイーサネットフレームのサイズには
含まれない。それゆえに、イーサネットフレームのサイズは、最小64byte、最大1518byteとされている。
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宛先
MACアドレス |
イーサネットでは通信するためにMACアドレスを使用する。ここでは通信相手となる宛先のコンピュータの
MACアドレスの情報が入る。またはマルチキャストアドレス、ブロードキャストアドレスが入ることになる。
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送信元
MACアドレス |
イーサネットフレームを送信するコンピュータのNICのMACアドレスの情報が入る。
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| タイプ |
次に続く「データ」フィールドに格納する上位層プロトコルを識別するフィールドが入る。※1
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| 長さ |
次に続く「データ｣フィールドのサイズを示すフィールドが入る。上位層プロトコルの識別のために
IEEE802.2フィールドを使用する。後に、「長さ」フィールドを、「長さ/タイプ」フィールドに改訂。
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| データ |
最小で46byte、最大で1500byteのデータが入る。データが46byte未満である場合、ダミーのデータ
「0」を追加して46byteにする。これをパディングと言う。 セグメント内での衝突検出を行うためには、
フレームの全体長がFCSも含めて64byte以上である必要があるため、パディング処理が行われる。
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| FCS |
受信したフレームに誤りがないかどうかを調べるために付加されるデータ。CRCという値が含まれる。
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※1 イーサネットフレームのタイプの主な値は次の通りです。タイプコードは16進数で表すため「0x」から始まります。
| タイプコード |
プロトコル |
| 0x0800 |
IPv4 |
| 0x0806 |
ARP |
| 0x809b |
AppleTalk |
| 0x8100 |
IEEE802.1q |
| 0x8137 |
IPX |
| 0x86dd |
IPv6 |
◆ MACアドレスとは
MACアドレスはイーサネットLAN通信において使用されるアドレスです。物理アドレスとも呼ばれています。
PCのNICやルータのLANポートなど各イーサネットカード（ポート）に固有のID番号です。世界中のイーサ
ネットカード（ポート）に一意の固有のID（MACアドレス）が割り当てられており、IEEEで管理しています。
MACアドレスは48ビット（6バイト）で構成されます。上位の24ビットがベンダーコードと呼ばれていて
各ベンダーに固有に割り当てられている値。下位24ビットは各ベンダーが一意となるように割り当てます。
48ビットは8ビットごとに区切り、8ビットごとに16進数で表記します。この値は通常2桁ずつまたは4桁ずつ
区切り表記されます。PCのNICのMACアドレスはコマンドプロンプトを開いて ipconfig/all で確認できます。
このMACアドレスはシスコルータのEthernetポートの情報です。ベンダーコードは上位24ビットなので
16進数の「00-17-94」の部分であることが分かります。「00-17-94」をIEEEのWebサイトでSearchで
検索すると「Cisco Systems」と表示されます。ベンダーコードはOUIとも呼ばれます。ちなみにシスコ
のような大企業は、1つではなく非常に数多くのベンダーコードをIEEEから取得しています。
ベンダーコードは、実は3byte全てをベンダー識別のために使用している訳ではなくて、ベンダーコードの
はじめの1byteのうち、先頭から7ビット目を U/Lビット、8ビット目を I/Gビット として予約しています。
U/Lビットが「0」である場合はグローバルアドレスを指して、「1」の場合はローカルアドレスを指します。
通常は「0」となっています。宛先MACアドレスのI/Gビットは「0」の場合はユニキャスト通信を指します。
宛先MACアドレスのI/Gビットは「１」である場合は、マルチキャストまたはブロードキャストを指します。
48ビットの全てが「1」である場合、つまりMACアドレスが「FFFF.FFFF.FFFF」の場合はブロードキャスト
アドレスを指します。なお、MACアドレスが 0100.5E から始まる場合はマルチキャストアドレスを指します。
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