以太网MAC子层需要了解的知识

各个字段的含义及规定如下。

• Preamble（PRE）：报头，字段中 1 和 0 交替使用，接收方通过该字段知道导入帧，并且该字段提供了同步接收物理层帧接收和导入数据流的方法。

• Start-of-frame delimiter（SFD）：帧起始分隔符，字段中 1 和 0 交替使用，结尾是两个连续的 1，表示下一位是目的地址的第一个字节的第一位。

• Destination Address（DA）：目标地址，用于识别需要接收帧的目的地。

• Source Address（SA）：源地址，用于识别发送帧的源地址。

• Length/Type：长度/类型，表示包含在帧数据字段中的 MAC 数据大小，也可以表示帧的类型。

• Data：数据，是一组 n（46≤n≤1500）字节的任意值序列。

• Frame check sequence（FCS）：帧数据校验序列，该序列包括 32 位的循环冗余校验（CRC）值，由发送方生成，通过接收方进行计算以校验帧是否被破坏。

2．帧传输

MAC 层从上层协议接收到发送帧数据的请求，首先按照下面的次序将数据和地址信息保存到 MAC 层的帧数据缓冲区中。

• 插入报头和帧起始分隔符。

• 插入目标地址和源地址。

• 统计来自上层协议数据的数量，插入数量值。

• 插入来自上层协议的数据，如果数据量小于 46 字节，则补齐 46 字节。

• 根据目标地址、源地址、长度/类型和数据产生 CRC 校验序列，并插入校验序列。

一帧完整数据组成后，MAC 层可以开始发送帧数据。有两种发送方式可供选择：半双工（half duplex）和全双工（full duplex）。IEEE 802.3 规范规定所有的以太网 MAC 都要支持半双工方式，即一个时刻只能进行发送或者接收，而不能同时进行发送和接收。全双工方式下发送和接收可以同时进行。

3．帧接收

帧接收的过程和发送的过程是相反的。首先检查帧数据中的目标地址和当前地址是否相符，然后检查接收到的帧数据中的数据长度、CRC 校验序列和实际的数据长度、CRC 校验序列是否相符。如果都相符，则将数据交给上层协议进行解析，MAC 层的传输任务完成。