Các công nghệ Ethernet khác nhau có mặt trên thị trường hiện nay đều có chung cấu trúc khung dữ liệu, cho dù đó là công nghệ Ethernet sử dụng cáp đồng trục hay cáp quang, chạy với tốc độ 10 Mbps, 100 Mbps hay 1 Gbps.
Hình 8.7 Khuôn dạng khung dữ liệu Ethernet
Hình 8.7 thể hiện cấu trúc khung dữ liệu Ethernet:
- Preamble (mào đầu, 8 byte): Khung dữ liệu Ethernet bắt đầu bằng trường preamble dài 8 byte, trong đó 7 byte đầu tiên có giá trị là 10101010, byte thứ tám có giá trị 10101011 . Bảy byte đầu tiên của phần mở đầu làm nhiệm vụ đánh thức Card mạng bên nhận và đồng bộ hoá đồng hồ bên gửi với đồng hồ bên nhận. Tại sao các đồng hồ lại không đồng bộ hoá? Chú ý rằng Card mạng A truyền frame với tốc độ 10 MBPS, 100 MBPS hay 1 Gbps phụ thuộc vào kiểu Ethernet. Tuy nhiên, bởi vì không có gì là tuyệt đối hoàn toàn nên Card mạng A chưa chắc đã truyền khung dữ liệu với tốc độ xác định mà với tốc độ nào đó. Card mạng nhận có thể chốt đồng hồ của Card mạng A bằng cách chốt tất cả các bit trong 7 byte đầu tiên. Hai bit cuối cùng trong byte thứ 8 (hai bit 1 liên tiếp nhau) báo cho Card mạng B biết rằng dữ liệu chính thức chuẩn bị đến. Khi máy tính B thấy hai bit 1 liên tiếp nhau, nó biết rằng 6 byte tiếp theo là địa chỉ đích. Card mạng có thể phát hiện khung dữ liệu đã được truyền xong khi không thấy dòng điện.
- Destination Address (Địa chỉ đích, 6 byte): Trường này chứa địa chỉ vật lý của Card mạng nhận, BB-BB- BB-BB-BB-BB. Khi Card mạng B nhận bất kỳ khung dữ liệu nào, nó sẽ kiểm tra địa chỉ đích của khung đó. Nếu địa chỉ đích là BB-BB-BB- BB-BB-BB (địa chỉ của chính nó), hoặc địa chỉ quảng bá LAN (FF- FF-FF-FF-FF-FF) thì Card mạng mới chuyển gói tin trong trường dữ liệu của khung lên tầng mạng.
- Source Address (Địa chỉ nguồn, 6 byte): Trường này chứa địa chỉ vật lý của Card mạng gửi khung dữ liệu, trong ví dụ này là AA-AA-AA-AA-AA-AA. - Type (Trường kiểu, 2 byte): Trường này cho phép Ethernet hỗ trợ nhiều
nhiều giao thức tầng mạng không chỉ là IP. Trên thực tế, máy tính nào đó có thể hỗ trợ nhiều giao thức tầng mạng và sử dụng các giao thức khác nhau cho những ứng dụng khác nhau. Vì thế khi nhận được một khung Ethernet, Card mạng B cần xác định giao thức tầng mạng nào sẽ nhận nội dung của trường dữ liệu. Những giao thức tầng mạng như IP, Novell IPX hoặc APPLETALK đều có một mã định danh (là một số) đã được chuẩn hóa. hơn nữa, giao thức ARP cũng có một định danh. Trường kiểu tương tự với trường protocol trong gói dữ liệu IP hay trường số hiệu cổng trong tầng vận tải; mục đích của tất cả các trường này là kết hợp giao thức ở tầng dưới với giao thức ở tầng trên nó. - Data (Trường dữ liệu, từ 46 đến 1500 byte): trường này chứa gói dữ liệu IP,
MTU (Maximum Transfer Unit) của Ethernet là 1500 byte. Điều này có nghĩa là nếu gói dữ liệu IP vượt quá 1500 byte thì máy tính phải chia nhỏ gói dữ liệu ra. Kích thước tối thiểu của trường này là 46 byte. Điều này có nghĩa là nếu gói dữ liệu nhỏ hơn 46 byte, trường dữ liệu phải được chèn thêm một số dữ liệu giả cho đủ 46 byte. Khi bên gửi chèn thêm dữ liệu vào thì tầng mạng ở bên nhận cũng nhận được cả gói dữ liệu IP dẫn dữ liệu được chèn thêm vào, khi đó nó phải sử dụng trường độ dài trong gói dữ liệu IP để loại bỏ phần thêm vào.
- CRC (Mã kiểm tra dư thừa vòng - Cyclic Redundancy Check, 4 byte): mục đích của trường CRC là cho phép Card mạng phát hiện lỗi trong khung dữ liệu nhận được. Nguyên nhân lỗi bit là do hiện tượng suy hao năng lượng điện từ của tín hiệu hay tỏa nhiệt trong Card mạng Ethernet hay cáp mạng. Việc phát hiện lỗi được thực hiện như sau. Khi tạo ra khung dữ liệu Ethernet, máy tính A tính giá trị trường CRC dựa trên trường dữ liệu thực sự Công việc kiểm tra tại B xem dữ liệu thực sự và CRC có mâu thuẫn không được gọi là kiểm tra CRC. Nếu nếu giá trị trong CRC không phù hợp với phần dữ liệu thì máy tính B xác định trong khung dữ liệu nhận được đã có lỗi xuất hiện.