以太网帧和数据包:有什么区别?

...为什么这很重要?

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马丁·威廉姆斯/ IDGNS

在讨论以太网数据时,术语框架和包通常可以互换使用。帧和包是通过导航局域网和广域网从点对点传送数据的电子容器,由于它们都具有相似的功能,因此它们之间的差异经常被误解。

那么有什么区别呢?

为了简化问题,把框架和包想象成将从一个人发送到另一个人的信息信封。帧和包之间的关键区别在于它们如何封装信息,这取决于信息发送的位置。

框架解释

想象一个拥有跨部门邮件的公司,其中一个人可以向其私人/本地组织中的另一个人发送文档。内容放在一个内部信封中,发件人在“发件人”字段中填写自己的姓名和部门,然后在“收件人”字段中填写收件人的姓名和部门。

当信封发送时,收发室识别内部使用的信封,读取目的地名称和部门,使用目录将该信息转换为物理位置(大楼/办公室)并将其传递给收件人。信封永远不会离开私人/地方组织,所有的运动都由熟悉环境的当地资源处理。

办公室间的信封不能发送到公司之外,因为信封没有邮寄地址。要将邮件寄往本地以外的办公室,需要将办公室间信封放入邮政信封内,并贴上适当的邮政地址。

以太网帧以类似的方式工作。它是一个具有源地址和目的地址的数据容器,用于在同一网络上的两个位置之间传递信息,称为有效负载。帧的源地址和目的地址不是名称和部门,而是计算机、平板电脑、IP电话、物联网设备等的MAC(媒体访问控制器)地址。这是一个ID号码,对全世界的每一个以太网设备都是唯一的。

帧由网络接口设备在TCP/IP栈的第二层生成,其有效载荷大小取决于传输的数据类型。帧被发送到网络,以太网交换机根据内存中的MAC查找表检查帧的目的地址。查找表告诉交换机哪个物理端口,即RJ45端口,与MAC地址与帧的目的地址相匹配的设备相关联。

交换机将帧转发到由查找表确定的物理端口。如果电缆直接连接到目的设备,则传输完成。如果电缆连接到另一个交换机,下一个交换机将重复查找和转发过程,直到帧到达预期的目的地。

记住——所有这些都发生在局域网的第二层交换机上。就像跨部门邮件一样,帧不能被发送到本地/私有网络之外的internet上,因为它没有适当的地址。要将数据发送到另一个网络上的设备或互联网服务器,帧必须被构建到包中。

发布包

与需要将部门间信封放入邮政信封以将其发送到不同办公室的示例非常相似,以太网帧被封装了附加信息以创建IP包。

网络设备的MAC地址是唯一的和永久的,IP地址通常是临时分配给网络设备的,并且随着设备连接到不同的网络而变化。例如,每次连接到不同的Wi-Fi网络时,平板电脑的IP地址都会发生变化。

包在网络的第三层创建,并允许信息在不同的局域网之间交换,通常通过路由器。路由器将小型网络(lan)连接在一起,允许使用IP地址而不是MAC地址进行更大规模的信息交换。

第三层包允许路由器使用识别网络的IP地址和网络上设备的临时地址来提供网络间的数据传输(Internet)。一旦进入网络,内部网络(LAN)数据转发由第2层交换机处理,该交换机读取帧的MAC地址,将其转发给目标设备,以太网控制器提取数据有效负载,完成不同网络设备之间的信息传输过程。

为什么这很重要?

在选择以太网测试设备进行数据和性能测试时,帧和包之间的差异是很重要的。不同的数据传输测试器在外观和功能上可能非常相似,因为它们测试的是网络无错误传输数据的能力。然而,不同的测试人员在不同类型的网络上操作。

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有些限制在第二层网络(lan)上操作,这些可能会提供帮助,因为不需要网络配置过程来执行预先测试。第二层测试是使用MAC地址的帧进行的,MAC地址对每个网络设备来说都是唯一的,所以只要测试者的主设备和远程设备在同一个局域网中,网络就会确保它们可以相互通信。

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然而,当需要在不同的网络之间或跨Internet进行测试时,就需要一个能够生成IP数据包的传输测试器。当测试层3和更高,配置两个手机定位彼此可能是令人生畏的。因为IP地址对不同网络中的设备不是唯一的,用户需要对每个位置的网络有详细的了解,以确保测试设备可以通信,而不会与网络上的其他设备产生冲突。

总而言之,第3-4层测试最好用于测试网络(广域网)之间的带宽,第2层测试最好用于测试同一网络(局域网)内设备之间的带宽。

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