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Published on 2025-07-31 / 0 Visits
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【网络协议学习】Ethernet 以太网详解:网络通信的第一跳


💡 网络抓包时你看到的第一层,其实是整个通信世界的“地基”。


一、什么是 Ethernet?为什么所有数据都绕不开它?

无论你访问网页、发送邮件、远程登录还是下载文件,你做的每一个操作背后,都要先“包”起来,然后从你的网卡发出去。这个“包裹”行为,就叫以太网帧(Ethernet Frame)。

Ethernet(以太网)并不是某个单独的技术,而是一整套局域网通信协议的集合。它规定了:

  • 网络设备如何命名自己(MAC 地址)

  • 数据帧的格式(从哪来、到哪去、中间包点啥)

  • 如何在一个共享网络中“说话而不打架”

📌 一句话理解:
Ethernet 是一切网络传输的“起点”和“基石”,无以太网帧,就无数据通信。


二、以太网帧结构图解

让我们看看一帧以太网数据的“真身”:

字段解释:

  • 目标 MAC(Destination MAC):要发给谁

  • 源 MAC(Source MAC):谁发的

  • 类型(Type):告诉接收者“我是什么协议”(例如 IPv4 是 0x0800)

  • 数据载荷(Payload):你真正要传的内容(如 IP 包、ARP 包)

  • CRC:数据校验,避免传输错误

🎯 举个例子:
你打开网页,抓包第一帧是 0800,说明这是个 IPv4 包,里面才有 TCP,再往里才有 HTTP!


三、以太网帧有什么“大小”限制?

帧类型

最小长度

最大长度

标准帧

64 字节(含 CRC)

1518 字节

巨帧(Jumbo Frame)

可达 9000 字节

用于高性能场景如大数据/存储

迷你帧(runt)

<64 字节

非法帧,通常是碰撞或设备故障导致

📌 数据区小于 46 字节时会自动填充(Padding)


四、MAC 地址到底怎么来的?能改吗?

MAC 地址是每块网卡出厂时烧录的全球唯一编号,格式如下:

aa:bb:cc:dd:ee:ff
  • 前 3 字节是厂商代码(OUI)

  • 后 3 字节是设备编号

🔧 改 MAC?当然可以:

在 Linux 下:

ifconfig eth0 hw ether 00:11:22:33:44:55

在渗透测试中,攻击者会频繁伪造 MAC 地址进行欺骗、混淆身份。


五、以太网如何“点对点发送”?广播又是什么?

以太网在物理层上是广播式的,但是有目标:

  • 单播(Unicast):发给某个 MAC

  • 广播(Broadcast):发给网络中所有人(如 ff:ff:ff:ff:ff:ff

  • 组播(Multicast):发给一个 MAC 组(如 01:00:5e 开头)

例如:

  • ARP 是广播(先问一圈:“192.168.1.1 的 MAC 谁知道?”)

  • Ping、SSH 是单播(只给目标主机)


六、安全角度看 Ethernet:这几点很关键

1️⃣ ARP 欺骗攻击就源于以太网“太信任”

  • ARP 没有认证机制,广播问“谁是网关?”谁抢答就信谁

  • 攻击者可以伪装网关,进行中间人攻击

2️⃣ 以太网交换机是怎么避免“撞车”的?

  • 通过 MAC 地址学习和转发表,智能转发数据帧

  • 但 MAC Flood 攻击可以使交换机“记忆超载”,从而退化为广播转发

3️⃣ VLAN 就是在以太网帧上“打标签”

  • 802.1Q Tag 插入帧中,创建逻辑隔离

  • 可以防止广播风暴蔓延到整个局域网


七、Wireshark 实战:抓一帧 Ethernet 看看

在 Wireshark 里设置过滤器:

eth

你会看到每一帧都有:

  • 源 MAC / 目的 MAC

  • 类型字段(0x0800 → IPv4;0x0806 → ARP)

  • 长度 + Payload 解码

使用颜色规则,可以高亮出广播包、异常帧、未知协议等。


八、常见以太网协议类型(Type 字段参考)

类型码

协议

含义

0x0800

IPv4

绝大多数上层数据

0x0806

ARP

地址解析协议

0x86DD

IPv6

下一代网络协议

0x8100

VLAN

打了 VLAN 标签的以太网帧

0x8847

MPLS

用于骨干网


九、总结:Ethernet 是网络世界的一块“砖”,每一跳都离不开它

在你打开浏览器前,鼠标刚点下,网卡就开始构建以太网帧;
数据传出去,是由一帧帧以太网数据包,在电缆、光纤、空气中传递着。

Ethernet 是我们触达互联网的第一跳。



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