以太网帧和数据包:有什么区别?

...和它为什么重要?

马丁·威廉姆斯/ IDGNS

在讨论以太网数据时,术语帧和包经常互换使用。帧和包是通过导航局域网和广域网从点对点携带我们的数据的电子容器,由于它们的功能相似,它们的区别经常被误解。

那么,有什么区别?

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是它们如何封装信息,这取决于信息被发送到哪里。

框架解释

假设有一个具有跨部门邮件的公司,其中一个人可以将文档发送给他们的私人/本地组织中的另一个人。内容被放在一个内部信封中,发件人在“From”字段中写下他们的名字和部门,然后在“To”字段中写下收件人的名字和部门。

当发送信封,收发室识别内部使用的信封,读目的地名称和部门,使用目录的信息转换成物理位置(建筑/办公室),并将其传递给收件人。信封从未离开私营/地方组织和所有的运动都是由熟悉当地的环境资源进行处理。

办公室间的信封不能寄到公司外面,因为信封没有邮寄地址。要将邮件寄往当地以外的办公室,办公室间的信封需要放在一个邮政信封内,并贴上适当的邮寄地址。

以太网框架以类似的方式工作。它是具有源地址和目标地址的数据的容器,用于在同一网络上的两个位置之间传递称为有效负载的信息。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,是唯一的每一个以太网设备在整个世界。

帧由网络接口设备在TCP/IP栈的第2层生成,有效负载大小依赖于被传输的数据类型。帧被发送到网络上,以太网交换机根据内存中的MAC查找表检查帧的目的地址。查询表告诉交换机哪个物理端口,即RJ45端口,与MAC地址匹配帧的目的地址的设备相关联。

交换机将在该帧转发到由所述查找表确定的物理端口。如果电缆直接连接到目的地设备的发送完成。如果电缆被连接到另一个开关,直至框架到达预期的目的地的下一个开关将重复的查找和转发过程。

记住——所有这些都发生在局域网的第2层交换机上。像部门间的邮件,一个帧不能被发送到外部的本地/私有网络到因特网上,因为它没有适当的地址。要将数据发送到不同网络上的设备或互联网服务器,必须将帧内置于包中。

发帖包

与需要将部门间信封放入邮政信封中以将其发送到另一个办公室的示例非常相似,以太网框架被封装为附加信息以创建IP包。

虽然一个网络设备的MAC地址是唯一的和永久的,IP地址通常是临时分配给一个网络设备,并随着设备连接到不同的网络而改变。例如,每次连接到不同的Wi-Fi网络时,平板电脑的IP地址都会改变。

分组在网络的第三层创建并允许不同的LAN之间进行交换的信息,典型地经由路由器。路由器互连小网络(LANs)一起,允许使用IP地址的分组转发而不是MAC地址更大规模的信息交换。

第三层包允许路由器使用识别网络和网络上设备的临时地址的IP地址提供网络间数据传输(Internet)。一旦进入网络,局域网(LAN)内的数据转发由第2层交换机处理,该交换机读取帧的MAC地址,将其转发到目的地设备,在那里以太网控制器提取数据有效载荷,完成不同网络上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,帧和数据包之间的差异非常重要。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,不同的测试人员操作不同类型的网络。

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一些被限制为上层运行2个网络(LAN)和由于不需要网络配置过程以执行之前测试这些可提供有益的。2层测试与使用哪个是唯一的每个网络设备的MAC地址帧执行,所以只要测试器的主单元和远程单元是相同的LAN上,该网络将确保它们能够彼此通信。

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然而,当有必要对不同网络之间或在互联网上测试,需要能够产生IP数据包的传输测试仪。当在第3层和更高的测试,配置在两个手机找到彼此可以是艰巨的。由于IP地址是不是唯一的在不同网络中的设备,用户需要在每个位置有网络的详细的了解,以保证测试的手机可以进行通信,而不是建立在网络上的其它设备冲突。

总之,3-4层测试最好用于网(WAN)和第2次测试之间的测试带宽最好是在同一网络(LAN)的内的设备之间的测试带宽。

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