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イーサネットフレームとは?意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部


イーサネットフレームとは

イーサネットフレームはデータリンク層で使用される通信単位であり、ネットワーク上でデータを転送する際の基本的な構造を定義しています。イーサネット規格によって標準化されたこのフレームは、送信元・宛先MACアドレス、フレームタイプ、データ部分、フレームチェックシーケンス(FCS)などの要素から構成されており、これらが一つのパケットとして扱われます。

現在のネットワークでは主にイーサネットII形式とIEEE 802.3形式の2種類のフレームが使用されていますが、企業ネットワークやインターネットではイーサネットII形式が最も広く採用されています。各フィールドには明確な役割があり、MACアドレスはネットワーク機器の識別、タイプ/長さフィールドは上位プロトコルの識別、FCSはデータの整合性確認に使用されます。

イーサネットフレームの構造を理解することは、ネットワークトラブルシューティングや効率的なネットワーク設計において不可欠なスキルといえるでしょう。フレームサイズは最小64バイトから最大1518バイト(ジャンボフレームでは9000バイト以上)まで様々であり、用途に応じて適切なサイズを選択することによって、ネットワークパフォーマンスを最適化できます。

イーサネットフレームの種類と構成要素

「イーサネットフレームの種類と構成要素」に関して、以下を解説していきます。

  • イーサネットフレームのフォーマット比較
  • フレーム内の各フィールドの役割

イーサネットフレームのフォーマット比較

イーサネットフレームのフォーマットには主にイーサネットII(DIX)形式とIEEE 802.3形式があり、それぞれ異なる構造と用途を持っています。イーサネットII形式はタイプフィールドを使用して上位層プロトコルを識別するのに対し、IEEE 802.3形式は長さフィールドとLLCサブレイヤを使用してプロトコル識別を行うという特徴があります。

現代のネットワークではイーサネットII形式が最も一般的に使用されており、TCP/IPプロトコルスタックとの親和性が高いという利点を持っています。両フォーマットの最大の違いは2バイトのフィールドの解釈方法にあり、この値が1500(0x05DC)以下であれば長さフィールド、1536(0x0600)以上であればタイプフィールドとして解釈されることによって、受信側は自動的にフレーム形式を判別できます。

イーサネットII IEEE 802.3 IEEE 802.3 SNAP
プリアンブル 7バイト 7バイト 7バイト
SFD 1バイト 1バイト 1バイト
宛先MAC 6バイト 6バイト 6バイト
送信元MAC 6バイト 6バイト 6バイト
識別フィールド タイプ(2バイト) 長さ(2バイト) 長さ(2バイト)

フレーム内の各フィールドの役割

イーサネットフレーム内の各フィールドは特定の機能を果たしており、フレームの適切な処理と配信を可能にしています。プリアンブルとSFD(Start Frame Delimiter)はフレームの開始を示す同期信号として機能し、受信側がビット同期を確立するために使用されます。

MACアドレスフィールドはネットワーク上の機器を一意に識別するための48ビットアドレスを含み、宛先MACは受信すべき機器を、送信元MACは送信した機器を示しています。タイプ/長さフィールドはフレーム内のデータ部分で使用されるプロトコルを識別するか、またはデータ部分の長さを示すかのいずれかの役割を担っています。

役割 サイズ 特記事項
プリアンブル 同期信号 7バイト 交互の1と0
SFD フレーム開始 1バイト 10101011
宛先MAC 受信機器特定 6バイト ユニキャスト/マルチキャスト
送信元MAC 送信機器特定 6バイト 常にユニキャスト
タイプ/長さ プロトコル識別/長さ 2バイト 値で判別

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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