以太网帧有好几种格式，最常见、现代网络里用得最多的是 Ethernet II 格式（严格来说，现代网络很多地方是 Ethernet II 加上 802.1Q tag，但咱们先讲基础的 Ethernet II）。它的结构从头到尾是这样的：
- 前导码 (Preamble)：7 字节
- 作用： 帮助接收端的网卡（NIC）同步时钟。
- 原理： 它是一串重复的 1 和 0 模式（
10101010 10101010 ...），就像一个节奏稳定的节拍器。接收网卡通过这段序列来调整自己的时钟，确保能准确读取后续的数据位。想象一下，两个人要同步接收信号，需要先一起打拍子对好节奏。
- 帧开始定界符 (Start of Frame Delimiter, SFD)：1 字节
- 作用： 标志着前导码的结束和真正帧数据的开始。
- 原理： 这是前导码后面的一个特殊模式（
10101011）。当接收网卡读到这个模式，就知道“好了，同步结束，接下来要收的是帧的正式内容了！” 前导码和 SFD 合起来共 8 字节，通常也一起叫做同步字段。
- 目标 MAC 地址 (Destination MAC Address)：6 字节
- 作用： 指定这帧数据是发给哪个设备的。
- 原理： MAC 地址是网络接口硬件的全球唯一标识符（比如
A1:B2:C3:D4:E5:F6）。交换机等二层网络设备就是看这个字段来决定把帧转发到哪个端口。如果目标是FF:FF:FF:FF:FF:FF，那就是广播地址，所有设备都会接收处理。
- 源 MAC 地址 (Source MAC Address)：6 字节
- 作用： 指明这帧数据是从哪个设备发出来的。
- 原理： 接收设备要知道是谁发来的数据。同时，交换机通过学习源 MAC 地址和它收到的帧的端口号，来构建它的 MAC 地址转发表，这样以后就知道哪个 MAC 地址的设备在哪一侧了。
- 类型/长度 (Type/Length)：2 字节
- 作用： 这个字段有点特殊，它有两种含义，取决于它的值：
- 如果值大于 1500 (十进制)： 它表示 类型 (EtherType)。这指明了这帧数据里封装的是哪种上层协议的数据。比如
0x0800表示封装的是 IPv4 数据包，0x0806表示是 ARP 请求或应答，0x86DD表示是 IPv6 数据包等等。 - 如果值小于等于 1500： 它表示 长度 (Length)。这指明了后面“数据”字段的字节数（这主要用于旧的 IEEE 802.3 标准帧，现代网络用的少）。
- 如果值大于 1500 (十进制)： 它表示 类型 (EtherType)。这指明了这帧数据里封装的是哪种上层协议的数据。比如
- 原理： 通过这个字段，接收端的操作系统就能知道，收到这帧数据后，应该把帧里面的“数据”部分交给哪个上层协议的模块去处理（是交给 IP 模块？还是 ARP 模块？）。这是实现协议分层（比如 TCP/IP 协议栈）的关键一步。
- （一个小补充：在源 MAC 地址和 Type/Length 之间，有时候会插入一个 4 字节的 802.1Q Tag 字段，用来标识 VLAN 信息和 QoS 优先级，这个在企业网络里非常普遍，但它是对基本 Ethernet II 帧的一个扩展。）
- 作用： 这个字段有点特殊，它有两种含义，取决于它的值：
- 数据 (Data/Payload)：46 到 1500 字节
- 作用： 这是帧的核心内容，承载着上层协议（比如 IP 数据包、ARP 消息、TCP/UDP 报文等）的实际数据。
- 原理： 这是真正要传输的“信的内容”。为什么最小是 46 字节？这是为了保证在半双工以太网中发生冲突检测的有效性，如果上层数据不够 46 字节，会在后面填充（Padding）补到 46 字节。为什么最大是 1500 字节？这是以太网的 最大传输单元（MTU） 的典型值，超过这个大小的数据包需要分片传输。
- 帧校验序列 (Frame Check Sequence, FCS)：4 字节
- 作用： 用于检测帧在传输过程中是否发生了错误或损坏。
- 原理： 发送端根据从目标 MAC 地址到数据字段的所有内容，计算出一个校验值（通常使用 CRC，循环冗余校验算法），填入这个字段。接收端收到帧后，用同样的方法对除了 FCS 之外的其他字段计算一次校验值，然后和帧里的 FCS 进行比较。如果两者不一致，就认为这帧数据在传输过程中出错了，通常会直接丢弃这帧数据。注意：FCS 只能检测错误，不能纠正错误。
总结一下 Ethernet 帧结构的作用：
它是一个标准的“数据信封”，定义了数据在以太网上传输时的格式。通过帧头（前导码、SFD、MAC 地址、类型/长度）和帧尾（FCS），网络设备能够：
- 同步接收信号。
- 识别发送者和接收者。
- 判断帧里封装的是什么类型的数据（交给哪个上层协议）。
- 检查数据在传输过程中是否损坏。
- 携带实际需要传输的应用数据。