以太网数据帧格式（结构）图解
以太帧的工作机制
当以太网软件从网络层接收到数据报之后，需要完成如下操作：1) 根据需要把网际层的数据分解为较小的块，以符合以太网帧数据段的要求。
以太网帧的整体大小必须在 64～1518 字节之间（不包含前导码）。有些系统支持更大的帧，最大可以支持 9000 字节。有些系统支持更大的帧，最大可以支持 9000 字节。
2) 把数据块打包成帧。每一帧都包含数据及其他信息，这些信息是以太网网络适配器处理帧所需要的。
3) 把数据帧传递给对应于 OSI 模型物理层的底层组件，后者把帧转换为比特流，并且通过传输介质发送出去。
4) 以太网上的其他网络适配器接收到这个帧，检查其中的目的地址。如果目的地址与网络适配器的地址相匹配，适配器软件就会处理接收到的帧，把数据传递给协议栈中较高的层。
以太帧的结构
以太帧起始部分由前同步码和帧开始定界符组成，后面紧跟着一个以太网报头，以 MAC 地址说明目的地址和源地址。以太帧的中部是该帧负载的包含其他协议报头的数据包，如 IP 协议。以太帧由一个 32 位冗余校验码结尾，用于检验数据传输是否出现损坏。以太帧结构如图所示。
上图中每个字段的含义如下表所示：
| 字段 | 含义 |
|---|---|
| 前同步码 | 用来使接收端的适配器在接收 MAC 帧时能够迅速调整时钟频率，使它和发送端的频率相同。前同步码为 7 个字节，1 和 0 交替。 |
| 帧开始定界符 | 帧的起始符，为 1 个字节。前 6 位 1 和 0 交替，最后的两个连续的 1 表示告诉接收端适配器：“帧信息要来了，准备接收”。 |
| 目的地址 | 接收帧的网络适配器的物理地址（MAC 地址），为 6 个字节（48 比特）。作用是当网卡接收到一个数据帧时，首先会检查该帧的目的地址，是否与当前适配器的物理地址相同，如果相同，就会进一步处理；如果不同，则直接丢弃。 |
| 源地址 | 发送帧的网络适配器的物理地址（MAC 地址），为 6 个字节（48 比特）。 |
| 类型 | 上层协议的类型。由于上层协议众多，所以在处理数据的时候必须设置该字段，标识数据交付哪个协议处理。例如，字段为 0x0800 时，表示将数据交付给 IP 协议。 |
| 数据 |
也称为效载荷，表示交付给上层的数据。以太网帧数据长度最小为 46 字节，最大为 1500 字节。如果不足 46 字节时，会填充到最小长度。最大值也叫最大传输单元（MTU）。 在 Linux 中，使用 ifconfig 命令可以查看该值，通常为 1500。 |
| 帧检验序列 FCS | 检测该帧是否出现差错，占 4 个字节（32 比特）。发送方计算帧的循环冗余码校验（CRC）值，把这个值写到帧里。接收方计算机重新计算 CRC，与 FCS 字段的值进行比较。如果两个值不相同，则表示传输过程中发生了数据丢失或改变。这时，就需要重新传输这一帧。 |
构建以太帧
通过上面的学习了解了以太帧的结构。用户可以根据需要设置以太帧的字段值，从而构建以太帧。netwox 工具中编号为 32 的模块提供了以太帧构建功能。【示例】构建以太网数据帧。
1) 查看以太网数据帧，执行命令如下：
root@daxueba:~# netwox 32
输出信息如下：
Ethernet________________________________________________________.
| 00:0C:29:CA:E4:66->00:08:09:0A:0B:0C type:0x0000 |
|____________________________________________________________ |
2) 构建以太帧，设置源 MAC 地址为 00:0c:29:c4:8a:de，目标 MAC 地址为 01:02:03:04:05:06，执行命令如下：
root@daxueba:~# netwox 32 -a 00:0c:29:c4:8a:de -b 01:02:03:04:05:06
输出信息如下：
Ethernet________________________________________________________.
| 00:0C:29:C4:8A:DE->01:02:03:04:05:06 type:0x0000 |
|_____________________________________________________________ |
3) 为了验证构建的以太帧，通过 Wireshark 工具进行抓包。在链路层中可以看到伪造的源 MAC 地址和目标 MAC 地址，信息如下：
Ethernet II, Src: Vmware_c4:8a:de (00:0c:29:c4:8a:de), Dst: Woonsang_04:05:06(01:02:03:04:05:06)
4) 为了不被其他主机发现，在构造数据包时，可以指定假的源MAC地址。但是，每构造一次只能发送一个数据包。如果需要发送多个数据包，就需要构造多次。
为了方便，可以使用 macchanger 工具临时修改 MAC 地址，这样就不需要每次构造假的源 MAC 地址了。例如，将当前主机的 MAC 地址修改为 00:0c:29:aa:e0:28，执行命令如下：
Current MAC: 00:0c:29:ca:e4:66 (VMware, Inc.)
Permanent MAC: 00:0c:29:ca:e4:66 (VMware, Inc.)
New MAC: 00:0c:29:aa:e0:28 (VMware, Inc.)
5) 再次使用 netwox 工具进行发包，默认使用修改后的 MAC 地址作为源 MAC 地址，如下：
root@daxueba:~# netwox 32
输出信息如下：
Ethernet_________________________________________________
| 00:0C:29:AA:E0:28->00:08:09:0A:0B:0C type:0x0000 |
|_______________________________________________________ |
以太帧洪水攻击
交换机为了方便数据传输，通常会存储每个端口所对应的 MAC 地址，形成一张表。当交换机收到计算机发来的以太帧时，就会查看帧中的源 MAC 地址，并查找存储的表：- 如果表中存在该 MAC 地址，就直接转发数据；
- 如果没有，则将该 MAC 地址存入该表中。
当其他计算机向这个 MAC 地址发送数据时，可以快速决定向哪个端口发送数据。由于该表不可能是无穷大的，所以当达到一定数量时，将不会储存其他新的 MAC 地址。再有新的主机发来数据帧时，部分交换机将不再查找对应的端口，而是以广播的形式转发给所有的端口。这样，就使其他主机可以接收到该数据帧了。
netwox 工具提供编号为 75 的模块，用来实现以太帧洪水攻击功能。它可以伪造大量的以太网数据包，填满交换机的存储表，使交换机失去正确的转发功能。
实施以太帧洪水攻击，执行命令如下：
root@daxueba:~# netwox 75
执行命令后没有任何输出信息，但是会发送大量的以太网数据包。使用 Wireshark 工具进行抓包，如图所示。图中捕获的数据包为以太帧洪水攻击产生的数据包。
