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Layer 2 Ethernet MAC-Adressen

Ethernet Frame Aufbau: Struktur, Felder und MAC-Adressen

Ein Ethernet-Frame ist der Layer-2-Rahmen für die lokale Zustellung. Er enthält Ziel- und Quell-MAC-Adresse, kennzeichnet die Nutzlast und endet auf dem Übertragungsmedium mit der Frame Check Sequence (FCS). Die Netzwerkkabel-Belegung beschreibt die physische Aderzuordnung; hier geht es um die Felder im übertragenen Frame.

Layer 2Ethernet stellt Frames innerhalb derselben Broadcast-Domain zu.

MAC-AdressenSwitches leiten Frames normalerweise mit denselben MAC-Adressen weiter. Router bauen für den nächsten Link einen neuen Frame auf.

EtherTypeDas Feld kennzeichnet die Nutzlast, zum Beispiel IPv4, IPv6 oder ARP.

MTUDie übliche Ethernet-MTU von 1500 Byte beschreibt die Nutzlast, nicht die gesamte Frame-Länge.

Layer 2 / Datenrahmen

Der Ethernet Frame als Zeitstrahl

Die Darstellung zeigt die Bestandteile eines Ethernet-II-Frames und trennt sie von Präambel und Start Frame Delimiter, die zur Übertragung gehören. Wähle ein Feld aus, um Aufgabe und Hinweise für die Paketmitschnitt-Analyse zu sehen.

Synchronisation

Präambel

7 Byte

Taktung Bit-Synchronisation 1010-Muster

Die sieben Byte der Präambel helfen Sender und Empfänger, sich auf der Leitung zu synchronisieren. Sie steht vor dem Ethernet-Frame und wird in üblichen Mitschnitten meist nicht angezeigt.

AufgabeEmpfänger synchronisieren

PositionGanz am Anfang des Frames

Sichtbar für AnalyseIn Mitschnitten oft ausgeblendet

BezugPhysikalische Übergabe an Layer 2

  • Die Präambel gehört zur Übertragung auf dem Medium und ist für die Nutzdaten noch nicht relevant.
  • In vielen Packet-Captures siehst du sie nicht separat, weil Netzwerkkarten diesen Teil bereits verarbeitet haben.
Der 802.1Q-VLAN-Tag liegt optional zwischen Quell-MAC und EtherType und erweitert den Frame um 4 Byte.
Präambel und SFD gehören zur Übertragung des Frames, werden in Analysen aber häufig nicht mit angezeigt.
Die Payload ist variabel. Darum ist sie im realen Ethernet oft deutlich größer als die anderen Felder.

Worauf du achten solltest

  • MAC-Adressen dienen nur der lokalen Zustellung. Für die Ende-zu-Ende-Adressierung ist später der IP Header zuständig.
  • Switches lesen hauptsächlich Ziel-MAC, Quell-MAC und gegebenenfalls VLAN-Informationen.
  • EtherType ist das Schlüsselfeld für die Frage, ob im Payload IPv4, IPv6, ARP oder ein anderes Protokoll steckt.

Layer 2 Adressierung

MAC-Adressen richtig einordnen

Die Ziel-MAC sagt, wohin der Frame im lokalen Segment soll. Die Quell-MAC zeigt, woher er kommt. Beides ist für Switches entscheidend, aber nicht identisch mit den Adressen aus dem IP Header.

MAC-Adressen sind hardware- oder softwareseitige Layer-2-Identitäten mit 48 Bit. Sie gelten immer nur innerhalb des aktuellen Ethernet-Segments und sind deshalb an Router-Grenzen nicht stabil.

Wenn ein Host ein Paket in ein anderes Netz schickt, bleibt die Ziel-IP beim normalen Routing erhalten. Als Ziel-MAC verwendet der lokale Ethernet-Frame typischerweise die Adresse des Gateways. NAT kann IP-Adressen zusätzlich umschreiben.

Zustellart

Unicast, Multicast, Broadcast

Ethernet kennt mehrere Zustellarten. Unicast geht an genau ein Ziel, Multicast an eine Gruppe und Broadcast an alle Stationen im gleichen Layer-2-Netz.

Switching

Warum Switches Quell-MACs lernen

Switches führen MAC-Tabellen. Sie lernen aus eingehenden Frames, über welchen Port eine bestimmte Quell-MAC erreichbar ist.

Überschneidung

MAC ist nicht gleich IP

IP adressiert logische Netze auf Layer 3. MAC adressiert die nächste lokale Station auf Layer 2.

Zum IP Header

Praxis

Frame-Größen, VLAN-Tags und MTU

Neben den Standardfeldern gibt es in echten Netzen einige Erweiterungen und Grenzwerte, die bei Analyse und Troubleshooting wichtig sind.

Mindestgröße und Padding

64 Byte Gesamtlänge inklusive FCS

Der klassische Ethernet-Frame hat eine Mindestgröße von 64 Byte vom Ziel-MAC-Feld bis einschließlich FCS. Ist die Nutzlast zu kurz, wird Padding ergänzt. Die Mindestgröße stammt aus dem gemeinsamen Ethernet-Format; die Kollisionsdomäne ist nur für ältere Halbduplex-/CSMA-CD-Betriebsarten relevant.

802.1Q VLAN-Tag

Optional 4 Byte zwischen Quell-MAC und EtherType

Das VLAN-Tag transportiert VLAN-ID und Prioritätsinformationen. Dadurch wird ein Frame logisch einem bestimmten Broadcast-Domain zugeordnet.

MTU und Jumbo Frames

Standard 1500 Byte Nutzlast

Jumbo Frames erlauben eine größere Layer-3-MTU, müssen aber auf allen beteiligten Geräten und Links unterstützt sein. Bei einer MTU-Abweichung drohen Drops oder eine fehlerhafte Path-MTU-Ermittlung; Ethernet fragmentiert Frames nicht selbst.

Feld Typische Größe Bedeutung im Alltag
Ethernet Header 14 Byte Ziel-MAC, Quell-MAC und EtherType
VLAN-Tag 4 Byte optional Segmentierung und Priorisierung
Payload 46 bis 1500 Byte Transportiert IP, ARP oder andere Protokolle
FCS 4 Byte CRC-basierte Fehlererkennung

Layer 2 trifft Layer 3

Wie Ethernet, ARP und IP zusammenarbeiten

Im normalen Heim- oder Firmennetz sind Ethernet Frames nur die äußere Hülle. Darin steckt meist ein IP-Paket. Davor braucht ein Host oft noch ARP, um die passende Ziel-MAC für die nächste Station zu finden.

Ein typischer Ablauf ist: Der Host kennt die Ziel-IP, fragt per ARP die MAC-Adresse des Gateways oder Zielhosts ab und verpackt danach das IP-Paket in einen Ethernet Frame.

Genau deshalb greifen die Themen Ethernet Frame, IP Header und Netzwerkprotokolle direkt ineinander. Für Analyse und Fehlersuche solltest du immer beide Ebenen gemeinsam lesen.

IP Header in der Payload

Im Payload eines Ethernet Frames beginnt bei IPv4 der IP Header mit Feldern wie TTL, Protocol und Source Address.

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OSI-Schichtenmodell

Das OSI-Modell ordnet Ethernet auf Layer 2 und IP auf Layer 3 ein. Das hilft, Pakete systematisch zu lesen.

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Die OSI-Seite ordnet Ethernet sauber in Layer 2 ein und zeigt, wie sich die Schichten voneinander abgrenzen.

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Netzwerkprotokolle

EtherType, ARP und IP werden erst im Gesamtbild wirklich klar. Die Protokoll-Übersicht verknüpft die wichtigsten Rollen.

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FAQ

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Ethernet Frame und IP Paket?

Der Ethernet Frame ist die Layer-2-Hülle für die lokale Übertragung. Das IP Paket liegt meist innerhalb der Payload und sorgt für die logische Weiterleitung über Layer 3.

Wo stehen die MAC-Adressen im Ethernet Frame?

Direkt nach Präambel und SFD folgen zuerst die Ziel-MAC und danach die Quell-MAC. Beide Felder sind jeweils 6 Byte groß.

Was macht der EtherType?

Der EtherType identifiziert das nächste Protokoll in der Nutzlast, zum Beispiel IPv4, IPv6 oder ARP.

Warum hat Ethernet eine Mindestgröße?

Zu kleine Frames werden per Padding aufgefüllt. Historisch ist das für korrektes Verhalten klassischer Ethernet-Mechanismen wichtig, heute spielt es weiterhin für die Standardkonformität eine Rolle.