Layer 2 Ethernet MAC-Adressen

Ethernet Frame Aufbau: Struktur, Felder und MAC-Adressen

Ein Ethernet Frame ist der Layer-2-Rahmen im lokalen Netzwerk. Er kapselt Ziel und Quelle per MAC-Adresse, markiert den Protokolltyp und transportiert die Nutzlast bis zur Prüfsumme am Ende des Frames.

Ethernet arbeitet auf Layer 2 und liefert die lokale Zustellung im gleichen Broadcast-Domain.
Die MAC-Adressen gehören zum Frame, nicht zum IP Header. Genau deshalb ändern sie sich an jedem Layer-2-Hop.
Im Feld EtherType steht, ob die Nutzlast zum Beispiel IPv4, IPv6 oder ARP enthält.

Layer 2 / Datenrahmen

Der Ethernet Frame als Zeitstrahl

Von links nach rechts siehst du die typischen Bestandteile eines Ethernet-II-Frames. Beim Überfahren vergrößert sich der Abschnitt und blendet Schlüsselbegriffe ein. Die Detailerklärung erscheint direkt darunter.

Synchronisation

Präambel

7 Byte

Taktung Bit-Synchronisation 1010-Muster

Die Präambel bereitet Empfänger und Leitung auf den eigentlichen Frame vor. Das wechselnde Bitmuster hilft dabei, den Takt sauber einzurasten.

Aufgabe

Empfänger synchronisieren

Position

Ganz am Anfang des Frames

Sichtbar für Analyse

In Mitschnitten oft ausgeblendet

Bezug

Physikalische 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.

Kurzfassung

Ein Ethernet Frame bildet die Verpackung für lokale Übertragung im LAN.

MAC-Adressen steuern die Zustellung im selben Layer-2-Netz, während IP erst in der Nutzlast beginnt.

Mindestgröße, MTU und optionale VLAN-Tags beeinflussen direkt, wie groß ein Frame im Alltag wirklich ist.

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 ins Internet schickt, bleibt die Ziel-IP des Pakets erhalten. Der zugehörige Ethernet Frame bekommt aber als Ziel-MAC typischerweise die Adresse des lokalen Gateways.

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

Ein klassischer Ethernet Frame darf nicht zu klein sein. Fehlt Nutzlast, wird Padding eingefügt, damit Kollisionserkennung und Medienzugriff in klassischen Ethernet-Varianten sauber funktionieren.

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 vergrößern die Nutzlast, brauchen aber durchgängige Unterstützung. Sonst entstehen Fragmentierung, Drops oder schwer lesbare Fehlerbilder.

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

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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.