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.
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
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.
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 HeaderPraxis
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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OSI-Modell erklärtARP und weitere Protokolle
ARP verbindet Layer 2 und Layer 3, indem es IP-Adressen in lokale MAC-Adressen auflöst.
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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.