イーサネットフレームは、コンピュータネットワークにおいて端末間でデータを送受信する際の基本単位です。
本記事では、イーサネットフレームの構造、役割、及びその重要性について詳しく解説します。
これにより、ネットワーク通信の基本的な理解を深めるとともに、関連技術の理解も促進します。
イーサネットフレームの基本
1. イーサネットフレームとは？
イーサネットフレームは、データ通信の際に使用されるデータの送受信単位であり、送信先アドレスや制御情報を付加したデータを指します。
イーサネットでは、送りたいデータ（ペイロード）を46～1500バイトの長さに分割し、前後に制御情報を追加してフレームとして送信します。
2. フレームの構成
イーサネットフレームの構成は以下のようになります：
- ヘッダ部（最初の14バイト）
- 宛先MACアドレス（6バイト）
- 送信元MACアドレス（6バイト）
- データタイプ（2バイト）
- データ本体（最大1500バイト）
- ここには上位層であるIP（Internet Protocol）のデータグラムやパケットが格納されます。
- フット部（最後の4バイト）
- FCS（Frame Check Sequence）と呼ばれる誤り訂正符号が含まれています。
3. プリアンブルの役割
物理層において、各フレームの先頭にはプリアンブル（preamble）と呼ばれる8バイトのビットパターンが付加され、送信の開始を示します。
これにより、受信側はフレームの開始を正確に把握できます。フレームの最大長はプリアンブルを除いて1518バイトです。
イーサネットフレームのプロトコル階層
1. 階層構造
イーサネットフレームは、ネットワークプロトコルの階層構造において重要な役割を果たします。
フレーム内のペイロードには、IPパケットなどのデータが格納され、さらにその中には上位層のデータが含まれています。
この入れ子構造によって、データの管理と通信の効率が向上します。
2. VLANの利用
イーサネットフレームは、VLAN（Virtual Local Area Network）などの機能にも対応しています。
VLANを利用する場合、フレームに追加の制御情報が加えられ、特定のネットワークセグメントを論理的に分割することが可能です。
これにより、ネットワークの効率化やセキュリティの向上が図られます。
まとめ
イーサネットフレームは、データ通信において非常に重要な要素です。
その構造は、通信の効率性と正確性を確保するために設計されています。
特に、MACアドレスやFCS、プリアンブルなどの要素は、フレームの正常な送受信を支えるために不可欠です。
ネットワーク技術を深く理解するためには、イーサネットフレームの基本的な知識を持つことが重要です。
この理解が、今後のネットワーク設計や運用に役立つことでしょう。