原始以太网帧

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最近，我对以下有关原始以太网帧的文章感到困惑：

使用原始以太网帧传递 RAW以太网与UDP
消息

简而言之，他们两个都讨论仅使用以太网层就可以建立点对点通信。在这种情况下，将避免IP和TCP层的开销，并且吞吐量将增加（根据某些基准，大约为50％）。

我想在无线环境中进行类似的测试。但是，我有一些问题：

第一个问题
是否有任何硬件约束（例如Wi-Fi卡）可能会破坏这种工作？

第二期
这两篇文章都选择了以下帧格式：

前言分隔符| Mac标头| 有效载荷垫| CRC

据我所知，以太网设备会将前同步码，定界符，填充和CRC添加到每个帧，并且无法通过软件进行更改。我想与Wi-Fi设备类似。因此，是否有任何硬件限制（例如Wi-Fi卡）会破坏Mac接头连接器的拆卸？

ps：考虑到通信将是点对点的，即，将没有路由器，交换机，网桥……没有互联网连接。

— 马克·梅萨
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数十年来，以太网上的非IP流量已成为网络的一部分，因此我对您真正想得到的答案还不清楚，也许您需要了解有关网络基础的更多信息。没有“以太网无线卡”这样的东西，因为802.3以太网和802.11无线是两个完全不同的标准。因此，第二期中的帧格式根本不适用于802.11网络，但是根据标准，帧具有某些要求，因此，您列出的帧的许多组件都是不可配置的。

— YLearn

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@YLearn 几十年来，通过以太网的非IP流量已经成为网络的一部分，但当时的以太网设备不像今天那样“智能”，并且许多工作是由CPU完成的。我想知道“智能”的成本是否正在失去灵活性。

— 马克·梅萨

@YLearn 根本不适用于802.11网络好吧，我知道在标准802.11网络中连接的其他计算机不会将此类帧识别为有效帧。但是，可以发送/接收这样的帧吗？还是硬件不允许？

— 马克·梅萨

@MarkMessa，同一主机上从一台主机到另一台主机的帧将被第二台主机接收。问题是它们是否将被传递到主机内部网络堆栈的上层。如果接收主机只有一个IP堆栈，而帧有效载荷不是IP，那么数据将被忽略。您需要了解OSI模型，才能获得有关如何将数据从一台主机传递到另一台主机的一般思路。

— 罗恩·莫平

@MarkMessa，关于您的第一个评论，尽管以太网设备“更智能”，但以太网仍然像以太网一样运行。802.3永远不会也永远不会要求使用IP。例如，尽管很少见，但今天的以太网仍将像以往一样幸福地支持Appletalk或IPX / SPX，或者根本不支持任何高层协议（许多事物仍然仅使用L2进行通信）。至于您的第二条评论，我不确定您的意思是“是否可以发送/接收此类帧”。您不能通过802.11发送802.3帧，但是只有802.11通信不涉及IP。

— YLearn

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首先，Wi-Fi（IEEE 802.11）不是以太网（IEEE 802.3），而是令牌环（IEEE 802.5）或除802.3以外的任何其他IEEE LAN标准都是以太网。Wi-Fi和以太网的帧头不同。

Wi-Fi，以太网，令牌环，FDDI等都是OSI第1层和第2层的LAN标准，它们封装了上层协议的数据报。每个协议都可以传输第3层协议，其中IP只是其中的一个。

您可以自由创建自己的协议或将现有的第3层协议之一用于一种IEEE LAN协议，但是您将需要具有所选择的LAN协议的框架。不要指望能够与没有运行协议栈的任何设备进行互操作，也不要指望它可以在没有协议栈的任何路由器上运行（这意味着没有使用IP的互联网）。以太网交换机或WAP之类的网桥将传输您的上层协议，因为它们在第2层工作，因此您可以创建LAN。

您将需要具有所使用的LAN类型的帧头。一方面，一台主机实际上如何发送到帧中没有第2层地址的另一台主机。我认为您基本上会回到像RS-232这样的串行通信，它没有帧或头，但是它依靠额外的导线来进行数据控制。

— 罗恩·莫平
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Wi-Fi（IEEE 802.11）不是以太网（IEEE 802.3）好的，为了避免这种混乱，我刚刚更改了部分问题。现在，完全不关主题，只需要考虑一下：几种产品被宣传为“无线以太网LAN”。

— 马克·梅萨

我已经看到过这样的事情，但这并不意味着它是正确的。Wi-Fi和以太网框架不同，并且以太网使用冲突检测，但是Wi-Fi使用冲突避免。其他LAN使用令牌之类的东西来完全防止冲突。它们都是不同的LAN，并且某些广告不能使它们成为同一事物。

— 罗恩·莫平

这并不意味着它是正确的。好吧，我同意你的看法。感谢纠正我。我知道诸如CSMA / CD，CSMA / CA和令牌之类的差异。但是，我对诸如“ Wi-Fi是无线以太网LAN”之类的广告视而不见。

— 马克·梅萨

您也不能指望它可以在任何路由器上运行没有路由器，交换机或网桥，只有点对点通信。我刚刚编辑了问题以避免这种混淆。

— 马克·梅萨

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@MarkMessa 我不想避免使用帧，我只是在考虑避免使用MAC标头。这就是您的请求令人困惑的原因。您似乎不明白，没有L2标头，它们将不再是以太网或802.11帧。您需要编写自己的L2协议才能在802.3或802.11中不存在L2标头的情况下工作。

— YLearn

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根据您的问题和评论，我认为您没有参考两篇文章。

当他们谈论“原始以太网”时，他们谈论的是不包含任何IP（L3）或TCP / UDP（L4）标头的数据帧。他们不是在谈论使用没有L2标头的L2帧。

如果没有L2标头，则帧既不是802.3（以太网）也不是802.11帧。完全是另外一回事。单独的L2协议。

是否有任何硬件限制（例如Wi-Fi卡）可能会破坏这种工作？

不包括L2标头？绝对。您必须指定特定的适配器才能获得特定的答案，但是我怀疑您是否可以编写适用于大多数不包含L2头的802.3或802.11适配器的驱动程序。我的猜测是，大多数适配器会在发送帧或接收帧时拒绝/丢弃格式错误的帧。

仅发送不包含IP或TCP / UDP标头的802.3或802.11帧？不。这种情况一直作为正常网络运行的一部分而发生，并且已经持续了数十年（至少对于802.3； 802.11出现的时间不长，但至少已经十年了）。

因此，是否有任何硬件限制（例如Wi-Fi卡）会破坏Mac接头连接器的拆卸？

往上看。

— YLearn
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大多数适配器会拒绝/丢弃框架，我想这回答了我的问题。稍后，我将提交自己的答案，以免丢失所有有趣的“临时”评论。

— 马克·梅萨

在发送前或接收后，拒绝/丢弃格式错误的帧。据我所知，在监视模式下，您可以听到任何类型的帧，甚至包括格式错误的帧（例如：错误的CRC）。但是，奇怪的是，硬件不允许您广播没有MAC标头的帧。

— 马克·梅萨

小修正：但是，奇怪的是，适配器不允许您广播没有MAC标头的帧。

— Mark Messa

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@MarkMessa “据我所知，在监视模式下，您可以听到任何类型的帧，甚至包括格式错误的帧（例如：错误的CRC）。”这完全取决于相关设备。许多适配器（包括交换机）甚至会在将它们发送以进行捕获/镜像/跨接之前处理并丢弃它们。通常，您甚至都不会看到带有CRC的以太网预告片。

— YLearn

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我想在无线环境中进行类似的测试。

看一下 Wifibroadcast（Linux，一些Android支持）可以做到这一点。简短摘要：它使用一对wifi适配器，一个在注入模式下，另一个在监视模式下，并使用原始wifi帧传输数据。这是单向连接。虽然最初被认为是一种传输低延迟视频馈送的方法，但它当然可以用于所有类型的数据。

是否有任何硬件限制（例如Wi-Fi卡）可能会破坏这种工作？

是。有的适配器工作得更好，而有的适配器工作得不好，如果有的话。某些处于原始模式的适配器不能包含高吞吐量，某些适配器需要修改其固件。有些适配器工作在2.4GHz频带上，有些适配器工作在5GHz上，有些在这两种情况下都可用。

— 拉多万·加拉比克
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是。从理论上讲，您可以像这样运行点对点以太网。两个端点都必须处于混杂模式才能删除802.3以太网MAC标头（否则，这些帧不属于任何一个NIC，并且将被忽略。）当然，这样做意味着您没有在运行“以太网”。

— 瑞奇光束
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混杂模式这是我希望提出的一个非常重要的问题。在混杂模式下，发送到与您的MAC地址不同的MAC地址的帧不会被Wi-Fi卡丢弃。但是，对于BSSID则不是这样（如果我输入错了，请纠正我）。如果未将帧发送到您的BSSID，则Wi-Fi卡将丢弃该帧。是否可以避免这种情况并接收所有到达您卡中的帧？（监控模式？）

— 马克·梅萨

混杂模式以删除802.3以太网MAC标头基于@YLearn答案，看来硬件将不接受没有L2标头的帧。

— Mark Messa