Bingkai Ethernet

Ethernet II adalah sebuah standar enkapsulasi paket data jaringan berbasis teknologi Ethernet yang digunakan oleh protokol TCP/IP. Standar ini dikembangkan oleh Digital Equipment Corporation (DEC), Intel Corporation, dan Xerox sebelum akhirnya diserahkan kepada komite IEEE 802 untuk menjadi standar IEEE 802.3. Ethernet II juga disebut sebagai Ethernet II frame format atau DIX frame format (mengingat pihak-pihak yang mengembangkannya adalah DEC, Intel dan Xerox).

Struktur data

Struktur data sebuah frame Ethernet II

Sebuah frame Ethernet II terdiri atas beberapa field, yakni sebagai berikut:

Preamble
Destination Address
Source Address
EtherType
Payload, dan
Frame Check Sequence (FCS).

Preamble

Field Preamble adalah sebuah field yang memiliki panjang 8 byte. 7 byte dari field ini merupakan susunan angka 0 dan 1 (setiap byte berisi urutan bit 10101010) yang digunakan untuk melakukan sinkronisasi dengan pihak penerima, sedangkan 1 byte terakhir yang berisi 10101011 mengindikasikan bahwa frame tersebut adalah frame pertama. Sehingga, field ini berfungsi untuk melakukan sinkronisasi dengan pihak penerima dan menandai setiap frame Ethernet.

Destination Address

Field Destination Address adalah sebuah field yang memiliki panjang 6 byte yang menandakan alamat tujuan ke mana frame yang bersangkutan akan dikirimkan. Alamat tujuan ini bisa berupa alamat unicast Ethernet, alamat multicast Ethernet, atau alamat broadcast Ethernet. Alamat unicast Ethernet merupakan alamat fisik Ethernet yang bersangkutan, yang berupa MAC address, sedangkan alamat broadcast Ethernet merupakan sebuah alamat yang memiliki semua bitnya diset ke angka 1, sehingga membentuk pola alamat FF:FF:FF:FF:FF:FF.

Source Address

Field Source address adalah sebuah field yang memiliki panjang 6 byte dan menunjukkan alamat sumber dari mana frame yang bersangkutan berasal. Alamat ini umumnya adalah alamat unicast Ethernet.

EtherType

Field EtherType adalah sebuah field yang memiliki panjang 2 byte yang mendndakan protokol lapisan tinggi yang terkandung di dalam frame Ethernet yang bersangkutan. Setelah sebuah kartu jaringan meneruskan frame yang bersangkutan kepada sistem operasi host tersebut, nilai dari field ini akan digunakan untuk meneruskan muatan Ethernet kepada protokol lapisan tinggi yang cocok. Jika tidak ada protokol lapisan tinggi yang cocok, maka nilai dari field ini akan diabaikan.

Field ini bertindak sebagai tanda pengenal protokol dalam format frame Ethernet II. Untuk sebuah datagram IP, nilai dari field ini diset ke nilai 0x0800, sementara untuk sebuah pesan ARP, nilainya adalah 0x086. untuk selengkapnya, lihat di website IANA.

Payload

Field Payload untuk sebuah frame Ethernet II berisi sebuah protocol data unit (PDU) yang dimiliki oleh sebuah protokol lapisan yang lebih tinggi. Ethernet II dapat mengirimkan data dengan ukuran maksimum 1500 byte. Karena Ethernet memiliki fasilitas untuk mendeteksi adanya kolisi dalam jaringan, maka dalam frame-frame Ethernet II harus terdapat payload paling tidak 46 byte. Jika memang payload yang dimiliki oleh protokol lapisan yang lebih tinggi kurang dari 46 byte, maka data tersebut harus diisi dengan beberapa bit kosong, agar tetap memiliki panjang 46 byte.

Frame Check Sequence

Field Frame Check Sequence (FCS) adalah sebuah field yang ukurannya 4 byte yang menyediakan verifikasi integritas bit terhadap keseluruhan frame Ethernet II yang bersangkutan. Field FCS ini juga disebut dengan Cyclic Redundancy Check (CRC). Pihak peneirim akan menghitung nilai dari FCS dan menempatikan hasilnya di dalam field ini. Ketika pihak penerima mendapatkan frame yang bersangkutan, pihak penerima tersebut akan melakukan penghitungan ulang terhadap FCS dengan menggunakan algoritme yang sama, dan membandingkannya dengan yang terdapat di dalam FCS. Jika kedua nilai tersebut sama, maka frame yang bersangkutan dianggap valid dan akan diproses oleh pihak penerima. Jika tidak sama, maka frame tersebut diabaikan, seolah-olah tidak ada frame yang dikirimkan.

Kalkulasi yang terjadi pada Ethernet II yang disimpan di dalam field ini hanya menyediakan layanan integritas level bit saja, bukannya layanan integritas terhadap data keseluruhan atau bahkan layanan autentikasi. Sebuah nilai FCS yang valid tidak menjamin bahwa frame yang bersangkutan tidak dimodifikasi oleh orang yang tidak berhak selama transit di node lainnya. Kalkulasi terhadap FCS telah diketahui secara umum dan sebuah node yang terletak di antara dua buah node yang saling berhubungan dapat saja mengintersepsi frame yang sedang dipertukarkan, memodifikasi frame tersebut, menghitung kembali nilai FCS dan meletakannya ke dalam field ini sebelum meneruskaan frame tersebut. Si node penerima pun tidak dapat mendeteksi bahwa frame yang diterimanya telah dimodifikasi hanya dengan field FCS. Karenanya, untuk mencegah hal ini terjadi, gunakan protokol level tinggi yang menawarkan fitur keamanan, seperti halnya IPSec.

Selain itu, field ini hanya menyediakan deteksi terhadap kesalahan pada level bit saja, dan tidak dilengkapi dengan fitur pemulihan dari kesalahan tersebut (error recovery). Ketika nilai FCS yang dihitung oleh pihak penerima tidak sama dengan nilai FCS yang disimpan di dalam frame, maka satu-satunya kesimpulan yang dapat diambil dari hal itu adalah bahwa sebuah bit atau beberpa bit telah berubah. Penghitungan FCS juga tidak menyediakan informasi tentang di mana letak kesalahan tersebut atau bagaimana cara mengoreksinya, tapi beberapa jenis mekanisme CRC lainnya (yang digunakan dalam teknologi framing lainnya) dapat melakukan hal ini. Contoh dari hal ini adalah field 1-byte Header Checksum dalam header sebuah sel Asynchronous Transfer Mode (ATM), yang dapat menyediakan layanan pendeteksian kesalahan seperti halnya Ethernet II serta juga mampu melakukan pemulihan terhadap kesalahan tersebut, meski terbatas.

Contoh dari frame Ethernet II

Berikut ini merupakan contoh dari frame Ethernet II yang diambil dengan menggunakan Microsoft Network Monitor untuk sebuah datagram IP:

+   Frame: Base frame properties
    ETHERNET: ETYPE = 0x0800: Protocol = IP:  DOD Internet Protocol
       + ETHERNET: Destination address: 001054CAE140
       + ETHERNET: Source address: 00600852F9D8
       ETHERNET: Frame Length: 74 (0x004A)
       ETHERNET: Ethernet Type: 0x0800 (IP:  DOD Internet Protocol)
       ETHERNET: Ethernet Data: Number of data bytes remaining = 60 (0x003C)
+   IP: ID = 0xAE09; Proto = ICMP; Len: 60
+ ICMP: Echo: From 192.168.160.186 To 192.168.160.01

Ukuran Frame Ethernet

Semua frame Ethernet harus membawa payload paling tidak 46 bita. Ukuran minimum frame Ethernet tersebut adalah hasil dari pengaplikasian skema media access yang digunakan oleh Ethernet, yakni CSMA/CD (carier sense multiple access with collision detection), sehingga mengakibatkan ukuran minimalnya yang harus 46 bita.