イーサネットは、現在最も幅広く使用されている LAN テクノロジーです。 これは、IEEE 802.2 および 802.3 規格で定義されているネットワーク テクノロジーのファミリです。 イーサネット規格は、レイヤ 2 プロトコルとレイヤ 1 テクノロジーの両方を定義します。 レイヤ 2 プロトコルについては、すべての 802 IEEE 規格と同様に、イーサネットの動作は、データ リンク層の論理リンク制御(LLC)サブレイヤと MAC サブレイヤという 2 つのサブレイヤに依存します。
データ リンク層では、フレーム構造は、イーサネットのすべての速度でほとんど同じです。 イーサネット フレームの構造では、レイヤ 3 PDU の周囲にヘッダーとトレーラを追加して、送信するメッセージをカプセル化します。
イーサネットのフレーム構成には 2 つの形式があります。IEEE 802.3 イーサネット規格と、DIX イーサネット規格(現在はイーサネット II と呼ばれています)です。 2 つの規格間の最も大きな違いは、802.3 ではフレーム開始デリミタ(SFD)が追加されたことと、タイプ フィールドが長さフィールドに変更されたことです。 イーサネット II は、TCP/IP ネットワークで使用されるイーサネット フレームのフォーマットです。 IEEE 802.2/3 規格の実装として、イーサネット フレームは、MAC アドレスとエラー チェックを提供します。
イーサネットが提供するレイヤ 2 アドレスは、ユニキャスト、マルチキャスト、およびブロードキャスト通信をサポートしています。 イーサネットでは、アドレス解決プロトコルを使用して、宛先の MAC アドレスの決定と、そのアドレスと既知のネットワーク層アドレスとのマッピングを行います。
IP ネットワーク上の各ノードは、MAC アドレスと IP アドレスの両方を持ちます。 自分の MAC アドレスと IP アドレスを送信元フィールドで使用し、宛先の MAC アドレスと IP アドレスを指定する必要があります。 宛先の IP アドレスは OSI の上位レイヤによって提供されますが、送信側ノードは特定のイーサネット リンク向けの宛先 MAC アドレスを見つけ出す必要があります。 これが ARP の役割です。
ARP は、特殊なイーサネット ブロードキャスト メッセージとイーサネット ユニキャスト メッセージを利用します。これらのメッセージはそれぞれ、ARP 要求と ARP 応答と呼ばれます。 ARP プロトコルは、IPv4 アドレスを MAC アドレスに解決し、そのマッピング テーブルを保持します。
ほとんどのイーサネット ネットワークでは、通常、エンド デバイスがポイントツーポイントでレイヤ 2 LAN スイッチに接続されます。 レイヤ 2 LAN スイッチは、OSI のデータ リンク層(レイヤ 2)の MAC アドレスにのみ基づいて、スイッチングとフィルタリングを実行します。 レイヤ 2 スイッチは、転送先の判断に使用する MAC アドレス テーブルを構築します。 レイヤ 2 スイッチは、独立した IP サブネットワーク間でデータをやり取りするのにルータを利用します。
また、レイヤ 3 ルーティング機能は、レイヤ 3 スイッチも実行できるため、必ずしも LAN に専用ルータは必要ありません。 レイヤ 3 スイッチは特殊なスイッチング ハードウェアを備えているため、通常は、データをスイッチする場合と同じだけ迅速にデータをルーティングできます。