はじめに

前回記事では、Dockerの分離されたネットワークにサーバとクライアントをつくった

今回は、クライアント(ubuntu)にインストールしたgccが使用するヘッダーファイル(.h)の中身を見ていく
レイヤ２のイーサネットヘッダに焦点を当てる

連載情報

連載	内容
その１	〈実践〉同じセグメント内のPING疎通確認
その2	〈コード〉イーサネットヘッダの中身をみてみる
その3	〈コード〉ARP,IP,ICMPの中身をみてみる
その4	〈実践〉IP,TCPをキャプチャする
その5	〈実践）ルーターを準備する
その6	〈実践〉別セグメントのWEBへアクセスをする

イーサネットフレームのフォーマット

イーサネットを流れるデータの呼称は、OSI参照モデルのレイヤ（層）に応じて、フレームだったりパケットだったりと変化する
が、
瑣末なことなので、変化するということだけ覚えておけばよいと思う（自論）

章タイトルにフレームと書いているので、ここではデータリンク層（OSI第２レイヤ）が対象

フレームの中身がどうなっているのかは、下記参照
参考：Ethernet LAN - イーサネットフレームのフォーマットとMACアドレス

現在、最も使用されているイーサネットフレームはDIX仕様です。

DIX仕様

DECの社名が起源に書かれている
DECといえば、戦うプログラマーの主人公（！？）デヴィッド・カトラーが居た会社

MACアドレスを調べる 6byte

ifconfigです（Windowsではipconfig）
またはip addrです

MACアドレスの最初の3byteはベンダー固有値であるが
02:42:acで始まるものはヒットしない
MACアドレス検索

その理由は、stack overflowでも明確な答えはなかった

6バイトすべてを0xFFにすると

ブロードキャストアドレスになります

タイプ／長さ 2byte

dockerからクライアントのターミナルに入ってコマンドを打つ

2byteのタイプETHERTYPE_***一覧が書かれている箇所がある　※一部抜粋

cat /usr/include/net/ethernet.h

/* Ethernet protocol ID's */
#define ETHERTYPE_PUP           0x0200          /* Xerox PUP */
#define ETHERTYPE_IP            0x0800          /* IP */
#define ETHERTYPE_ARP           0x0806          /* Address resolution */
#define ETHERTYPE_REVARP        0x8035          /* Reverse ARP */
#define ETHERTYPE_VLAN          0x8100          /* IEEE 802.1Q VLAN tagging */
#define ETHERTYPE_IPV6          0x86dd          /* IP protocol version 6 */
#define ETHERTYPE_LOOPBACK      0x9000          /* used to test interfaces */

イーサネットヘッダー

同ヘッダーファイルに、イーサネットヘッダーの構造体が定義されている
送信元と宛先のMACアドレスと、タイプ／長さの2byteの3メンバ構造体

/* 10Mb/s ethernet header */
struct ether_header
{
  uint8_t  ether_dhost[ETH_ALEN];       /* destination eth addr */
  uint8_t  ether_shost[ETH_ALEN];       /* source ether addr    */
  uint16_t ether_type;                  /* packet type ID field */
} __attribute__ ((__packed__));

attribute, packedについての説明はこちらのブログが参考になる

uint8_t ‐ 通信用語の基礎知識

余談～MTUに関するIPAの出題例

IPAネスペ令和5年午後2問5において

MTUのサイズ(1500byte)からIPヘッダーTCPヘッダーの合計40byteを引いた値が
フラグメントが起きずにデータを遅れる最大量であるという問題が出た

ここでMACヘッダーが14byteであるのは
送信先MACアドレスと送信元のMACアドレスが各6byteで合計12byte
それに加えてタイプ／長さが2byteあるので、合計14byteとなる

糸冬了！！