Tramas de Ethernet sin formato

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Recientemente me sorprendieron los siguientes artículos sobre tramas Raw-Ethernet:

Transferencia de mensajes RAW ethernet vs. UDP
mediante tramas Ethernet sin formato

Brevemente, ambos discuten que es posible establecer una comunicación punto a punto utilizando solo la capa Ethernet. En ese caso, se evitaría la sobrecarga de las capas IP y TCP y el rendimiento aumentaría (aproximadamente 50% según algunos puntos de referencia).

Me gustaría hacer una prueba similar pero en un entorno inalámbrico. Sin embargo, tengo algunos problemas:

1.er problema
¿Hay alguna restricción de hardware (es decir, la tarjeta Wi-Fi) que pueda socavar ese esfuerzo?

2º número
Ambos artículos eligieron el siguiente formato de marco:

Preámbulo | Delimitador | Encabezados Mac | Carga útil | Pad | CRC

Hasta donde yo sé, el dispositivo Ethernet agrega preámbulo, delimitador, pad y CRC a cada cuadro y no se puede cambiar a través del software. Supongo que con dispositivos Wi-Fi es similar. Por lo tanto, ¿hay alguna restricción de hardware (es decir, la tarjeta Wi-Fi) que socavaría la eliminación de los encabezados de Mac?

ps: tenga en cuenta que la comunicación será punto a punto, es decir, no habrá enrutadores, conmutadores, puentes, ... no habrá conectividad a Internet.

ethernet wireless ieee-802.11 mac-address ad-hoc-wireless Mark Messa
fuente
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El tráfico no IP a través de Ethernet ha sido parte de la red durante décadas, por lo que no tengo muy claro qué es lo que realmente está tratando de responder y tal vez necesite aprender un poco más sobre los conceptos básicos de la red. No existe una "tarjeta inalámbrica Ethernet" como 802.3 Ethernet y 802.11 inalámbrico son dos estándares completamente diferentes. Como tal, su formato de trama en el segundo número no se aplicaría en absoluto a una red 802.11, pero las tramas tienen ciertos requisitos de acuerdo con los estándares, por lo que muchos de los componentes de la trama que enumera no son configurables.
YLearn
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@YLearn El tráfico no IP a través de Ethernet ha sido parte de la red durante décadas , pero en ese momento los dispositivos Ethernet no eran tan "inteligentes" como hoy, y la CPU realizó gran parte del trabajo. Me preguntaba si el costo de ser 'inteligente' está perdiendo flexibilidad.
Mark Messa
@YLearn no se aplicaría en absoluto a una red 802.11 Ok, soy consciente de que otras computadoras conectadas en una red estándar 802.11 no reconocerían tales tramas como válidas. Sin embargo, ¿es posible enviar / recibir tales marcos? ¿O el hardware no lo permitirá?
Mark Messa
@MarkMessa, el segundo host recibirá las tramas de un host a otro en la misma LAN. La pregunta es si se pasarán o no a las capas superiores en la pila de red dentro del host. Si el host receptor solo tiene una pila de IP y la carga útil de la trama no es IP, entonces los datos serán ignorados. Debe aprender sobre el modelo OSI para obtener ideas generales sobre cómo se pasan los datos de un host a otro.
Ron Maupin
@MarkMessa, con respecto a su primer comentario, a pesar de que los dispositivos Ethernet son "más inteligentes", Ethernet todavía funciona como Ethernet. 802.3 nunca ha requerido ni requerirá el uso de IP. Por ejemplo, aunque es raro, Ethernet hoy en día seguirá siendo compatible con Appletalk o IPX / SPX tan feliz como siempre, o sin ningún protocolo de capa superior (muchas cosas todavía usan solo L2 para la comunicación). En cuanto a su segundo comentario, no estoy seguro de lo que quiere decir con "es posible enviar / recibir dichos marcos". No puede enviar tramas 802.3 sobre 802.11, pero solo hay comunicaciones 802.11 que no involucran IP.
YLearn

Respuestas:

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Primero, el Wi-Fi (IEEE 802.11) no es ethernet (IEEE 802.3) más que el token ring (IEEE 802.5) o cualquiera de los otros estándares de IEEE LAN que no sean 802.3 son ethernet. Los encabezados de trama son diferentes para Wi-Fi y Ethernet.

Wi-Fi, ethernet, token ring, FDDI, etc. son todos estándares de LAN para OSI layer-1 y layer2 que encapsulan datagramas para protocolos de capa superior. Cada uno puede transportar protocolos de capa 3, de los cuales IP es simplemente uno.

Puede crear el suyo propio o utilizar uno de los protocolos de capa 3 existentes para uno de los protocolos LAN IEEE, pero necesitará tener el marco para el protocolo LAN que elija. No espere poder interoperar con ningún dispositivo que no esté ejecutando su pila de protocolos, ni puede esperar que se ejecute en ningún enrutador que no tenga su pila de protocolos (esto significa que no hay Internet que use IP). Los puentes como los conmutadores de Ethernet o WAP transportarán los protocolos de la capa superior, ya que funcionan en la capa 2, por lo que podría crear una LAN.

Necesitará tener el encabezado de trama para el tipo de LAN en la que se encuentra. Por un lado, ¿cómo envía un host a otro host sin la dirección de capa 2 en el marco? Creo que básicamente está volviendo a la comunicación en serie como RS-232, que no tiene marco ni encabezado, pero se basa en cables adicionales para el control de datos.

Ron Maupin
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Wi-Fi (IEEE 802.11) no es ethernet (IEEE 802.3) Ok, acabo de cambiar parte de la pregunta para evitar esta confusión. Ahora, completamente fuera del tema, solo para pensarlo: varios productos se anuncian como 'LAN inalámbrica de Ethernet'.
Mark Messa
He visto tales cosas, pero eso no significa que sea correcto. Los marcos de Wi-Fi y Ethernet son diferentes, y Ethernet utiliza detección de colisión, pero Wi-Fi utiliza la prevención de colisión. Otras LAN usan cosas como tokens para evitar colisiones por completo. Todas son LAN diferentes, y algunos anuncios no las convierten en lo mismo.
Ron Maupin
eso no significa que sea correcto. Ok, estoy de acuerdo contigo. Gracias por corregirme. Soy consciente de diferencias como CSMA / CD, CSMA / CA y tokens. Sin embargo, me cegaron anuncios como "Wi-Fi es la LAN inalámbrica de Ethernet".
Mark Messa
ni puede esperar que se ejecute sobre ningún enrutador. No habrá enrutadores, conmutadores o puentes, solo comunicación punto a punto. Acabo de editar la pregunta para evitar esta confusión.
Mark Messa
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@ MarkMessa No quiero evitar usar marcos, solo estoy considerando evitar usar el encabezado MAC. Es por eso que su solicitud es confusa. No parece comprender que sin los encabezados L2 ya no son tramas Ethernet o 802.11. Debería escribir su propio protocolo L2 para trabajar sin los encabezados L2 presentes en 802.3 o 802.11.
YLearn
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Según sus preguntas y comentarios, creo que se está perdiendo el punto de los dos artículos a los que hace referencia.

Cuando se refieren a "Ethernet sin formato", se refieren a tramas de datos que no contienen encabezados IP (L3) o TCP / UDP (L4). No están hablando de usar marcos L2 sin encabezados L2.

Sin los encabezados L2, una trama no sería una trama 802.3 (Ethernet) ni una trama 802.11. Sería algo completamente distinto. Un protocolo L2 separado.

¿Existe alguna restricción de hardware (es decir, la tarjeta Wi-Fi) que pueda socavar ese esfuerzo?

¿De no incluir encabezados L2? Absolutamente. Tendría que especificar un adaptador específico para obtener una respuesta específica, pero dudo que incluso pueda escribir controladores que funcionen con la mayoría de los adaptadores 802.3 o 802.11 que no incluyen los encabezados L2. Supongo que la mayoría de los adaptadores rechazarían / ​​dejarían caer el marco como malformado antes de enviarlo o al recibirlo.

¿De enviar solo una trama 802.3 o 802.11 que no incluye encabezados IP o TCP / UDP? No. Esto sucede todo el tiempo como parte de las operaciones normales de la red y lo ha hecho durante décadas (al menos para 802.3; 802.11 no ha existido tanto tiempo, sino al menos una década).

Por lo tanto, ¿hay alguna restricción de hardware (es decir, la tarjeta Wi-Fi) que socavaría la eliminación de los encabezados de Mac?

Véase más arriba.

YLearn
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la mayoría de los adaptadores rechazarían / ​​soltarían el marco , supongo que esto responde a mi pregunta. Más tarde presentaré mi propia respuesta para no perder todos los interesantes comentarios 'efímeros'.
Mark Messa
rechazar / soltar el marco como malformado antes de enviarlo o al recibirlo. Hasta donde sé, en el modo de monitor puede escuchar cualquier tipo de fotogramas, incluso los malformados (por ejemplo: CRC incorrecto). Sin embargo, curiosamente, el hardware no le permite transmitir fotogramas sin encabezados MAC.
Mark Messa
pequeña corrección: Sin embargo, curiosamente, el adaptador no le permite transmitir cuadros sin encabezados MAC.
Mark Messa
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@MarkMessa "Hasta donde yo sé, en el modo de monitor puede escuchar cualquier tipo de fotogramas, incluso los malformados (por ejemplo: CRC incorrecto)" Esto depende completamente del dispositivo en cuestión. Muchos adaptadores (incluidos los conmutadores) los procesarán y los descartarán incluso antes de enviarlos a capturar / duplicar / abarcar. A menudo, ni siquiera verá el avance de Ethernet con el CRC en las capturas.
YLearn
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Me gustaría hacer una prueba similar pero en un entorno inalámbrico.

Mire Wifibroadcast (Linux, algo de soporte de Android) que hace exactamente eso. Breve resumen: utiliza un par de adaptadores wifi, uno en modo inyección, el otro en modo monitor, y transmite datos utilizando tramas wifi sin formato. Esta es una conexión unidireccional. Aunque originalmente se concibió como un método para transmitir video de baja latencia, por supuesto se puede usar para todo tipo de datos.

¿Existe alguna restricción de hardware (es decir, la tarjeta Wi-Fi) que pueda socavar ese esfuerzo?

Si. Hay adaptadores que funcionan mejor y adaptadores que funcionan menos bien, si es que lo hacen. Algunos adaptadores en modo sin procesar no pueden contener un alto rendimiento, algunos adaptadores necesitan que se modifique su firmware. Algunos adaptadores funcionan en banda de 2.4GHz y algunos en 5GHz y algunos en ambos.

Radovan Garabík
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Si. En teoría , puede ejecutar Ethernet punto a punto de esa manera. Ambos puntos finales tendrían que estar en modo promiscuo para eliminar los encabezados MAC Ethernet 802.3 (de lo contrario, las tramas no pertenecen a ninguna NIC y serían ignoradas). Por supuesto, esto significa que no está ejecutando "ethernet".

Ricky Beam
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modo promiscuo Este es un tema muy importante que esperaba que surgiera. En el modo promiscuo, los marcos dirigidos a una dirección MAC diferente a la suya no serían descartados por la tarjeta Wi-Fi. Sin embargo, lo mismo no es cierto para BSSID (corrígeme si me equivoco). Si el marco no está dirigido a su BSSID, la tarjeta Wi-Fi lo descartará. ¿Es posible evitar eso y recibir TODOS los marcos que lleguen a su tarjeta? (modo monitor?)
Mark Messa
modo promiscuo para eliminar los encabezados MAC Ethernet 802.3 Según la respuesta @YLearn, parece que el hardware no aceptará tramas sin encabezados L2.
Mark Messa