임베디드 개발자를 위한 네트워크 기초 — IP 주소부터 PHY 레지스터까지

# FCS/CRC와 Wireshark의 4바이트 미스터리

## 현상

특정 환경에서 Wireshark가 수신한 프레임의 길이가 실제 송신한 크기보다 **4바이트 더 크게** 표시되는 경우가 있다.

```
송신 데이터: 60 bytes
Wireshark 수신 표시: 64 bytes
차이: 4 bytes
```

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## 4바이트의 정체 — FCS

이더넷 프레임 구조의 맨 끝에는 **FCS(Frame Check Sequence)** 라는 4바이트 필드가 있다.

```
이더넷 프레임:
┌────────────┬──────────┬────────────┬─────────────────┬─────────┐
│ Dst MAC 6B │ Src MAC  │ EtherType  │    Payload      │ FCS 4B  │
└────────────┴──────────┴────────────┴─────────────────┴─────────┘
                                                              ↑
                                              CRC-32 계산값 (4byte)
```

FCS는 **CRC-32(Cyclic Redundancy Check)** 알고리즘으로 계산한 오류 검출 코드다. 수신 측은 FCS를 재계산해 불일치하면 프레임을 폐기한다.

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## 왜 Wireshark에 4바이트가 더 보이는가

Checksum Offload와 동일한 원리다. FCS는 **PHY 레벨에서 추가**된다.

```
드라이버(Wireshark 캡처 위치):
  프레임 전달 [FCS 없음, 60 bytes]
            ↓
         MAC
            ↓  ← 일부 환경에서 Wireshark가 여기를 봄
         PHY   [FCS 계산 + 추가 → 64 bytes]
            ↓
         케이블
```

Wireshark가 PHY 이후를 볼 수 있는 환경(탭 장비, 특정 드라이버 설정)에서는 FCS가 포함된 64바이트가 보인다.

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## 이더넷 최소 프레임 크기

이더넷 표준(IEEE 802.3)은 최소 유효 프레임 크기를 **64바이트**로 정의한다.

```
최소 프레임:
  Dst MAC(6) + Src MAC(6) + EtherType(2) + Payload(46~) + FCS(4) = 64bytes
                                            ↑ 최소 46byte 필요
```

페이로드가 46바이트 미만이면 **패딩(Padding)** 이 자동으로 추가된다.

```
패딩 예:
  실제 데이터: 20 bytes
  패딩: 26 bytes (0x00으로 채움)
  합계: 20 + 26 = 46 bytes payload → 총 64 bytes 프레임
```

64바이트보다 짧은 프레임은 **Runt Frame**으로, 충돌(collision) 또는 오류로 간주해 폐기된다.

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## CRC-32 계산 원리 (개요)

CRC-32는 프레임 전체 바이트를 다항식 나눗셈으로 처리한 나머지 값이다.

```c
// 간단한 CRC-32 계산 (소프트웨어 구현 예)
uint32_t crc32_table[256];  // 미리 계산된 CRC 테이블

uint32_t calc_fcs(const uint8_t *data, size_t len) {
    uint32_t crc = 0xFFFFFFFF;
    for (size_t i = 0; i < len; i++) {
        uint8_t idx = (crc ^ data[i]) & 0xFF;
        crc = (crc >> 8) ^ crc32_table[idx];
    }
    return crc ^ 0xFFFFFFFF;
}
```

실제 이더넷 PHY에서는 하드웨어로 즉시 계산한다.

---

## Wireshark 필터로 FCS 에러 탐지

```
Wireshark 필터:
  eth.fcs.status == bad       → FCS 불일치 프레임만 표시
  eth.fcs_good == false       → 동일한 의미
  frame.len > 1518            → Jumbo Frame (MTU 초과)
  frame.len < 64              → Runt Frame (에러)
```

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## 정리

FCS/CRC로 인한 4바이트 차이는 **정상 동작**이다. 임베디드 이더넷에서 FCS 에러가 빈번하게 나타난다면 원인을 계층별로 추적해야 한다.

| 에러 유형 | 가능한 원인 |
|---------|-----------|
| FCS 불일치 다수 | 케이블 불량, 커넥터 접촉 불량, EMI 간섭 |
| Runt Frame | 충돌(Half-duplex 환경), PHY 초기화 불량 |
| Giant Frame | MTU 설정 오류, VLAN 태그 미처리 |

FCS/CRC와 Wireshark의 4바이트 미스터리

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