计算机网络实验二--以太网MAC帧的构造

试验一以太网帧的构成
练习一
帧类型发送序号N（S）接受序号N（R）Information ....00.. 000.....
Unnumbered 没有没有
简述“类型和长度”字段的两种含义。

答：这个字段值大于0x0600时（十进制的1536），就表示“类型”，只有当这个字段值小于0x0600时才表示“长度”，即MAC帧的数据部分长度
练习二
简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。

答：以广播的形式向整个网络发送MAC帧
练习四
本机MAC地址源MAC地址目的MAC地址是否收到，
为什么
主机B000D87-DF7A8E000D87-DF9BB1000D87-DF997C收到
主机D收到
主机E收不到
主机F 收不到
A向C发送MAC帧，A——>共享模块——>交换模块——>共享模块——>C 【思考问题】
1．为什么IEEE802标准将数据链路层分割为MAC子层和LLC子层？
I EEE802参考模型将数据链路层划分为两个子层，媒体访问控制MAC 子层和逻辑链路控制LLC 子层。

MAC 子层与物理层相关联，而LLC子层则完全独立出来，为高层提供服务，这样就实现了物理层和数据链路层的完全独立，解决了l SO制定的计算机网络7 层参考模型（即OSI模型）中局域网物理层和数据链路层不能完全独立的问题。

2．为什么以太网有最短帧长度的要求？
以太网把争用期定为51.2us ，对于10Mb/s的以太网，在争用期内可以发送512bit，即64字节。

以太网在发送数据时，如果帧的前64字节没有发生冲突，那么后续的数据就不会发生冲突。

所以最短有效帧长为64字节。

实验二、以太网帧的构成一、实验目的：掌握以太网的报文格式、MAC地址的作用、MAC广播地址的作用。

二、实验学时：建议2学时三、实验类型：验证性实验四、实验原理：1、两种不同的MAC帧格式常用的以太网MAC帧格式有两种标准，一种是DIX Ethernet V2标准；另一种是IEEE的802.3标准。

目前MAC帧最常用的是以太网V2的格式。

下图画出了两种不同的MAC帧格式。

2、MAC层的硬件地址在局域网中，硬件地址又称物理地址或MAC地址，它是数据帧在MAC层传输的一个非常重要的标识符。

网卡从网络上收到一个 MAC 帧后，首先检查其MAC 地址，如果是发往本站的帧就收下；否则就将此帧丢弃。

这里“发往本站的帧”包括以下三种帧：● 单播（unicast）帧（一对一），即一个站点发送给另一个站点的帧。

● 广播（broadcast）帧（一对全体），即发送给所有站点的帧(全1地址)。

● 多播（multicast）帧（一对多），即发送给一部分站点的帧。

五、网络结构该实验采用网络结构一。

说明：IP地址分配规则为主机使用原有IP，保证所有主机在同一网段内。

六、实验步骤按照拓扑结构图连接网络，使用拓扑验证检查连接的正确性。

1、编辑并发送LLC帧将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。

现仅以主机A和B为例，说明实验步骤。

（1）主机A启动仿真编辑器，并编写一个LLC帧。

● 目的MAC地址：主机B的MAC地址。

● 源MAC地址：主机A的MAC地址。

● 协议类型和数据长度：可以填写001F。

● 控制字段：填写02。

● 用户定义数据/数据字段： AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDDD。

（2）主机B开始捕获数据。

（3）主机A发送编辑好的LLC帧。

（4）主机B停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的LLC帧，分析该帧内容。

并记录实验结果。

帧类型发送序号N（S）接受序号N（R）回答问题：简述“协议类型和数据长度”字段的两种含义。

实验2 IEEE802标准和以太网软件学院实验目的：1、掌握以太网的报文格式2、掌握MAC地址的作用3、掌握MAC广播地址的作用4、掌握LLC帧报文格式5、掌握协议编辑器和协议分析器的使用方法6、掌握协议栈发送和接受以太网数据帧的过程实验环境实验机房、采用网络结构一实验原理1、OSI模型和TCP/IP协议族OSI模型TCP/IP模型2、以太网的物理地址以太网上的每一个主机都有自己的网络接口卡（NIC）。

网络接口卡通常安装在主机内部，并未主机提供一个6字节的物理地址。

在遵循IEEE802标准的以太网中，这个物理地址成为MAC地址。

MAC地址是唯一的。

3、以太网的访问模式当多个节点连接到一条链路上的时候，叫做多点链路或广播链路。

使用协议CSMA/CD来检测是否发生冲突。

4、以太网的MAC帧格式5、LLC帧格式实验过程1、练习一领略真实的MAC帧实验内容：各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。

本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。

现仅以主机A、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B 所在组的操作。

1. 主机B启动协议分析器，新建捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ICMP协议）。

2. 主机A ping 主机B，察看主机B协议分析器捕获的数据包，分析MAC帧格式。

3. 将主机B的过滤器恢复为默认状态。

实验结果：由实验得到的MAC帧可知：ＭＡＣ帧头有MAC destination（目的地址）、MAC Source（源地址）、Ethbertype-Length（类型）；IP字段有：total Length（总长度）、生存时间、目的IP、源IP、校验等等内容；ICMP有，ICMP类型、Checksum 校验和、Code 代码、ICMP报文类型、ICMP报文的数据长度；综上；MAC帧是IP数据报在数据链路层运输时包装的结果。

以太网帧构成实验报告在开始实验之前，我们先进行了小组电脑的连通性测试，我是B号电脑，各小组成员的IP地址如下：
A:172.16.0.217
B:172.16.0.230
C:172.16.0.229
D:172.16.0.180
E:172.16.0.219
F:172.16.0.211
第1题：
A ping B
结果显示A的MAC地址为ECA86B-C53961
这是多次重复实验的结果，刚开始的几次实验，MAC地址显示结果并不一样
原因还在分析之中，由于时间紧迫，我们并没能解决这个问题
为了进行接下来的实验验证，我们后来两两配对互相ping实验，得到了各自的MAC 地址，成功验证了实验结果
第2题：
第3题：
这一题我们也进行了两次实验，第一次实验的时候我们并没能在捕获的ICMP中发现E发送给F的消息，我们决定再做一次实验，结果却发现我们仍然没有收到有关的消息。

求助老师后得知这次的实验结果需要在协议解析中查看，而不是会话分析，于是，在对话框中下拉了许久之后，我们找到了那一条FFFFFF-FFFFFF的消息，实验成功！
附录：
第1题：
第2题：
第3题：。

2024考研计算机网络：以太网的MAC层
业务课名称：计算机网络
考生须知：1.答案必须写在答题纸上，写在其他纸上无效。

2.答题时必须使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔做答，用其他答题不给分，不得使用涂改液。

以太网的MAC层
MAC地址
“MAC地址”又叫做硬件地址或物理地址，实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48。

高位24位：厂家，低位24位由厂家自行指派
MAC帧的格式
常用的以太网MAC帧格式有两种标准：DIX Ethernet V2 标准IEEE 的802.3 标准。

V2使用较多，如图：
以太网V2的MAC帧较为简单，有五个字段组成。

前两个字段分别为6字长的目标地址和源地址字段。

第三个字段是2字节的类型字段，用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。

后面数据字段46~1500字节，FCS字段4个字节。

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运城学院实验报告
专业：计算机科学与技术系（班）：计算机科学与技术系1001班姓名：陈嘉斌（2010100137）课程名称：计算机网络基础
实验项目：实验二以太网帧格式分析实验类型：验证性指导老师：杜经纬实验地点：网络实验室（2）时间：2012年11月15日8:00-9:50
一、实验目的：
1、分析Ethernet V2标准规定的MAC层帧结构。

2、了解IEEE802.3标准规定的MAC层帧结构和TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。

二、实验内容：
1、通过对截获帧进行分析，分析和验证Ethernet V2标准和IEEE802.3标准规定的MAC层帧结构。

2、初步了解TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。

三、实验方案设计：
设备连接：
设置pc0为192.168.1.1，pc1为192.168.1.2，pc2为192.168.1.3，pc3为192.168.1.4
四、实验步骤：
1、按图所示连接好设备，正确配置PC0,PC1,PC2,和PC3的IP地址,将交换机的配置清空。

2、在PC0和PC1上运行Wireshark截获报文，然后进入PC0的Windows命令行窗口，执行如下命令：
ping 192.168.1.2
这是PC0向PC1发送消息的命令，等到PC1显示器上收到消息后，终止截获报文。

3、对截获的报文进行分析
五、实验结果：
六、实验总结：
通过本次实验我通过在截获帧的过程中了解MAC层结构。

同时还了解ICMP数据报文格式和TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。

并且了解了mac帧的结构，对于mac帧的具体结构，有了更加深的了解。

实验2_北航研究⽣计算机⽹络实验实验⼆数据链路层在线实验1.在⽹络课程学习中，802.3和ETHERNETII规定了以太⽹MAC层的报⽂格式分为7字节的前导符、1字节的起始符、6字节的⽬的MAC地址、6字节的源MAC地址、2字节的类型、数据字段和4字节的数据校验字段。

对于选中的报⽂，缺少哪些字段，为什么？答：缺少前导符和起始符，和数据校验字段，这两个字段和校验字段在⽹卡接收MAC帧时被去掉了，因此实验抓包软件的报⽂中没有这些字段。

2.查看交换机的MAC地址表，结果为：答：MAC ADDR VLAN ID STATE PORT INDEX AGING TIME000c-2919-8388 1 Learned Ethernet0/1 99B499-bab9-1336 1 Learned Ethernet0/1 292000c-2940-2cbe 1 Learned Ethernet0/2 281B499-bab9-1338 1 Learned Ethernet0/2 301）、解释MAC地址表中各字段的含义？答：MAC ADDR为设备的MAC 地址VLAN ID为端⼝所在的VLAN编号PORT INDEXT 表⽰源MAC地址为由该端⼝号学习来的STATE 表⽰该记录怎么得来的（学习/配置）AGING TIME 表⽰该记录的⽣命时间2）、这个实验能够说明MAC地址表的学习是来源于数据帧的源MAC地址⽽⾮⽬的MAC地址吗？如果能，为什么？如果不能，试给出⼀个验证⽅法。

答：不能。

⽅法：清空交换机的MAC地址表，断开交换机与PCB的连线，然后ping PCB，查看交换机的MAC地址表，这时MAC 中只有PCA的MAC地址学习记录。

3.在VLAN实验中，实验中的计算机能否通讯，请将结果填⼊下表：4.交换机在没有配置VLAN时，冲突域和⼴播域各有哪些端⼝？配置了VLAN以后呢？答：没有配置VLAN时⼴播域：交换机所有的端⼝是⼀个⼴播域冲突域：每个端⼝是⼀个冲突域配置VLAN:⼴播域：同⼀个VLAN属于⼀个⼴播域冲突域：每个端⼝是⼀个冲突域【本⽂档内容可以⾃由复制内容或⾃由编辑修改内容期待你的好评和关注，我们将会做得更好】。

2-2 以太网帧的封装实验科目：计算机网络专业：计算机应用技术班级：K0314320 姓名：王杰学号：K031432021 日期：202105031. 实验目的：①观察以太网帧的封装格式。

②对比单播以太网帧和广播以太网帧的目标MAC地址。

2. 实验拓扑图：以太网帧实验拓扑IP地址配置表 PC PC0 PC1 PC2 PC33．主要操作步骤及实验结果记录：任务一：观察单播以太网帧的封装? 步骤1：准备工作打开对应文件，完成初始化，删除练习文件中预设场景， ? 步骤2：捕获数据包进入Simulation模式。

添加数据包，单击auto capture/play捕获数据包，再次单击停止捕获。

? 步骤3：观察以太网帧的封装格式。

观察ethernet对应的封装格式。

DEST MAC：000A.4189.ADC6 SRC MAC:0060.2F6C.C118IP地址 192.168.1.1 192.168.1.2 192.168.1.3 192.168.1.4子网掩码 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 ? 步骤4：观察交换机是否会修改以太网帧各字段取值 DEST MAC：000A.4189.ADC6 SRCMAC:0060.2F6C.C118任务二：观察广播以太网帧的封装? 步骤1：捕获数据包Pc0数据帧被交换机转发给pc1、pc2、pc3（所有节点），pc1、pc2、pc3（所有节点）接收该广播帧。

? 步骤2：观察该广播包的以太网封装 DEST MAC：字段的取值：FFFF.FFFF.FFFF DEST MAC字段取值的含义：广播地址。

4.实验结果分析：（1）任务一中，观察到以太网帧封装格式中前导字段的取值是什么？阐述其在数据帧传输过程中的作用。

答：任务一中，前导码字段取值为10101010・・・1010；以太网使用曼彻斯特编码传输数据，其特征是每个码元中间有一次电压的跳变，用于接收方提取同步信号，前导码的作用就是接收方提取同步信号，实现与发送方的时钟同步。