试验一以太网帧的构成

实验一分析以太网数据帧的构成实验项目性质：验证性计划学时：2学时一、实验目的掌握以太网帧的构成，了解各个字段的含义；掌握网络协议分析软件的基本使用方法；掌握常用网络管理命令的使用方法。

二、实验原理数据链路层将不可靠的物理层转变为一条无差错的链路，涉及的数据单位是帧(frame)，高层的协议数据被封装在以太网帧的数据字段发送。

使用网络协议分析软件可以捕获各种协议数据包，通过查看这些协议数据包中数据链路帧的各字段可以分析网络协议的内部机制。

三、实验设备计算机及以太网环境。

四、实验内容与步骤1.打开网络协议分析软件（Ethereal）Ethereal是一款免费的网络协议分析程序，支持Unix、Windows。

借助这个程序，我们既可以直接从网络上抓取数据进行分析，也可以对由其他嗅探器抓取后保存在硬盘上的数据进行分析。

目前，Ethereal 能够解析761种协议数据包，选择菜单命令“Help”→“Supported Protocol”子菜单项可以查看详细信息。

2.选择菜单命令“Capture”→“Interfaces…”子菜单项。

弹出“Ethereal: Capture Interfaces”对话框。

此对话框列出了本地计算机中存在的网络适配器。

单击“Details”按钮可以查看对应适配器的详细信息。

从上图中可以看出，本机可用适配器的IP地址为：10.0.1.94。

单击“Capture”按钮可以立即开始捕获网络数据包，单击“Prepare”按钮可以在经过详细设置后开始捕获网络数据包。

3.单击“Prepare”按钮，弹出“Ethereal: Capture Options”对话框。

此对话框列出了当前可用适配器、本地计算机IP地址、数据捕获缓冲区大小、是否采用混杂模式、捕获数据包最大长度限制、数据捕获过滤规则等配制参数。

4.单击“Start”按钮，网络数据包捕获开始，同时弹出“Ethereal: Capture from ……”对话框。

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。

实验一以太网链路层帧格式分析实验目的1、分析Ethernet V2 标准规定的MAC 层帧结构，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；2、掌握网络协议分析软件的基本使用方法；3、掌握网络协议编辑软件的基本使用方法。

实验学时3学时实验类型验证型实验内容1、学习网络协议编辑软件的各组成部分及其功能；2、学习网络协议分析软件的各组成部分及其功能；3、学会使用网络协议编辑软件编辑以太网数据包；4、理解MAC地址的作用；5、理解MAC首部中的LLC—PDU 长度/类型字段的功能；6、学会观察并分析地址本中的MAC地址。

实验流程实验环境局域网环境，1台PC机。

实验原理详见《计算机网络》教材（P79和P92）或相关书籍，然后进行说明阐述实验步骤步骤1：运行ipconfig命令1、在Windows的命令提示符界面中输入命令：ipconfig /all，会显示本机的网络信息：2、观察运行结果，获得本机的以太网地址。

步骤2：编辑LLC信息帧并发送1、在主机A，打开协议编辑软件，在工具栏选择“添加”，会弹出“协议模版”的对话框，如图所示，在“选择生成的网络包”下拉列表中选择“LLC协议模版”，建立一个LLC帧；添加一个数据包2、在“协议模版”对话框中点击“确定”按钮后，会出现新建立的数据帧，此时在协议编辑软件的各部分会显示出该帧的信息。

如图所示：新建的LLC帧数据包列表区中显示：新帧的序号(为0)、概要信息；协议树中显示以太网MAC层协议；数据包编辑区中显示新帧各字段的默认值；十六进制显示区中显示新帧对应的十六进制信息。

3、编辑LLC帧在数据包编辑区中编辑该帧；具体步骤为：编辑LLC帧填写“目的物理地址”字段；方法一：手工填写。

方法二：选择”地址本”中主机B的IP地址，确定后即可填入主机B的MAC地址；填写“源物理地址”字段，方法同上，此处为了提示这是一个在协议编辑软件中编辑的帧，填入一个不存在的源物理地址；注意：协议编辑软件可以编辑本机发送的MAC帧，也可以编辑另一台主机发送MAC 帧，所以，源物理地址字段可以填写本机MAC地址，也可以填写其他主机的物理地址。

以太网/IEEE 802.3帧的结构下图所示为以太网/IEEE 802.3帧的基本组成。

如图所示，以太网和IEEE 802.3帧的基本结构如下：前导码(Preamble)：由0、1间隔代码组成，可以通知目标站作好接收准备。

IEEE 802.3帧的前导码占用7个字节，紧随其后的是长度为1个字节的帧首定界符（SOF）。

以太网帧把SOF包含在了前导码当中，因此，前导码的长度扩大为8个字节。

帧首定界符（SOF:Start-of-Frame Delimiter）：IEEE 802.3帧中的定界字节，以两个连续的代码1结尾，表示一帧实际开始。

目标和源地址（DA、SA）：表示发送和接收帧的工作站的地址，各占据6个字节。

其中，目标地址可以是单址，也可以是多点传送或广播地址。

类型（以太网）：占用2个字节，指定接收数据的高层协议。

长度L（IEEE 802.3）：表示紧随其后的以字节为单位的数据段的长度。

数据L（以太网）：在经过物理层和逻辑链路层的处理之后，包含在帧中的数据将被传递给在类型段中指定的高层协议。

虽然以太网版本2中并没有明确作出补齐规定，但是以太网帧中数据段的长度最小应当不低于46个字节。

数据（IEEE 802.3：LLCPDU逻辑链路层协议数据单元）：IEEE 802.3帧在数据段中对接收数据的上层协议进行规定。

如果数据段长度过小，使帧的总长度无法达到64个字节的最小值，那么相应软件将会自动填充数据段，以确保整个帧的长度不低于64个字节。

LLCPDU——它的范围处在46字节至1500字节之间。

最小LLCPDU长度46字节是一个限制，目的是要求局域网上所有的站点都能检测到该帧，即保证网络工作正常。

如果LLCPDU小于46个字节，则发送站的MAC子层会自动填充“0”代码补齐。

802.3一个帧的长度计算公式：DA+SA+L+LLCPDU+FCS=6+6+2+(46～1500)+4=64～1518即当LLCPDU为46个字节时，帧最小，帧长为64字节；当LLCPDU为1500字节时，帧最大，帧长为1518字节帧校验序列（FCS:Frame Check Sequence）：该序列包含长度为4个字节的循环冗余校验值（CRC），由发送设备计算产生，在接收方被重新计算以确定帧在传送过程中是否被损坏。

院系：计算机学院实验课程：计算机网络实验实验项目：以太网帧的构成指导老师：XXX开课时间：XXXX ～ XXXX年度第 2学期专业：XXXX班级：XXXX级本X班学生：XXX学号：XXXXXXXX实验一以太网帧的构成一、实验目的掌握以太网帧的构成模式，能够识别不同的MAC地址并理解MAC地址的作用，了解网络故障分析仪的基本使用方法。

二、实验学时4学时三、实验类型综合型四、实验要求1．了解协议仿真编辑器的五个组成部分及其功能2．了解网络协议分析仪的各组成部分及其功能3．学会使用协议仿真编辑器编辑以太网帧，包括单帧和多帧的编辑4．学会观察并分析地址本中的MAC地址5．学会分析以太网帧的MAC首部6．理解MAC地址的作用7．理解MAC首部中的LLC-PDU长度/类型字段五、实验原理(1)6 6 2帧类型字段：表示后面数据类型。

例如0x0806表示ARP请求或应答。

(2) 太网帧的构成14 20－60 根据协议而定(TCP20-60)4(3) 其他原理请参考教材：第一章：计算机网络的基本概念第二章：局域网技术六、实验步骤（一）仿真机端练习一：运行ipconfig命令1．启动网络协议仿真编辑器，选择“工具”菜单栏中的IPCONFIG项，观察ipconfig /all；命令下的运行结果，获得本机的主机名及以太网地址。

Ethernet adapter 本地连接2:Connection-specific DNS Suffix . :Description . . . . . . . . . . . : Intel(R) PRO/100 VE Network ConnectionPhysical Address. . . . . . . . . : 00-13-20-AA-F4-7CDHCP Enabled. . . . . . . . . . . : NoIP Address. . . . . . . . . . . . : 192.168.0.100Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0IP Address. . . . . . . . . . . . : fe80::213:20ff:feaa:f47c%7Default Gateway . . . . . . . . . :DNS Servers . . . . . . . . . . . : fec0:0:0:ffff::1%2fec0:0:0:ffff::2%2fec0:0:0:ffff::3%22．在地址本中找到本机的信息练习二：单帧编辑并发送1．打开协议仿真编辑器，在界面初始状态下，程序会自动新建一个单帧。

竭诚为您提供优质文档/双击可除以太网协议帧篇一：实验一,以太网帧xx大学实验报告实验中心（室）：实验分室：实验课程：实验名称：专业：姓名：一．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收以太网数据帧的过程二．实验环境计算机网络实验教学平台三．实验内容①先测试我与目标主机是否能ping通②让目标主机ping我，我用协议解析器抓取信息，分析mac帧格式③用协议编辑器给对方发送一个自己添加内容的帧，让对方用协议编辑器读取，同理对方也发送一个自定义的帧给我年级：学号：日期：四．实验结果及分析本机ip：172.16.0.42本机mac：7427ea-F09ed4目标ip：172.16.0.153目标mac：7427ea-F01cF5首先ping目标ip能通对方ping我的主机从图中“协议解析”可以知道源mac地址就是对方的mac 地址：7427ea-F01cF5；而目标mac地址就是我本机的mac 地址（因为这是对方ping的我）可以从图中看出前12个字节是目的mac地址和源mac地址，接着两字节是类型字段（0x0800表示上层使用的是ip数据报）之后的字节就是ip 数据报了。

前面4个字节代表版本（4即为ipv4）、首部长度（5即首部长度为20字节）、区分服务（00）和总长度（003c 为60字节）；接着4字节为标识（016d为365）、标志和片偏移（标志和片偏移都为0000）；然后4个字节表示生存时间（80表示128）、协议（01表示icmp协议）、首部校验和（e070）；最后8个字节代表源ip地址（ac100099代表172.16.0.153）和目的ip地址(ac10002a代表172.16.0.42)之后橙色的部分具体数据部分了。

自定义数据写上内容并且校验是否正确然后发送给对方篇二：以太网帧类型速查以太网帧格式目前，有四种不同格式的以太网帧在使用，它们分别是：●ethernetii即dix2.0：xerox与dec、intel在1982年制定的以太网标准帧格式。

计算机网络以太帧1. 简介以太网是一种常用的局域网技术，其通信基本单位是以太帧（Ethernet Frame）。

以太帧是数据链路层中用于在网络中传输数据的基本单元。

本文将详细介绍以太帧的结构、功能和处理过程。

2. 以太帧结构以太帧是由一系列字段组成的数据包，通常包括以下几个部分：2.1 帧前导码帧前导码是一个固定的字段，由7个字节构成。

它的作用是在数据传输之前进行同步和定时，以确保接收方能正确解读数据。

帧前导码的内容为10101010。

2.2 目的MAC地址目的MAC地址是一个6个字节的字段，用于识别帧的接收方。

每个网络设备都有一个唯一的MAC地址，用于标识其在网络中的位置。

2.3 源MAC地址源MAC地址是一个6个字节的字段，用于识别帧的发送方。

与目的MAC地址类似，源MAC地址也是设备的唯一标识符。

2.4 类型/长度字段类型/长度字段用于指示数据字段的类型或长度。

它可以表示以太网上使用的协议类型，如IP、ARP等，或者表示数据字段的长度。

2.5 数据字段数据字段包含实际传输的数据。

它的长度可以根据类型/长度字段的指示进行变化。

2.6 帧校验序列帧校验序列是一个4字节的字段，用于检测帧在传输过程中是否发生了错误。

接收方会根据帧的内容计算校验序列，并与接收到的校验序列进行比较，以确认接收到的帧是否正确。

3. 以太帧的工作流程了解以太帧的工作流程对理解其在计算机网络中的作用非常重要。

下面是以太帧的基本工作流程：3.1 数据封装在发送端，数据从应用层逐层向下传输，最终被封装成以太帧。

数据会按照特定的格式组织，然后与目的MAC地址、源MAC地址等信息一起构建帧。

3.2 帧传输以太帧通过网络传输到目的地。

在传输过程中，帧会经过网络设备，如交换机、路由器等。

这些设备会根据目的MAC地址将帧转发到正确的接口，以确保帧能够到达正确的接收方。

3.3 帧解封在接收端，以太帧被接收到，并根据其结构进行解封。

接收方会根据目的MAC地址判断是否接收该帧，并提取数据字段中的数据。

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：。

实验一 Ethernet帧结构解析一．需求分析实验目的：（1）掌握Ethernet帧各个字段的含义与帧接收过程；（2）掌握Ethernet帧解析软件设计与编程方法；（3）掌握Ethernet帧CRC校验算法原理与软件实现方法。

实验任务：（1）捕捉任何主机发出的Ethernet 802.3格式的帧和DIX Ethernet V2（即Ethernet II）格式的帧并进行分析。

（2）捕捉并分析局域网上的所有ethernet broadcast帧进行分析。

（3）捕捉局域网上的所有ethernet multicast帧进行分析。

实验环境：安装好Windows 2000 Server操作系统+Ethereal的计算机实验时间; 2节课二．概要设计1.原理概述：以太网这个术语通常是指由DEC，Intel和Xerox公司在1982年联合公布的一个标准，它是当今TCP/IP采用的主要的局域网技术，它采用一种称作CSMA/CD的媒体接入方法。

几年后，IEEE802委员会公布了一个稍有不同的标准集，其中802.3针对整个CSMA/CD网络，802.4针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络；此三种帧的通用部分由802.2标准来定义，也就是我们熟悉的802网络共有的逻辑链路控制（LLC）。

以太网帧是OSI参考模型数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾，构成可由数据链路层识别的数据帧。

虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但根据被封装数据包大小的不同，以太网帧的长度也随之变化，变化的范围是64-1518字节（不包括8字节的前导字）。

帧格式 Ethernet II和IEEE802.3的帧格式分别如下。

EthernetrII帧格式：----------------------------------------------------------------------------------------------| 前序 | 目的地址 | 源地址 | 类型 | 数据| FCS |----------------------------------------------------------------------------------------------| 8 byte | 6 byte | 6 byte | 2 byte | 46~1500 byte | 4 byte| IEEE802.3一般帧格式----------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 前序 | 帧起始定界符 | 目的地址 |源地址| 长度| 数据| FCS | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 7 byte | 1 byte | 2/6 byte | 2/6 byte| 2 byte| 46~1500 byte | 4 byte | Ethernet II和IEEE802.3的帧格式比较类似，主要的不同点在于前者定义的2字节的类型，而后者定义的是2字节的长度；所幸的是，后者定义的有效长度值与前者定义的有效类型值无一相同，这样就容易区分两种帧格式2程序流程图：三．详细设计：1.CRC校验部分设计：为了对以太网帧的对错进行检验，需要设计CRC校验部分。