以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的構(gòu)成

1、計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)班級(jí)通信 11021102姓名學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：實(shí)驗(yàn)一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的構(gòu)成實(shí)驗(yàn)前任務(wù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握以太網(wǎng)幀的構(gòu)成，了解各個(gè)字段的含義;2、能夠識(shí)別不同的 MACM 址并理解 MACM 址的作用;3、掌握網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器的基本使用方法;4、掌握協(xié)議仿真編輯器的基本使用方法;實(shí)驗(yàn)設(shè)備（環(huán)境）：Windows2000 或 XP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器協(xié)議仿真編輯器等時(shí)間：2013.12.7地點(diǎn)：計(jì)通學(xué)院 304 機(jī)房實(shí)驗(yàn)原理：局域網(wǎng)(LAN)是在一個(gè)小的范圍內(nèi)，將分散的獨(dú)立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)資源的共享和數(shù)據(jù)通信。局域網(wǎng)的技術(shù)要素包括了體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)、傳輸

2、媒體、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)編碼、媒體訪問(wèn)控制和邏輯鏈路控制等，其中主要的技術(shù)是傳輸媒體、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和媒體訪問(wèn)控制方法。局域網(wǎng)的主要的特點(diǎn)是：地理分布范圍小、數(shù)據(jù)傳輸速率高、誤碼率低和協(xié)議簡(jiǎn)單等。1、三個(gè)主要技術(shù)傳輸媒體：雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜、無(wú)線(xiàn)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線(xiàn)型拓?fù)?、星型拓?fù)浜铜h(huán)型拓?fù)洹Ｃ襟w訪問(wèn)控制方法：載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)(CSMA/CD 技術(shù)。2、IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)參考模型IEEE802 參考模型包括了 OSI/RM 最低兩層(物理層和數(shù)據(jù)鏈路層)的功能。 OSI/RM 的數(shù)據(jù)鏈路層功能， 在局域網(wǎng)參考模型中被分成媒體訪問(wèn)控制 MAC(MediumAccessControl)和

3、邏輯鏈路控制 LLC(LogicalLinkControl)兩個(gè)子層。由于局域網(wǎng)采用的媒體有多種，對(duì)應(yīng)的媒體訪問(wèn)控制方法也有多種，為了使數(shù)據(jù)幀的傳送獨(dú)立于所采用的物理媒體和媒體訪問(wèn)控制方法，IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)特意把 LLC 獨(dú)立出來(lái)形成單獨(dú)子層，使 LLC 子層與媒體無(wú)關(guān)，僅讓 MAC 子層依賴(lài)于物理媒體和媒體訪問(wèn)控制方法。LLC子層中規(guī)定了無(wú)確認(rèn)無(wú)連接、有確認(rèn)無(wú)連接和面向連接三種類(lèi)型的鏈路服務(wù)。媒體訪問(wèn)控制技術(shù)是以太網(wǎng)技術(shù)的核心。以太網(wǎng)不提供任何確認(rèn)收到幀的應(yīng)答機(jī)制，確認(rèn)必須在高層完成。3、以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包通常被稱(chēng)為“幀”，以太網(wǎng)的“幀”結(jié)構(gòu)如下：目的地址源地址幀類(lèi)型/長(zhǎng)度

4、數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)DMACSMACTYPE/LENDATAFCS66246-15004圖 1 以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)各字段的含義：目的地址：6 個(gè)字節(jié)的目的物理地址標(biāo)識(shí)幀的接收結(jié)點(diǎn)。源地址：6 個(gè)字節(jié)的源物理地址標(biāo)識(shí)幀的發(fā)送結(jié)點(diǎn)。幀類(lèi)型/長(zhǎng)度(TYPE/LEN):該字段的值大于或等于 0 x0800 時(shí)， 表示上層數(shù)據(jù)使用的協(xié)議類(lèi)型。 例如 0 x0806 表示 ARP請(qǐng)求或應(yīng)答， 0 x0800表示 IP協(xié)議。 該字段的值小于 0 x0800時(shí)表示以太網(wǎng)用戶(hù)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度字段， 上層攜帶 LLC-PDU。數(shù)據(jù)字段：這是一個(gè)可變長(zhǎng)度字段，用于攜帶上層傳下來(lái)的數(shù)據(jù)。幀校驗(yàn) FCS:以太網(wǎng)采用 32 位 CRCX 余校

5、驗(yàn)。校驗(yàn)范圍是目的地址、源地址、長(zhǎng)度/類(lèi)型、數(shù)據(jù)字段。4、LLC-PDU 部分當(dāng)長(zhǎng)度/類(lèi)型字段的值小于 0 x0800 時(shí)，說(shuō)明數(shù)據(jù)字段攜帶的是 LLC-PDU。目的地址DMAC源地址SMAC長(zhǎng)度/LENLLC-PDU幀校驗(yàn) FCS66r-X12，.1146-1500X目的訪問(wèn)點(diǎn)DSAP源訪問(wèn)點(diǎn)SSAP控制位用戶(hù)數(shù)據(jù)DATA112圖 2LLC-PDU 格式三種 LLC 幀的控制位:1 位 7 位 1 位 7 位信息幀0N(S)P/FN(R)監(jiān)控幀10SSXXP/FN(R)無(wú)編號(hào)幀11MMP/FMMM圖 3LLC 控制位的示意圖N（S）:是發(fā)送幀的序列號(hào)。N（R）:是接收幀的序列號(hào)。P/F:是

6、POLL/FINAL 輪旬/終止位。SS:是監(jiān)控幀類(lèi)型指示。標(biāo)識(shí)監(jiān)控幀的具體類(lèi)型，即：RR（接收就緒）、RNR（接收未就緒）和 REJ（拒絕）。MM-MMM 無(wú)編號(hào)幀的修飾段，定義發(fā)送無(wú)編號(hào)幀的具體類(lèi)型。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及過(guò)程（步驟）：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、學(xué)習(xí)協(xié)議仿真編輯器的五個(gè)組成部分及其功能；2、學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器的各組成部分及其功能；3、學(xué)會(huì)使用協(xié)議仿真編輯器編輯以太網(wǎng)幀，包括單幀和多幀；4、學(xué)會(huì)分析以太網(wǎng)幀的 MAC1 部；5、理解 MACM 址的作用；6、理解 MAC1 部中的 LLC-PDU 長(zhǎng)度/類(lèi)型字段的功能；7、學(xué)會(huì)觀察并分析地址本中的 MAC%址；8、了解 LLC-PDU 的內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)步驟

7、一、仿真編輯器端練習(xí)一：運(yùn)行 ipconfig 命令1、打開(kāi)協(xié)議仿真編輯器，選擇“工具”菜單中的“命令行”，出現(xiàn)命令提示符后輸入：C:ipconfig/all2、觀察運(yùn)行結(jié)果，獲得本機(jī)的主機(jī)名及以太網(wǎng)地址。3、在地址本中找到本機(jī)的相關(guān)信息練習(xí)二：編輯 LLC 信息幀并發(fā)送1、打開(kāi)協(xié)議仿真編輯器，在工具欄選擇“新建”，建立一個(gè)以太網(wǎng)幀（也可以利用協(xié)議仿真編輯器打開(kāi)時(shí)默認(rèn)建立的以太網(wǎng)幀進(jìn)行編輯）；此時(shí)在協(xié)議仿真編輯器的各部分會(huì)顯示出該新幀的信息。多幀編輯器中顯示：新幀的序號(hào)（為 1）、概要信息；協(xié)議樹(shù)中顯示以太網(wǎng) MAC!協(xié)議；單幀編輯器中顯示新幀各字段的默認(rèn)值；十六進(jìn)制對(duì)照表中顯示新幀對(duì)應(yīng)的十六

8、進(jìn)制信息；2、編輯以太網(wǎng)幀在單幀編輯器中編輯該幀，見(jiàn)圖 1-4;具體步驟為：Zthl0000EB-4D380A=FFym-FFFFFF目的目的MAC地址地址源源MK地址地址00000-40380類(lèi)型或長(zhǎng)度字段類(lèi)型或長(zhǎng)度字段OCOD自定義款蠢自定義款蠢數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)*UserDat*圖 4 單幀編輯器中以太網(wǎng)幀示意圖填寫(xiě)“目的 MAGfe 址”字段；方法一：手工填寫(xiě)。方法二：選擇地址本某主機(jī)的 MAC%址，雙擊自動(dòng)添加。填寫(xiě)“源 MAGfe 址字段，方法同上；注意：仿真編輯器可以仿真本機(jī)發(fā)送的 MACM,也可以仿真另一臺(tái)主機(jī)發(fā)送 MACM,所以，源 MAC地址字段可以填寫(xiě)本機(jī) MACfe 址，也可以填

9、寫(xiě)其他主機(jī)的 MACfe 址。但要注意協(xié)議分析器顯示過(guò)濾器的設(shè)置，否則會(huì)捕獲不到數(shù)據(jù)包。填寫(xiě)“類(lèi)型或長(zhǎng)度”字段：可以填寫(xiě) 0X0043;同時(shí)在 LLC 的 DATA 中填寫(xiě) 0X0040 個(gè)數(shù)據(jù)；例如：在 LLC 的 DATA 中添入：AAAAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBBBBBBBBCCCCCCCCCCCCCCCCDDDDDDDDDDDDDDDD注意：填寫(xiě)的類(lèi)型或長(zhǎng)度字段為十六進(jìn)制數(shù)，填寫(xiě)的數(shù)值應(yīng)等于 LLC 層首部與數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度和。協(xié)議樹(shù)中會(huì)顯示 LLC;其中的 SSAPWDSA 混源和目的訪問(wèn)點(diǎn)，可以不變，采用仿真器給定的數(shù)值。修改 LLC 的控制字段，最低位為零，表示信

10、息幀。3、單幀編輯器與十六進(jìn)制對(duì)照表是聯(lián)動(dòng)的，觀察十六進(jìn)制對(duì)照表中該幀的信息;4、選中單幀編輯器中的某一字段，該字段對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制值會(huì)相應(yīng)地改變顏色；5、點(diǎn)擊工具欄或菜單欄中的“發(fā)送”，在彈出的對(duì)話(huà)框上選擇“按范圍發(fā)送”或“自定義發(fā)送”，正確填寫(xiě)發(fā)送的范圍后，選擇“發(fā)送”按鈕，發(fā)送該幀；6、考慮“類(lèi)型和長(zhǎng)度”字段分別填寫(xiě)以下十六進(jìn)制值的含義：（1）0 x0800:對(duì)應(yīng)的上層協(xié)議是什么？在監(jiān)控端捕獲該幀，捕獲到幀的長(zhǎng)度是多少？0 x0806:對(duì)應(yīng)的上層協(xié)議是什么？0 x0100:該值的具體含義是什么？在協(xié)議分析器端捕獲該幀，幀的長(zhǎng)度是多少？（4）0 x0001:這樣填寫(xiě)該字段是否正確？為什么？練

11、習(xí)三：編輯并發(fā)送幀序列1、按照單幀編輯的步驟編輯多個(gè)幀；2、對(duì)每一幀可以重新設(shè)置發(fā)送的時(shí)間間隔和發(fā)送的重復(fù)次數(shù)，如不設(shè)置，則采用默認(rèn)值；方法為：點(diǎn)擊某一幀左邊的“+”，即可展開(kāi)為兩行，在第一行內(nèi)填寫(xiě)此幀與其上一幀的發(fā)送時(shí)間間隔（單位：ms,默認(rèn)值：1000）,展開(kāi)項(xiàng)的第二行為設(shè)置此幀的重復(fù)發(fā)送次數(shù)（默認(rèn)值為 1）。3、編輯好以后，發(fā)送幀序列；點(diǎn)擊菜單欄或工具欄中的“發(fā)送”按鈕，選擇彈出對(duì)話(huà)框中的“按范圍發(fā)送”，并編輯起始幀序號(hào)和結(jié)束幀序號(hào)。如果選擇“自定義發(fā)送”，則在“發(fā)送序號(hào)”編輯框中選擇要發(fā)送的單幀序號(hào)，并根據(jù)需要修改發(fā)送“間隔時(shí)間”和“發(fā)送次數(shù)”。點(diǎn)擊“發(fā)送”按鈕，即完成幀的發(fā)送。4、觀

12、察主界面底部“狀態(tài)”欄中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。5、在協(xié)議分析器一端捕獲數(shù)據(jù)并分析。6、將編輯好的以太網(wǎng)幀保存到文件中，文件名為：MAC.pkto二、協(xié)議分析器端練習(xí)一：捕獲數(shù)據(jù)并分析1、啟動(dòng)協(xié)議分析器協(xié)議解析功能，獲得若干以太網(wǎng)幀。對(duì)其中的 5-10 個(gè)幀的以太網(wǎng)首部進(jìn)行觀察和分析；分析的內(nèi)容為：源 MACM 址、目的 MACM 址、上層協(xié)議類(lèi)型。2、以 MACM 址為過(guò)濾條件捕獲若干以太網(wǎng)幀。如：捕獲源 MAC 地址為:00-09-74-A5-6F-4c（選擇地址本中的一個(gè) MACM 址）的幀。對(duì)每一幀的以太網(wǎng)首部進(jìn)行觀察分析；分析的內(nèi)容為：源 MACfe 址、目的 MAC%址、上層協(xié)議類(lèi)型。3、

13、以本機(jī) MACM 址為過(guò)濾條件捕獲相應(yīng)的以太網(wǎng)幀（多個(gè)）；對(duì)其中目的 MACM 址為本機(jī) MACM 址的以太網(wǎng)幀進(jìn)行觀察分析：這些幀的源 MACfe 址都是什么？對(duì)照地址本觀察這些 MAC%址對(duì)應(yīng)的 IP 地址有何特點(diǎn)？說(shuō)明：為什么能收到來(lái)自這些源 MAC%址的幀？將捕獲到的以太網(wǎng)幀保存到文件中，文件名為：實(shí)驗(yàn)一.zdt。練習(xí)二：學(xué)習(xí)協(xié)議分析器端其他的協(xié)議分析功能1、在會(huì)話(huà)分析視圖中，觀察會(huì)話(huà)列表中的會(huì)話(huà)種類(lèi)，并通過(guò)協(xié)議詳細(xì)解析樹(shù)、協(xié)議分析視圖了解會(huì)話(huà)過(guò)程；2、在協(xié)議解析視圖中，觀察概要解析及十六進(jìn)制對(duì)照表。3、學(xué)習(xí)使用過(guò)濾器的設(shè)置和調(diào)用方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：仿真編輯器端練習(xí)一：運(yùn)行 ipconfi

14、g 命令練習(xí)二：編輯 LLC 信息幀并發(fā)送練習(xí)三：編輯并發(fā)送幀序列實(shí)驗(yàn)中任務(wù)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題及解決方法：1 1.在使用仿真軟件時(shí)，開(kāi)始日 t t 沒(méi)有找到其他主機(jī)的 IPIP 地址和 MACMAC 地址，最后經(jīng)過(guò)商討和細(xì)讀實(shí)驗(yàn)操作書(shū)成功掌握1 1 .在編寫(xiě)填寫(xiě)“類(lèi)型或長(zhǎng)度”字段時(shí)，填寫(xiě)的數(shù)據(jù)不知道該填寫(xiě)多少，導(dǎo)致 LLC信息幀發(fā)送有錯(cuò)誤，最后通過(guò)問(wèn)同學(xué)知道了幀格式中具體體現(xiàn)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的標(biāo)示符，然后修改幀成功發(fā)送2 2 . .協(xié)議分析器在發(fā)送數(shù)據(jù)后才打開(kāi)， 將結(jié)果接收不到數(shù)據(jù)， 經(jīng)過(guò)多次設(shè)置接受過(guò)濾和多次刷新選取，最后找到正確的幀傳送和相應(yīng)模式.實(shí)驗(yàn)后任務(wù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)：通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，更直觀的學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)報(bào)和幀格式和入戶(hù)正確快速利用搜索的其他主機(jī)的 MACMAC 地址和 IPIP 地址,將數(shù)據(jù)填入幀格式中，并且明白了幀格式中各個(gè)字段的代表含義和實(shí)現(xiàn)的功能.書(shū)序了協(xié)議分析器的使用方法。在實(shí)驗(yàn)中遇到不懂的問(wèn)題及時(shí)細(xì)讀實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容原理或者直接問(wèn)同學(xué)，增強(qiáng)了自己的動(dòng)手操作能力和分析問(wèn)題的能力。成績(jī)?cè)u(píng)定實(shí)驗(yàn)前任務(wù)（60%）實(shí)驗(yàn)中任務(wù)（30%）實(shí)驗(yàn)后任務(wù)（10%）總分成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：90 分以上：出色地完成所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，報(bào)告格式，圖表規(guī)范，書(shū)寫(xiě)工整，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)論正