以太网(Ethernet)的帧结构
第02章 Ethernet帧结构解析-2
8 字节
7 字节 10101010101010 1 字节
MAC 帧
物理层
… 10101010101010101011
帧开始 定界符
计算机硬件基础教学中心
前同步码
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
帧结构解析
1、以太网的MAC层
以太网 V2 的格式
局域网介绍
2、局域网概述
局域网技术发展的过程
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
计算机硬件基础教学中心
局域网介绍
2、局域网概述
最早的Ethernet原理设计图
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
计算机硬件基础教学中心
局域网介绍
1、IEEE 802 标准
ISO/OSI-RM
7 6 5 4 3 2 1 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据 链路层 物理层
UTP 同轴电缆 光缆
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
802.10 网络安全
802.1 802.2
帧开始 定界符
计算机硬件基础教学中心
前同步码
Copyright © by LIPENG All rights reserved.
帧结构解析
1、以太网的MAC层
以太网 V2 的格式
IP 数据报 字节 以太网 V2 MAC 帧 插入 6 目的地址 6 源地址 2 类型 数 46 ~ 1500 据 4 FCS MAC 层 IP 层
• 随机接入：所有的用户可随机地发送信息。 • 受控接入：如多点线路探询(polling)，或轮询。
ethernet的拓扑结构
ethernet的拓扑结构
以太网是一种常见的局域网技术，它可以采用不同的拓扑结构来连接设备。
常见的以太网拓扑结构包括总线型、星型和环型。
首先，总线型拓扑结构是指所有设备都连接到同一根传输介质（通常是一根电缆），设备通过共享这根传输介质来进行通信。
在总线型拓扑结构中，所有设备可以看到在传输介质上发送的所有数据帧，但每个设备只能接收并处理发送给它的数据帧。
其次，星型拓扑结构是指所有设备都连接到一个集线器或交换机，集线器或交换机起到中继数据的作用。
在星型拓扑结构中，每个设备通过独立的链路与集线器或交换机相连，这样可以提高网络的可靠性和扩展性。
最后，环型拓扑结构是指每个设备都与相邻的两个设备相连，形成一个闭合的环路。
在环型拓扑结构中，数据帧沿着环路传输，每个设备都可以接收并发送数据帧。
这种拓扑结构通常使用双绞线或光纤作为传输介质。
除了这些常见的以太网拓扑结构外，还有混合拓扑结构，即将
不同的拓扑结构组合在一起，以满足特定的网络需求。
例如，一个大型以太网网络可能会采用星型拓扑结构的子网，而这些子网之间则采用总线型或环型拓扑结构相连。
总的来说，以太网可以根据不同的拓扑结构来构建局域网，每种拓扑结构都有其特点和适用场景，网络管理员需要根据实际情况选择合适的拓扑结构来搭建网络。
以太网最大帧长 最小帧长
在传统以太网中,为什么要有最小帧长度和最大帧长度的限制?以太网(IEEE 802.3)帧格式：1、前导码：7字节0x55,一串1、0间隔，用于信号同步2、帧起始定界符：1字节0xD5(10101011)，表示一帧开始3、DA(目的MAC)：6字节4、SA(源MAC)：6字节5、类型/长度：2字节，0～1500保留为长度域值，1536～65535保留为类型域值(0x0600～0xFFFF)6、数据：46～1500字节7、帧校验序列(FCS)：4字节，使用CRC计算从目的MAC到数据域这部分内容而得到的校验和。
以CSMA/CD作为MAC算法的一类LAN称为以太网。
CSMA/CD冲突避免的方法：先听后发、边听边发、随机延迟后重发。
一旦发生冲突，必须让每台主机都能检测到。
关于最小发送间隙和最小帧长的规定也是为了避免冲突。
考虑如下的情况，主机发送的帧很小，而两台冲突主机相距很远。
在主机A发送的帧传输到B的前一刻，B开始发送帧。
这样，当A的帧到达B时，B检测到冲突，于是发送冲突信号。
假如在B的冲突信号传输到A之前，A的帧已经发送完毕，那么A将检测不到冲突而误认为已发送成功。
由于信号传播是有时延的，因此检测冲突也需要一定的时间。
这也是为什么必须有个最小帧长的限制。
按照标准，10Mbps以太网采用中继器时，连接的最大长度是2500米，最多经过4个中继器，因此规定对10Mbps以太网一帧的最小发送时间为51.2微秒。
这段时间所能传输的数据为512位，因此也称该时间为512位时。
这个时间定义为以太网时隙，或冲突时槽。
512位＝64字节，这就是以太网帧最小64字节的原因。
512位时是主机捕获信道的时间。
如果某主机发送一个帧的64字节仍无冲突，以后也就不会再发生冲突了，称此主机捕获了信道。
由于信道是所有主机共享的，如果数据帧太长就会出现有的主机长时间不能发送数据，而且有的发送数据可能超出接收端的缓冲区大小，造成缓冲溢出。
以太数据帧结构
二进制 模二除法
二进制 余数
余数不够 高位 0 凑
Data
CRC
对方使用相同G(x) 一定能够整除
三、随堂练习
一、判断题
1、以太数据帧中，类型字段代表该数据帧是802.3帧还是Ethernet II帧 ( )
2、每个以太数据帧能够封装的最大网络层报文大小为1500字节
（）
二、选择题
二、以太数据帧字段
前导码:用于接收方与发送方的同步，7个字节，每个字节的值固定为0xAA。 帧起始定界符：用于标识一个以太网帧的开始，值固定为0xAB。 目的地址：存放48bit的目标MAC地址，用于局域网中交换机寻址转发。 源地址：存放48bit的源MAC地址，用于局域网中交换机学习和目标主机回复。 类型 ：用于指定报文头后所接的数据类型。包括：IPv4（0x0800）, IPv6(0x86DD), ARP(0x0806）,802.1q数据帧(0x8100) 。 数据：用于存放网络层封装的报文内容（比如：IPv4数据包、IPv6数据包、ARP报文）。 FCS（Frame Check Sequence）：通过CRC（Cyclic Redundancy Check）算法计算出 来的序列号，用来确定接收到的帧比特是否正确。
1
0
1
1
1
1x25-1 +0x24-1+1x23-1+1x22-1+1x21-1
CRC校验码位数 = 二进制值位数 - 1 二进制值（ 10111 ）与数据流做模二除法，余数即为CRC校验码
二、模二除法
使用G(x)的二进制值10111对目标数据流1010110做模二除法，求余数值
1001001
10111 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0
ethernet的拓扑结构
ethernet的拓扑结构
以太网的拓扑结构是指网络中设备之间物理连接的布局方式。
常见的以太网拓扑结构包括总线型、星型、环型和树型四种。
首先是总线型拓扑结构，它是最早的以太网拓扑结构之一。
在
总线型拓扑结构中，所有设备都连接到同一条主干电缆上。
设备通
过特定的协议来竞争总线上的访问权。
总线型拓扑结构简单、成本低，但是一旦主干电缆出现故障，整个网络将会受到影响。
其次是星型拓扑结构，这是目前应用最为广泛的以太网拓扑结构。
在星型拓扑结构中，所有设备都连接到一个集线器或交换机上。
这种拓扑结构易于安装和维护，同时也减少了单点故障对整个网络
的影响。
然而，星型拓扑结构的缺点是集线器或交换机成为了单点
故障的可能性。
第三种是环型拓扑结构，设备通过一条环形的电缆连接在一起。
在环型拓扑结构中，数据以一个固定的方向在环上传输，因此具有
较高的稳定性。
然而，一旦环中的某个设备出现故障，整个网络将
会受到影响。
最后是树型拓扑结构，它是星型和总线型拓扑结构的结合。
树型拓扑结构通过集线器或交换机将多个星型拓扑结构连接在一起，形成一个树状结构。
这种拓扑结构可以灵活地扩展，并且具有较好的容错性。
综上所述，以太网的拓扑结构有总线型、星型、环型和树型四种，每种拓扑结构都有其特点和适用场景，选择合适的拓扑结构取决于具体的网络需求和条件。
计算机网络实验报告3以太网链路层帧格式分析
南昌航空大学实验报告2019年 5月 2日课程名称：计算机网络与通信实验名称：以太网链路层帧格式分析班级：学生姓名：学号：指导教师评定：签名：一．实验目的分析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。
二．实验内容1.在PC机上运行WireShark截获报文，在显示过滤器中输入ip.addr==(本机IP地址)。
2.使用cmd打开命令窗口，执行“ping 旁边机器的IP地址”。
3.对截获的报文进行分析：（1）列出截获报文的协议种类，各属于哪种网络？（2）找到发送消息的报文并进行分析，研究主窗口中的数据报文列表窗口和协议树窗口信息。
三．实验过程局域网按照网络拓扑结构可以分为星形网、环形网、总线网和树形网，相应代表性的网络主要有以太网、令牌环形网、令牌总线网等。
局域网经过近三十年的发展，尤其是近些年来快速以太网（100Mb/s）、吉比特以太网（1Gb/s）和10吉比特以太网（10Gb/s）的飞速发展，采用CSMA/CD（carrier sense，multiple access with collision detection）接入方法的以太网已经在局域网市场中占有绝对的优势，以太网几乎成为局域网的同义词。
因此，本章的局域网实验以以太网为主。
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IEEE802.3标准。
1. Ethernet V2标准的MAC帧格式DIX Ethernet V2标准是指数字设备公司（Digital Equipment Corp.）、英特尔公司（Intel corp.）和Xerox公司在1982年联合公布的一个标准。
它是目前最常用的MAC帧格式，它比较简单，由5个字段组成。
第一、二字段分别是目的地址和源地址字段，长度都是6字节；第三字段是类型字段，长度是2字节，标志上一层使用的协议类型；第四字段是数据字段，长度在46~1500字节之间；第五字段是帧检验序列FCS，长度是4字节。
帧
以太网帧格式一、Ethernet地址为了标识以太网上的每台主机，需要给每台主机上的网络适配器（网络接口卡）分配一个唯一的通信地址，即Ethernet地址或称为网卡的物理地址、MAC地址。
IEEE负责为网络适配器制造厂商分配Ethernet地址块，各厂商为自己生产的每块网络适配器分配一个唯一的Ethernet地址。
因为在每块网络适配器出厂时，其Ethernet地址就已被烧录到网络适配器中。
所以，有时我们也将此地址称为烧录地址（Burned-In-Address，BIA）。
Ethernet地址长度为48比特，共6个字节，如图1所示。
其中，前3字节为IEEE分配给厂商的厂商代码，后3字节为网络适配器编号。
图1Ethernet地址二、CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）载波监听多路访问/冲突检测方法在ISO的OSI参考模型中，数据链路层的功能相对简单。
它只负责将数据从一个节点可靠地传输到相邻节点。
但在局域网中，多个节点共享传输介质，必须有某种机制来决定下一个时刻，哪个设备占用传输介质传送数据。
因此，局域网的数据链路层要有介质访问控制的功能。
为此，一般将数据链路层又划分成两个子层：●逻辑链路控制LLC（Logic Line Control）子层●介质访问控制MAC（Media Access Control）子层图2LLC和MAC子层如图2所示。
其中，LLC子层负责向其上层提供服务；MAC子层的主要功能包括数据帧的封装/卸装，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制等。
MAC 子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性。
在MAC子层的诸多功能中，非常重要的一项功能是仲裁介质的使用权，即规定站点何时可以使用通信介质。
实际上，局域网技术中是采用具有冲突检测的载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection，CSMA/CD）这种介质访问方法的。
以太网帧结构详解
以太⽹帧结构详解⽹络通信协议⼀般地，关注于逻辑数据关系的协议通常被称为上层协议，⽽关注于物理数据流的协议通常被称为低层协议。
IEEE802就是⼀套⽤来管理物理数据流在局域⽹中传输的标准，包括在局域⽹中传输物理数据的802.3以太⽹标准。
还有⼀些⽤来管理物理数据流在使⽤串⾏介质的⼴域⽹中传输的标准，如帧中继FR（FrameRelay），⾼级数据链路控制HDLC（High-LevelDataLinkControl），异步传输模式ATM（AsynchronousTransferMode）。
分层模型0OSI国际标准化组织ISO于1984年提出了OSIRM（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，开放系统互连参考模型）。
OSI参考模型很快成为了计算机⽹络通信的基础模型。
OSI参考模型具有以下优点：简化了相关的⽹络操作；提供了不同⼚商之间的兼容性；促进了标准化⼯作；结构上进⾏了分层；易于学习和操作。
OSI参考模型各个层次的基本功能如下：物理层:在设备之间传输⽐特流，规定了电平、速度和电缆针脚。
数据链路层：将⽐特组合成字节，再将字节组合成帧，使⽤链路层地址（以太⽹使⽤MAC地址）来访问介质，并进⾏差错检测。
⽹络层：提供逻辑地址，供路由器确定路径。
传输层：提供⾯向连接或⾮⾯向连接的数据传递以及进⾏重传前的差错检测。
会话层：负责建⽴、管理和终⽌表⽰层实体之间的通信会话。
该层的通信由不同设备中的应⽤程序之间的服务请求和响应组成。
表⽰层：提供各种⽤于应⽤层数据的编码和转换功能，确保⼀个系统的应⽤层发送的数据能被另⼀个系统的应⽤层识别。
应⽤层：OSI参考模型中最靠近⽤户的⼀层，为应⽤程序提供⽹络服务。
分层模型-TCP/IPTCP/IP模型同样采⽤了分层结构，层与层相对独⽴但是相互之间也具备⾮常密切的协作关系。
TCP/IP模型将⽹络分为四层。
TCP/IP模型不关注底层物理介质，主要关注终端之间的逻辑数据流转发。
数字传输系统帧结构
数字传输系统帧结构数字传输系统的帧结构可以根据不同的协议和应用而有所不同。
以下是一般数字传输系统的常见帧结构：1. SDH（同步数字系列层次结构）帧结构：SDH是一种同步光纤传输技术，它的帧结构包括多个层次。
其中，最常见的SDH帧结构是STM-1（Synchronous Transport Module level-1），它的帧周期是125微秒。
STM-1帧结构如下：```- 9行270 列的容器（Container）- 3行90 列的终端传输容器（Tributary Unit）```2. SONET（同步光网络）帧结构：SONET是SDH的北美版本，其帧结构也有多个层次。
最常见的SONET帧结构是STS-1（Synchronous Transport Signal level-1），它的帧周期是125微秒。
STS-1帧结构如下：```- 3个12行90 列的VT（Virtual Tributary）容器- 1个9行90 列的STU（Synchronous Transport Unit）容器```3. Ethernet 帧结构：在以太网中，数据帧的结构是最为常见的。
一个标准的以太网帧结构如下：```-前导码：标志着数据帧的开始-目的MAC地址：接收数据的设备MAC地址-源MAC地址：发送数据的设备MAC地址-长度/类型字段：指示数据字段长度或指明上层协议类型-数据字段：携带传输的数据-帧校验序列：用于检测数据传输过程中的错误```需要注意的是，不同的数字传输系统和网络协议会有不同的帧结构，而且不同的帧结构适用于不同的数据传输需求。
上述提到的帧结构仅仅是其中的一部分，具体的帧结构会根据传输系统的要求和协议规范来设计。
ethernet协议
Ethernet协议Ethernet协议是一种计算机网络通信协议，被广泛应用于局域网（LAN）和广域网（WAN）中，用于在不同的计算机之间进行数据传输。
它定义了物理层和数据链路层的规范，使得计算机能够通过以太网进行通信。
物理层在Ethernet协议中，物理层是指负责传输数据比特流的硬件和电缆。
常见的以太网物理层规范包括10BASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T等。
•10BASE-T是一种传输速率为10 Mbps的以太网物理层规范，使用双绞线作为传输介质。
•100BASE-TX是一种传输速率为100 Mbps的以太网物理层规范，同样使用双绞线作为传输介质。
•1000BASE-T是一种传输速率为1 Gbps的以太网物理层规范，使用四对双绞线作为传输介质。
除了双绞线，光纤也可以作为以太网的传输介质。
光纤以太网可以提供更高的传输速率和更长的传输距离。
数据链路层在Ethernet协议中，数据链路层负责将数据包分割成帧，并添加必要的控制信息，以便接收方能够正确地接收和解析数据。
数据链路层还处理错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。
数据链路层使用MAC（Media Access Control）地址来标识网络中的每个网络接口。
MAC地址是一个全球唯一的地址，由48位二进制数组成，通常以十六进制表示。
帧结构以太网帧是数据链路层中的基本单位，它由以下几部分组成：1.Preamble（前导码）：用于同步发送方和接收方的时钟。
2.Destination MAC Address（目标MAC地址）：指示数据帧的接收方。
3.Source MAC Address（源MAC地址）：指示数据帧的发送方。
4.EtherType（以太类型）：指示数据帧中的数据类型（如IPv4、IPv6等）。
5.Payload（数据负载）：实际的数据内容。
6.Frame Check Sequence（帧校验序列）：用于检测数据帧在传输过程中是否发生错误。
常见以太网错误帧的解释
常见以太网错误帧的解释1 引言我们在测试中经常会听到各种以太网帧术语，比如说CRC，Alignment，Fragment，超小帧（Runt），超长帧(oversize)，Jabber帧, Jumbo帧等。
很多初学者对这些概念不清楚，我在此想对这些术语做些总结。
首先介绍一些基本的概念然后再做关于错误的介绍。
2 以太网帧基本概念以太网主要有两种帧结构Ethernet II帧和IEEE 802.3帧：Preamble : 称前导符, 由0,1 交替组成的7字节, 通知目的地准备接收SOF: 帧首定界字符, 由两个连续的代码1结尾, 标识一帧的开始Destination Adress & Source Adress:目的MAC地址\源MAC地址,可以是单播,组播或广播地址;Type\Length：type表明数据域类型长度；Length表明紧随其后数据段的字节数。
该值的大小区分Ethernet II帧和IEEE 802.3帧大于1500：类型域中数值大于1500的帧是Ethernet II帧，该域中的值最小为1536 (600 hex)。
小于等于1500：长度域中数值小于等于1500的帧是IEEE 802.3帧, 该域中的值最大为1500。
DATA: 数据段, 以太网的字节传输最大值是1518 bytes(未启用Jumbo)，最小值是64 bytes，数据包中的字节数必须要能被8整除。
FCS : 帧校验,该序列为4个字节的循环冗余校验CRC, 发送方按一定计算方式产生,接收方对接收到的数据用同样的方式计算并将得到的校验码和接收到的校验码比较,如果一致认为传输正确.。
Jumbo帧：伴随着以太网速率的提高，千兆以太网的产生而提出了Jumbo帧.也称巨型帧即字节数大于1518字节的帧. 现在的单板TGE，SEC，RSEB\RSEA, MSEB\MSEA都有支持Jumbo帧的配置选项. MSEB单板最大支持的帧长可以达到64kbyte(需求只要求9600byte).3 以太网CRC实现在传输系统中,为了保证数据传输的正确性, 对传输过程进行差错控制, 循环冗余校验(CRC)就是一种差错控制机制.循环冗余码是建立在近世代数基础上的，编解码电路简单，检错能力强。
以太网帧格式
一. Ethernet帧格式的发展1980 DEC,Intel,Xerox制订了Ethernet I的标准1982 DEC,Intel,Xerox又制订了Ehternet II的标准1982 IEEE开始研究Ethernet的国际标准802.31983 迫不及待的Novell基于IEEE的802.3的原始版开发了专用的Ethernet帧格式1985 IEEE推出IEEE 802.3规范,后来为解决EthernetII与802.3帧格式的兼容问题,推出折衷的Ethernet SNAP格式(其中早期的Ethernet I已经完全被其他帧格式取代了 ,所以现在Ethernet只能见到后面几种Ethernet的帧格式,现在大部分的网络设备都支持这几种Ethernet的帧格式,如:cisco的路由器再设定Ethernet接口时可以指定不同的以太网的帧格式:arpa,sap,snap,novell-ether)二. 各种不同的帧格式下面介绍一下各个帧格式1.Ethernet II就是DIX以太网联盟推出的。
它由6个字节的目的MAC地址，6个字节的源MAC地址，2个字节的类型域（用于标示封装在这个Frame、里面数据的类型)以上为Frame Header,接下来是46--1500字节的数据，和4字节的帧校验2.Novell Ethernet它的帧头与Ethernet有所不同其中EthernetII帧头中的类型域变成了长度域，后面接着的两个字节为0xFFFF,用于标示这个帧是Novell Ether类型的Frame,由于前面的0xFFFF站掉了两个字节所以数据域缩小为44-1498个字节,帧校验不变。
3.IEEE 802.3/802.2802.3的Frame Header和Ethernet II的帧头有所不同,EthernetII类型域变成了长度域。
其中又引入802.2协议(LLC)在802.3帧头后面添加了一个LLC首部,由DSAP(Destination Service Access Point)1 byte,SSAP(Source SAP),一个控制域--1 byte! SAP用于标示帧的上层协议。
抓包分析Enthernet
计算机网络实践报告
一、实践名称：
网络抓包分析以太网及其帧结构。
二、实践内容和目的：
内容：网络抓包分析以太网及其帧结构；
目的：更进一步了解、熟悉抓包软件的使用，对以太网及其帧结构有更深层次的认识。
三、实践原理：
以太网帧结构：
Preamble: 前同步码，8个字节
☐前7个字节为10101010，最后一个为10101011
☐用于发送方和接收方的时钟同步
Addresses: MAC地址，6个字节
☐如果适配器收到的帧的目的地址与之匹配或者是一个广播地址(ARP包)，就把帧传给网络层
☐否则，抛弃该帧
Type: 类型，2个字节，
☐指明可以支持的高层协议，主要是IP协议，也可以是其他协议如：Novell IPX和AppleTalk
CRC:循环冗余校验(帧校验序列)，4个字节。
☐接收方检测，如果有错，丢弃该帧
四、实践器材（设备和元件）：
PC机一台、网络抓包软件Wireshark。
五、实践数据及分析结果：
分析：
（如上截图）从截获的数据可知，数据包使用的以太网是Ethernet II，可以知道源、目的地址的MAC地址（其中有广播地址），以及使用了不同类型的协议（此处抓获了ARP、IP和IPv6），到此为止，以太网的帧头就完了，之后的就为数据部分。
六、实践总结：
实践是我们学习过程中必不可少的一个环节，动手有助于加强我们对于笼统的概念的理解，同时也引导我们的进行适当的思考。
通过此次实践，更近一步熟悉了抓包软件的使用，对以太网及其帧结构有了更深层次的认识。
Ethernet-IP核的设计和FPGA实现
Ethernet IP核的设计和FPGA实现随着网络通信技术和微电子技术的发展，日常生活中所遇到的设备的信息化和智能化不断加强。
而且，结构单一功能简单的设备已经不能满足使用者的需求。
这就使得设备的发展趋势朝着结构复杂化，功能多样化，高度集成化，高度智能化方向发展。
如今随着我国经济社会的发展，soc产品和嵌入式技术得到了广泛的推广和普及。
特别是随着国家提出物联网发展规划以来，Internet和消费电子的智能化迅速发展。
由此产生了嵌入式设备的联网问题。
本文就是基于这样的背景，采用Verilog HDL程序设计语言对Ethernet IP核进行编程设计，并以FPGA实现。
整个IP核的系统设计采用了Top-Down的设计思想。
在每个设计层次之上都可以把系统分为很多个功能模块，该层次的电路的硬件行为可以由这些功能模块来描述，同时下一层次的模块又描述这一层次的模块的行为。
整个设计过程使用Altera的工具软件Quartus II 13.0对Ethernet IP核各模块进行编译和综合，分析各模块的结构以及相互之间的关系，并采用ModelSim 10.1软件对部分模块进行功能仿真和功能分析，验证Ethernet IP核的功能。
在如今科学技术日新月异飞速发展的时代里，发展最快的领域当属电子科学与技术。
而在这一领域飞速发展的背后是以微电子技术为代表的半导体技术的快速发展来作为支撑和推动的。
尤其是随着微电子技术及其制造工艺的发展，使得芯片的集成度更高，设备的功能更加多样化。
这也就推动了各种消费电子，工业设备，环境监测仪器等的快速发展，如智能手机，平板电脑，车载导航仪，网络仪表，污染检测器等等。
这些设备都需要联网，也就都提出了连入网络的要求。
相对于嵌入式系统的RS232,RS485等串口通信接口相比，Ethernet技术更加普及通用，还能够连入Internet，具有明显的优势。
Ethernet极大的方便了人们的生活和生产。
以太网帧格式分析
的IP，而MAC地址是伪造的，则当A接收到伪造的ARP应答后，就会更新本地的ARP缓存，这样在A 看来B的IP地址没有变，而它的MAC地址已经不是原来那个了。
由于局域网的网络流通不是根据IP地址进行，而是按照MAC地址进行传输。
所以，那个伪造出来的MAC地址在A上被改变成一个不存在的MAC地址，这样就会造成网络不通，导致A不能Ping通B！这就是一个简单的ARP欺骗。
【实验体会】这次实验最大的感触是体会到了网络通信过程的趣味性。
在做ping同学IP的实验时，我发现抓到的包之间有紧密的联系，相互的应答过程很像实际生活中人们之间的对话。
尤其是ARP帧，为了获得对方的MAC地址，乐此不疲地在网络中广播“谁有IP为XXX的主机？”，如果运气好，会收到网桥中某个路由器发来的回复“我知道，XXX的MAC地址是YYY！”。
另外，通过ping同学主机的实验，以及对实验过程中问题的分析，使我对之前模糊不清的一些概念有了全面的认识，如交换机、路由器的区别与功能，局域网各层次的传输顺序与规则等。
还有一点就是，Wireshark不是万能的，也会有错误、不全面的地方，这时更考验我们的理论分析与实践论证能力。
成绩优良中及格不及格教师签名：日期：【实验作业】1 观察并分析通常的以太网帧1.1 以太网帧格式目前主要有两种格式的以太网帧：Ethernet II（DIX 2.0）和IEEE 802.3。
我们接触过的IP、ARP、EAP和QICQ协议使用Ethernet II帧结构，而STP协议则使用IEEE 802.3帧结构。
Ethernet II是由Xerox与DEC、Intel（DIX）在1982年制定的以太网标准帧格式，后来被定义在RFC894中。
IEEE 802.3是IEEE 802委员会在1985年公布的以太网标准封装结构（可以看出二者时间相差不多，竞争激烈），RFC1042规定了该标准（但终究二者都写进了IAB管理的RFC文档中）。
实验1以太网链路层帧格式分析
实验1以太网链路层帧格式分析实验1 以太网链路层帧格式分析1.1 实验目的和要求? 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； ? 掌握TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。
1.2 实验设备安装有Ethereal软件和windows操作系统的微机系统。
1.3 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，初步了解TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。
2、分析以太网数据帧结构1.4 实验步骤：内容一：1. 打开PCA和PCB的Message服务，方法：控制面板――管理工具――服务――找到message，选开启2. 在PCA和PCB上运行Ethereal截获报文，然后进入PCA的Windows命令行窗口，执行如下命令： net send PCB的IP地址“hello”（或者采用ping命令），这是PCA向PCB发送消息的命令，等到PCB显示器上收到消息后，终止截获报文，将截获报文命名为HELLO―学号。
3. 对截获的报文进行分析：捕获窗口显示分为三个部分：数据包列表区、协议树区和十六进制对照区。
找到发送消息的报文并进行分析，研究主窗口中的数据报文列表窗口和协议树窗口信息，填写下表。
此报文类型此报文基本信息（数据报文列表窗口中Information项内容）EthernetⅡ协议树中 Source字段值 Destination字段值Internet Protocol协Source字段值议树中 TCP协议树中 Destination字段值Source Port字段值 Destination Port字段值应用层协议树协议名称包含Hello 的字段名 3、分析此报文信息中，源主机和目的主机的MAC地址分别是多少？内容二：4. 运行Ethereal截获报文5. 打开“命令提示符”窗口，使用“Ping”命令测试本机与网关的连通性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
以太网（Ethernet）的帧结构
1.Ethernet V2.0帧结构 2. IEEE802.3帧结构 3. Ethernet V2.0帧结构组成详解
Ethernet V2.0帧结构
帧前 帧校 前导 目的 源地 数据 定界 验字 类型 码 地址 址 字段 符 段 46~1 7B 1B 6B 6B 2B 4B 500B 注：Ethernet帧的最小长度为64B，最大长 度为1518B。（前导码与帧前定界符不计入 帧头长度中）
前导码与帧前定界符字段
前导码的组成： 前导码的组成：56位（7B）10101010…10 1010比特序列。 作用： 作用：提醒接收系统有帧的到来，以及使到来的 帧与计时器进行同步。 帧前定界符的组成： 帧前定界符的组成：8位（1B）10101011比特 序列。 作用： 作用：表示下面的字段是目的地址。
数据字段
数据字段的组成： 数据字段的组成：长度在46~1500B之间的比 特序列。 特点： 特点：如果数据的长度少于46B，需要加填充 字节，补充到46B。填充字节是任意的，不计 入长度字段中。
帧校验字段
帧校验字段的组成： 32位 4B）比特序列。 帧校验字段的组成： 32位（4B）比特序列。 特点： 特点：采用CRC校验。校验的范围包括目的地 址字段，源地址字段，类型字段，数据字段。 在接收端进行校验，如果发生错误，帧将被丢 弃。 32位CRC校验的生成多项式为： G（x） =x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4 +x2+x1+1
பைடு நூலகம்
目的地址和源地址字段
目的地址和源地址字段的组成： 目的地址和源地址字段的组成：分别为48位（6B） 比特序列。 作用： 作用：分别表示帧的接收结点地址与发送结点的 硬件地址
单一结点 地址 多点地址 广播地址 目的地址第一位为0
目的地址
目的地址第一位为1
目的地址为全1
类型字段
类型字段的组成： 类型字段的组成：16位（2B）比特序列。 作用： 作用：表示的是网络层使用的协议类型。 常见的协议类型： 常见的协议类型： 0800表示网络层使用IP协议， 0806表示网络层使用ARP协议， 8137表示网络层使用Novell IPX协议， 809b表示网络层使用Apple Talk协议。
IEEE802.3帧结构
帧前 帧校 前导 目的 源地 数据 定界 验字 长度 码 地址 址 字段 符 段 46~1 7B 1B 6B 6B 2B 4B 500B
Ethernet V2.0帧结构组成详解
1）前导码与帧前定界符字段 ） 2）目的地址和源地址字段 ） 3）类型字段 ） 4）数据字段 5）帧校验字段