计算机网络课程设计-帧封装

课程设计

】

题目帧封装

学院计算机科学与技术学院

专业软件工程专业

班级

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软件0902班

姓名

指导教师

[

2012年6月20日'

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：软件0902班

指导教师：工作单位：计算机学院

题目一: 帧封装

初始条件：

（1）学习相关知识

"

（2）C/C++/VC/VB/JAVA语言

（3）PC机一台

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

编写程序，根据给出的原始数据，组装一个格式的帧（题目默认的输入文件为二进制原始数据（文件名为input1和input2））。

1）要求程序为命令行程序。比如，可执行文件名为，则命令行形式如下：

framer inputfile outputfile

其中，inputfile为原始数据文件，outputfile为输出结果。使用操作系统、语言、编程环境不限，但在报告中必须注明。

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2）输出：对应input1和input2的结果分别为output1和output2。

时间安排：

第一、二天：查阅资料，学习算法

第三、四天：编程调试

第五天：书写报告

指导教师签名：年月日。

系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

1.引言 (4)

2.以太网帧格式的发展 (4)

3.帧结构 (5)

4.错检测 (6)

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5.实现步骤 (7)

前导符 (7)

目的地址及源地址 (7)

长度及数据字段 (8)

帧检验序列 (8)

6.源代码 (10)

7.运行结果示例 (17)

8.心得体会 (18)

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9.参考文献 (19)

帧封装

1.引言

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。在TCP/IP世界中，以太网IP数据报文的封装在RFC 894中定义。

以太网采用广播机制，所有与网络连接的工作站都可以看到网络上传递的数据。通过查看包含在帧中的目标地址，确定是否进行接收或放弃。如果证明数据确实是发给自己的，工作站将会接收数据并传递给高层协议进行处理。

以太网采用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）媒体访问机制，任何工作站都可以在任何时间访问网络。在以太网中，所有的节点共享传输介质。如何保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务，就是以太网的介质访问控制协议要解决的问题。

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帧是在数据链路层数据进行传输与交换的基本单位。构造帧对于理解网络协议的概念、协议执行过程以及网络问题处理的一般方法具有重要的意义。本次课程设计的目的是应用数据链路层与介质访问控制层的知识，根据数据链路层的基本原理，通过构造一个具体的Ethernet帧，从而深入理解网络协议的基本概念与网络问题处理的一般方法。

2.以太网帧格式的发展

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；

1983，迫不及待的Novell基于IEEE的的原始版开发了专用的Ethernet帧格式；

1985，IEEE推出IEEE 规范，后来为解决EthernetII与帧格式的兼容问题，推出折

衷的Ethernet SNAP格式。

3.帧结构

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数据在网络上是以很小的称为帧（Frame）的单位传输的，帧由几部分组成，不同的部分执行不同的功能。帧通过特定的称为网络驱动程序的软件进行成型，然后通过网卡发送到网线上，通过网线到达它们的目的机器，在目的机器的一端执行相反的过程。接收端机器的以太网卡捕获到这些帧，并告诉操作系统帧已到达，然后对其进行存储。

“帧”数据大致由两部分组成：帧头和帧数据。帧头包括接收方主机物理地址的定位以及其它网络信息。帧数据区含有一个数据体。为确保计算机能够解释数据帧中的数据，这两台计算机使用一种公用的通讯协议。互联网使用的通讯协议简称IP，即互联网协议。IP数据体由两部分组成：数据体头部和数据体的数据区。数据体头部包括IP源地址和IP 目标地址，以及其它信息。数据体的数据区包括用户数据协议（UDP），传输控制协议（TCP），还有数据包的其他信息。这些数据包都含有附加的进程信息以及实际数据。

866246 – 15004

图帧结构

常用的以太网MAC帧格式用两种标准，一种是DIX Ethernet V2标准（即以太网V2标准），另一种是IEEE的标准。这里只介绍符合标准的帧，其格式如图所示。

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它的组成比较简单，由6个字段组成。接下来对这6个部分详细介绍一下。

（1）前导符：由7字节的前同步码和1字节的帧起始定界符构成。

前同步码：这个字段有7个字节（56位）交替出现的1和0，它的作用就是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。前同步码其实是在物理层添加上去的，并不是（正式的）帧的一部分。前同步码的目标是允许物理层在接收到实际的帧起始符之前检测载波，并且与接收到的帧时序达到稳定同步。

帧起始定界符：这个字段用1字节（）作为帧开始的信号，表示一帧的开始。最后两