计算机网络以太网实验报告

华东师范大学计算机科学技术系上机实践报告

课程名称：计算机网络年级：12级上机实践成绩：

指导教师：黄新力姓名：郑思淳蔡梦霜创新实践成绩：

实验名称：以太网帧的构成学号：10122130214 10122130116上机实践日期：2014.11.24

座位编号：A64 A54组号：上机实践时间： 4 学时

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. 掌握仿真编辑器和协议分析器的使用方法

二、实验设备

1. 仿真编辑器

2. 协议分析器

三、实验原理

（一）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。两种帧格式都具有7个域：前导码、帧首定界符、目的地址、源地址、长度/类型、数据、帧校验序列。如下图所示。

两种格式的帧可以依据类型/长度字段的值进行区分。如果此帧是DIX Ethernet V2标准格式帧，则类型/长度字段的值大于1536；如果此帧是IEEE 802.3标准格式的帧，则类型/长度字段的值小于1518。对DIX Ethernet V2帧来说，此字段的值代表了高层协议的类型；对IEEE 802.3帧来说，它的高层协议一定是LLC，而此字段的值代表的是数据的长度。下图画出了两种不同的MAC帧格式.

（二）MAC层的硬件地址

MAC（Media Access Control, 介质访问控制）地址是识别LAN（局域网）节点的标识。

1.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。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM，它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。

2.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。

(三)逻辑链路层(LLC)

由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为了使数据帧的传送独立于多采用的物理媒体和媒体访问控制方法，IEEE 802 标准特意把LLC独立出来形成单独子层，使LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体和媒体访问控制方法。LLC子层中规定了无确认无连接、有确认无连接和面向连接三种类型的链路服务。媒体访问控制技术是以太网技术的核心。以太网不提供任何确认收到帧的应答机制，确认必须在高层完成。

LLC帧的类型:

LLC帧类型分为三种：信息帧、监控帧和无编号帧。下图表示了LLC三类帧的控制字段的比较。

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•N(S): 发送者发送序号

•N(R)：发送者接收序号

•SS：监控功能位：00 －准备接收（RR） 10 －未准备接收（RNR） 01 －拒绝（REJ）。

•M：修正功能位

•X：保留，设置为0

•P/F：Poll/final 位。命令LLC PDU传输/响应LLC PDU传输。

帧的类型可从控制字段识别。对于信息帧和监控帧，控制字段为2字节长，而对于无编号帧，控制字段为1字节长。

LLC子层所提供的服务:

A. 非确信的无连接服务。非确认的无连接服务是一种类似于数据报的服务，它不需要确认信息。使用服务时，端对端的差错控制和流量控制由高层协议来实现。这个服务可用于点对点、广播和多点传送。

B. 面向连接的服务。LLC面向连接服务相当于虚电路服务，它的开销比较大，每次通信都要经过连接建立、数据传输和释放连接3个阶段。但当节点是一个很简单的终端时，就需要面向连接服务。

C. 确认的无连接服务。确认的无连接服务介于上述两种服务之间，它对数据帧提供应答信息，但数据传输之前不需要进行逻辑连接。确认的无连接服务用于传输某些非常重要且时间性很强的信息，如报警信号，这时不要确认信息则不可靠，但先建立连接则延迟太大，这种无连接服务类似于可靠的“数据包”服务。

四、实验步骤

练习一：编辑并发送LLC帧

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 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重新开始捕获数据。

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。

＊记录实验结果。

＊简述“协议类型和数据长度”字段的两种含义。

若该值大于 1536，则此帧是 DIX Ethernet V2 标准格式帧，此字段的值代表了

高层协议的类型；若该值小于 1518，则此帧是 IEEE 802.3 标准格式的帧，它的高

层协议一定是 LLC，此字段的值代表了数据的长度。类型是网络适配器向网络中发送数据时候所使用的格式，字长是CPU一次能处理的数据长度（二进制数的位数）。所以，能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理，32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。

5.将第1步中主机A已编辑好的数据帧修改为“未编号帧”，重做第2、3、4步。

练习二：编辑并发送MAC广播帧

1.主机E启动仿真编辑器。

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