实验03-分析数据链路层帧结构
实验一 分析以太网数据帧的构成
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。
数据链路层抓包实训报告
一、实训背景数据链路层是OSI七层模型中的第二层，主要负责在相邻节点之间可靠地传输数据帧。
为了更好地理解数据链路层的工作原理，我们进行了数据链路层抓包实训，通过Wireshark工具捕获和分析网络数据包，以了解数据链路层协议的工作过程。
二、实训目标1. 熟悉Wireshark工具的使用方法；2. 理解数据链路层协议的工作原理；3. 捕获和分析网络数据包，验证数据链路层协议的正确性；4. 掌握数据链路层抓包实训的步骤和方法。
三、实训工具1. Wireshark抓包工具；2. 电脑一台；3. 网络设备（如路由器、交换机等）；4. 网络连接。
四、实训步骤1. 准备工作（1）确保电脑已接入网络，并安装Wireshark工具；（2）了解实验环境，包括网络拓扑结构、网络设备配置等。
2. 捕获数据包（1）打开Wireshark工具，选择合适的网络接口进行抓包；（2）设置抓包过滤器，例如只捕获特定协议的数据包；（3）启动抓包，观察网络数据包的传输过程。
3. 分析数据包（1）观察数据包的源MAC地址和目的MAC地址，了解数据包的传输路径；（2）分析数据包的帧头信息，包括帧类型、帧控制字段等；（3）查看数据包的数据部分，了解传输的数据内容；（4）根据数据包内容，分析数据链路层协议的工作过程。
4. 验证数据链路层协议（1）根据捕获到的数据包，分析数据链路层协议的帧结构；（2）验证数据链路层协议的工作过程，如数据帧的封装、校验和等；（3）对比协议规范，确认数据链路层协议的正确性。
5. 实验总结（1）整理实验过程中捕获到的数据包，分析数据链路层协议的工作原理；（2）总结实验过程中的经验和教训，提高网络抓包和分析能力。
五、实训结果通过本次实训，我们成功捕获并分析了数据链路层的数据包，了解了数据链路层协议的工作原理。
以下是实验过程中捕获到的部分数据包：图1：以太网帧结构图2：数据链路层协议帧结构通过分析数据包，我们发现数据链路层协议在数据传输过程中，确实按照规范进行了帧的封装、校验和等操作。
数据链路层的帧结构
数据链路层的帧结构数据链路层在物理层的上⾯⼀层，它主要分两种信道点对点信道和⼴播信道。
区分他们就看是⼀对⼀的点对点的通信⽅式，还是⼀对多的⼴播模式。
点对点的主要协议为PPP，以前还有⼀种可靠传输的协议HDLC，现在⽤的已经⽐较少了。
PPP的主要作⽤是⽤户PC连接到ISP的协议，然后再通过通过ISP连接到Internet。
当⽤户拨号接⼊ISP后，就建⽴了⼀条从⽤户PC机到ISP的物理连接。
这时，⽤户PC机向ISP发送⼀系列的LCP（链路层控制协议）分组（封装成多个PPP帧），以便建⽴LCP连接。
这些分组及其响应选择了将要使⽤的⼀些PPP参数。
接着还要进⾏⽹络层配置，NCP给新接⼊⽤户PC机分配⼀个临时的IP地址。
这样，⽤户PC机就成为因特⽹上的⼀个有I地址的主机了。
当⽤户通信完毕，NCP（⽹络控制协议）释放⽹络层连接，回收分配出去的IP地址。
接着，LCP释放数据链路层连接。
最后释放的是物理层的连接。
当⽹络层配置完毕后，链路就进⼊可进⾏数据通信的“链路打开”状态。
链路的两个PPP端点可以彼此向对⽅发送分组。
两个PPP端点还可发送回送请求LCP分组和回答LCP分组，以检测链路的状态。
数据传输结束后，可以由链路的⼀端发出终⽌请求LCP分组，请求终⽌链路连接，在收到对⽅发来的终⽌确认LCP分组后，转到链路终⽌状态。
如果链路出现故障，也会从链路打开状态转到链路终⽌状态。
当天之解调器的载波停⽌后，则回到链路静⽌状态。
从设备之间⽆链路开始，到建⽴物理链路，再建⽴LCP链路。
经过鉴别后再建⽴NCP链路，然后才能交换数据。
由此可见，PPP协议已不是纯粹的数据链路层的协议，它还包含了物理层和⽹络层的内容。
有关于点对点信道的东西就介绍这么多，⽬前主要介绍⼴播信道。
关于拓扑分类的东西⼤家很好理解。
在这⾥也就不多做介绍了。
直接介绍以太⽹的两个标准常⽤的以太⽹MAC帧有两种标准，⼀种是DIX ethernet V2标准另⼀种是IEEE的802.3标准以太⽹V2的MAC帧⽐较简单，由五个字段组成。
计算机网络实验 第2章 数据链路层实验
采用总线型或星形拓扑。由于以太网是基于共享总线的广播类型的网络，
所以当网络中有两个或两个以上站点同时发送数据时将引起冲突，因此以 太网使用CSMA/CD协议作为媒体控制协议解决冲突问题。
CSMA/CD协议的基本原理是：站点发送数据前先监听信道，信道 空闲时发送数据；在发送数据过程中持续监听信道，如果监听到冲 突信号则立即停止发送数据；同时发送强化冲突信号，以使网络中 正在发送数据的其它站点能够监听到冲突。
PPP帧格式如图所示
2．PPPoE
PPP协议不适于广播类型的以太网和另外一些多点访问类型的网络，于是 产生了PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）。它为使用桥接以太 网的用户提供了一种宽带接入手段，同时还能提供方便的接入控制和计费。 每个接入用户均建立一个独一无二的PPP会话。会话建立前PPPoE必须通过 发现协议获取远端访问集中器的MAC地址。
第2章 数据链路层实验
实验三： 集线器与交换机的对比试验
3.1
背景知识
1．冲突域与广播域 冲突域：共享信道的传输机制决定了在网络中只能有一个站点发送数据 。如果两个或两个以上站点同时发送数据将发生冲突。虽然以太网在 MAC层采用CSMA/CD协议有效地降低了冲突的可能性，但是由于传播时 延的存在以及多个站点同时监听到信道空闲等情况的存在，冲突仍会发生 。所谓冲突域是指在该域内某一时刻只能有一个站点发送数据，如果两个 站点同时发送数据会引起冲突，则这两个站点处于同一个冲突域内。 广播域：以太网是广播网络，采用共享信道的传输机制来传输数据。在 以太网中，一个站点向所有站点发送数据的传输过程称为广播，这一过程 中传输的数据帧称为广播帧。在以太网中，能够接收到任意站点发送的广 播帧的所有站点的集合称为一个广播域。
网络通信的数据包(帧)的结构及原理
网络通信的数据包(帧)的结构及原理
在网络通信中,”包”(Packet)和”帧”(Frame)的概念相同,均指通信中的一个数据块.对于具体某种通信网络,一般使用术语”帧”.一种网络的帧格式可能与另一种网络不同,通常使用术语”包”来指一般意义的帧.串行通信的数据格式有面向字符型的数据格式,如单同步、双同步、外同步；也有面向比特型的数据格式,这以帧为单位传输,每帧由六个部分组成,分别是标志区、地址区、控制区、信息区、帧校验区和标志区.
串行通信协议属于ISO国际参考标准的第三层,数据链路层.数据链路层必须使用物理层提供给它的服务.物理层所做的工作是接收个一个原始的比特流,并准备把它交给目的地.不能保证这个比特流无差错.所接收的比特的数量也许少于,也许等于或多于所传递的比特的数量,它们具有不同的值.一直要上到数据链路层才能进行检测,如果需要的话,纠正错误.对于数据层,通常的方法是把比特流分成离散的帧,并对每一帧计算出校验和…….当一帧到达目的地后重新计算校验和时,如果新算出的校验和不同于帧中所包括的值,数据链路层就知道出现差错了,从而会采取措施处理差错(即,丢弃坏帧,并发回一个差错报告).
数据链路层的任务是在两个相邻接点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据.每一帧包括数据和必要的控制信息.人们发现,对于经常产生误码的实际链路,只要加上合适的控制规程,就可以使通信变为比较可靠的.如IBM公司推出了着名的体系结构SNA,在SNA的数据链路规程采用了面向比特的规程SDLC,后来ISO把它修改后称为HDLC,译为高级数据链路控制.在INTERNET 中,用户与ISP(INTERNET服务提供者)之间的链路上使用得最多的协议就是SLIP和PPP.。
数据链路层实验报告
数据链路层实验报告数据链路层实验报告引言：数据链路层是计算机网络中的一个重要组成部分，负责将网络层传递下来的数据分割成帧，并通过物理介质进行传输。
在本次实验中，我们通过搭建实验环境，深入了解和学习了数据链路层的相关知识，并进行了一系列实验。
实验一：帧的构造和解析在这个实验中，我们学习了帧的构造和解析过程。
通过使用C语言编写程序，我们能够手动构造和解析帧。
首先，我们学习了帧的基本结构，包括帧起始标志、目的地址、源地址、数据和帧检验序列等字段。
然后，我们通过实际操作，将这些字段按照规定的格式组装成一个完整的帧，并通过解析程序将其还原。
这个实验帮助我们深入理解了帧的构造和解析过程，为后续实验奠定了基础。
实验二：差错检测在数据链路层中，差错检测是非常重要的一项功能。
在这个实验中，我们学习了差错检测的原理和方法，并通过实验验证了其可靠性。
我们使用C语言编写了差错检测程序，通过给定的数据帧计算CRC校验码，并将其附加到帧的末尾。
然后，我们通过修改帧中的某一位，引入差错，并再次计算CRC校验码。
实验结果表明，差错检测程序能够准确地检测出帧中的差错，并帮助我们进一步理解差错检测的原理。
实验三：流量控制在数据链路层中，流量控制是保证数据传输可靠性的一项重要技术。
在这个实验中，我们学习了流量控制的原理和方法，并通过模拟实验验证了其有效性。
我们使用C语言编写了发送端和接收端的程序，并通过模拟发送端发送数据，接收端接收数据的过程。
实验结果表明，当发送端发送的数据速度超过接收端处理的速度时，接收端能够通过发送ACK帧来控制发送端的数据流量，保证数据传输的可靠性。
实验四：链路管理在数据链路层中，链路管理是保证网络正常运行的重要环节。
在这个实验中，我们学习了链路管理的原理和方法，并通过实际操作验证了其可行性。
我们使用C语言编写了链路管理程序，实现了链路的建立、维护和释放过程。
实验结果表明，链路管理程序能够准确地建立和释放链路，并保证链路的正常运行。
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。
数据链路层帧结构解析（精品）
对模拟帧结构的解析一、编制程序的目的目的是应用数据链路层与介质访问控制子层的知识，根据数据链路层的基本原理，通过解析已封装好的Ethernet 帧，了解Ethernet 帧结构的各个字段的含义，从而深入理解Internet 协议族中的最底层协议——数据链路层协议。
也为后续的实验积累编程经验。
1.1前期准备：1.1.1 CRC-8按字节查表检验算法将字节序列按字节可写成：∑=ni i B D 082，按照CRC 原理，对D 左移8位，然后用生成多项式G 除，G 是16位的。
∑=n i GB GD i 0822288 （1），令GR n GB n n Q +=82，代入（1）式得∑--+++=-2082)1(8228222)(288188n i GB n GB GR n n G D i n n Q （2），令GR GR GR nL nH n +=8228，其中，nH R ，nL R 分别是n R 的高8位，低8位，代入（2）式，得：∑--++++=-208)1(8228222)(28188n i GB n GB R GR nn GD in nH nL Q （3）此时，可令GR n GB R GR n n nH nL Q 1818122--+=+-+ （4）则（3）式为：∑----+++=-208)2(82)1(81822222818n i GB n GR n n n n G D in Q Q （5）类推，将得到：GR n n n n nn G D Q Q Q Q 080)2(82)1(8182 (222)+++++=---- （6）由（6）式知，即第n-1字节的CRC 余码 = 第n 字节CRC 余码低8位 + 第n 字节CRC 余码高8位与第n-1字节和的CRC 余码。
这个结论正是参考文献3告诉我们的方法推出的结论。
二、程序说明 2.1 思路结合给定的模拟帧结构定义相应得数据结构（帧类），并定义一个帧装载类。
数据链路层技术中的数据帧结构解析(三)
数据链路层技术中的数据帧结构解析数据链路层是计算机网络体系结构的一个重要层次，负责将网络层传来的数据包分割成帧，并在物理层上进行传输。
数据帧是数据链路层的基本传输单位，是一种结构化的数据格式。
本文将深入探讨数据链路层技术中的数据帧结构解析。
1. 数据帧概述数据帧是数据链路层中的基本单位，主要包括帧首部、帧信息字段和帧尾部。
帧首部和帧尾部分别用于标识一个数据帧的开始和结束。
帧信息字段是数据帧中实际承载的数据。
数据帧的结构化形式使得数据链路层能够在传输过程中实现可靠性、流量控制和错误检测等功能。
2. 帧首部帧首部是数据帧的开头部分，通常由几个字段组成。
其中最重要的字段是目的地址和源地址字段，它们用于标识帧的接收方和发送方。
目的地址字段指明了接收方设备的地址，而源地址字段则表示发送方设备的地址。
这些地址可以是物理地址（MAC地址）或逻辑地址（IP地址）。
除了地址字段，帧首部还可能包含其他控制信息字段，例如帧类型字段、数据帧长度字段等。
帧类型字段指示了数据帧所承载的数据类型，如IP数据包、ARP请求等。
数据帧长度字段则记录了整个数据帧的长度，以便接收方设备能够正确解析数据帧。
3. 帧信息字段帧信息字段是数据帧中实际承载的数据部分。
它的内容可以是上层协议传输的数据，也可以是控制信息。
帧信息字段的长度是可变的，取决于上层协议传输的数据量。
帧信息字段通常包括数据部分和校验和字段。
数据部分是上层协议传输的原始数据，例如HTTP请求、电子邮件内容等。
校验和字段用于检测数据帧在传输过程中是否发生了错误，以保证数据的完整性。
通常，发送方设备会在帧信息字段上进行校验和计算，并将结果存储在校验和字段中。
接收方设备在接收到数据帧后会重新计算校验和，并与接收到的校验和字段进行比较，以确定数据是否发生了错误。
4. 帧尾部帧尾部是数据帧的结束部分，通常由一个或多个字段组成。
其中最重要的字段是帧校验和字段。
帧校验和字段用于检测整个数据帧在传输过程中是否发生了错误，并对接收到的数据帧进行纠错。
数据链路层技术中的数据帧结构解析
数据链路层技术中的数据帧结构解析1. 前导码（Preamble）：前导码是一个连续的非固定模式的位序列，用于同步发送和接收设备的时钟。
它的作用是在传输数据之前进行同步，并告知接收设备数据的开始。
2. 帧开始标志（Start of Frame Delimiter，SFD）：帧开始标志是一个特定的位序列，用于指示数据帧的开始。
它的作用是在前导码结束后确定帧的边界。
3. 目的地址（Destination Address）：目的地址字段指定数据帧的接收方的物理地址。
通常是一个MAC（Media Access Control）地址。
4. 源地址（Source Address）：源地址字段指定数据帧的发送方的物理地址。
也是一个MAC地址。
5. 长度/类型（Length/Type）：长度字段或类型字段用于表示整个数据帧的长度（如果使用长度字段）或数据帧的类型（如果使用类型字段）。
6. 数据（Data）：数据字段包含网络层传输的数据。
具体的数据大小由长度字段或数据帧的最大长度决定。
7. 帧检验序列（Frame Check Sequence，FCS）：帧检验序列用于检测数据帧在传输过程中是否出现了错误。
常见的FCS计算方法是通过CRC （循环冗余校验）算法生成一个固定长度的校验值，接收设备根据这个校验值来判断数据帧是否正常。
8. 帧结束标志（End of Frame Delimiter，EFD）：帧结束标志是一个特定的位序列，用于指示数据帧的结束。
它的作用是在帧数据结束后确定帧的边界。
以上就是数据链路层技术中数据帧结构的各个字段。
值得注意的是，不同的数据链路层协议（例如以太网、Wi-Fi等）可能会略有不同的数据帧结构，但是这些字段的基本概念和作用是相通的。
数据帧结构的设计旨在提供稳定、可靠的数据传输，并保证数据的完整性和准确性。
数据链路层技术中的数据帧结构解析(一)
数据链路层技术是计算机网络中非常重要的一部分，它负责将网络层传递下来的数据进行分割、装配和管理。
在数据链路层中，数据帧结构起着关键的作用，它定义了数据在传输过程中的格式和顺序，以确保数据的可靠传输。
本文将对数据链路层技术中的数据帧结构进行解析。
一、数据链路层概述数据链路层是OSI模型中的第二层，位于物理层之上，负责将数据链路层报文段进行分组，从而构成数据链路层帧。
数据链路层的主要任务包括帧的协议划分、帧的传送、传输过程中的错误处理等。
二、数据链路层帧结构数据链路层帧是数据链路层传输的基本单位，它包含了数据和控制信息。
一个完整的数据链路层帧通常包括帧起始标志、目的节点地址、源节点地址、长度字段、数据字段、帧校验序列等部分。
1. 帧起始标志帧起始标志用于标识一个帧的开始，通常采用特定的模式进行标识，如0x7E。
帧起始标志的引入可以帮助接收节点正确地辨别帧的开始和结束。
2. 目的节点地址和源节点地址目的节点地址和源节点地址分别用于标识数据帧的接收方和发送方。
目的节点地址一般是一个唯一的标识符，可以是硬件地址或逻辑地址，它告诉网络接口卡将帧发送到哪个位置。
3. 长度字段长度字段指示了数据字段中数据的长度，以便接收方能够正确接收数据。
长度字段的长度可以根据具体的通信协议而定，通常是一个固定的字节数。
4. 数据字段数据帧中的数据字段存储了传输的实际数据。
数据长度可以根据通信需求进行调整，最大长度受到物理层和数据链路层的限制。
5. 帧校验序列帧校验序列用于检测数据帧在传输过程中的错误，并对数据进行纠正或丢弃。
常用的帧校验方法包括循环冗余校验（CRC）、奇偶校验等。
三、数据帧的传输过程在数据链路层中，数据帧经历了发送端到接收端的传输过程，主要包括帧封装、传输、帧解析等步骤。
1. 帧封装在发送端，数据链路层将数据进行分段，并添加控制信息，形成帧结构。
首先，添加帧起始标志，使接收端能够正确识别帧的开始。
然后，添加目的节点地址和源节点地址，以指示数据帧的接收和发送方。
CAN数据链路层的帧格式介绍——数据帧和远程帧
CAN数据链路层的帧格式介绍——数据帧和远程帧前⾔：年纪⼤就会发现之前学习过的内容，如果不常使⽤，不久就会忘个精光，为了⽅便⽇后查看，便将其记录起来。
不积跬步，⽆以⾄千⾥。
本章主要介绍数据链路层的帧格式。
CAN协议中4中类型的帧结构：1. 数据帧2. 远程帧3. 错误帧4. 过载帧数据帧（Data frame）：数据帧，顾名思义携带数据从发送节点A到接收节点B，使节点A与节点B能进⾏数据交互。
数据帧分两种类型：①标准帧②扩展帧标准帧使⽤的是CAN2.0A，CAN ID是11bit，ID最⼤也就是0x7FF,扩展帧使⽤的是CAN2.0B，CAN ID是29bit,ID最⼤可达到0x1FFFFFFFx(⼀般扩展帧ID后加x表⽰扩展帧)；数据帧，⽆论是标准帧还是扩展帧都主要包含七个部分：①帧起始、②仲裁场、③控制场、④数据场、⑤CRC场、⑥ACK场、⑦帧结束帧起始：说明：帧的最开始的⼀位是帧起始，也叫SOF（Star of Frame），固定为显性位，即逻辑0.标志着数据帧的帧开始了。
帧起始只有在总线空闲期间节点才能够发送。
作⽤：⽤于同步，总线空闲期间的任何隐性到显性的跳变都将引起节点进⾏硬同步仲裁场：说明：标准帧的仲裁场主要有CAN ID和RTR组成，⽽扩展帧在标准帧的基础上，则多了SRR和IDE作⽤：仲裁场主要作⽤在于区分哪个节点更优先，让更优先的节点掌握发送权，其他节点在静默等待总线空闲再进⾏下⼀回合的仲裁。
仲裁过程：在CAN总线中有⼀种回读机制，指节点在发送到总线报⽂的同时也对总线上当前的报⽂进⾏回读（为了判断⾃⼰发出的东西与总线上的东西是否⼀致）；还有⼀种线与机制，指总线上接收到多节点报⽂时，显性位（逻辑0）能覆盖隐形位（逻辑1）例⼦：在总线上⽬前有两节点在发送报⽂，A和B 在ID8前发送的都⼀样，回读总线上报⽂也与⾃⼰发送出去的⼀致，但A节点在发ID8时，发现⾃⼰发送出去的和回读总线上的电平不⼀致，从⽽判断出总线上有其他⽐⾃⼰优先级⾼的节点也在发送报⽂，则A节点会主动退出发送，转换为接收，从⽽使B节点，掌握了总线的发送权,发送的报⽂也不存在延时，报⽂完整不被破坏，这也被称作⾮破坏性仲裁机制。
实验3-分析MAC帧格式
实验3 分析MAC帧格式3.1 实验目的1．了解MAC帧首部的格式；2．理解MAC帧固定部分的各字段含义；3．根据MAC帧的内容确定是单播，广播。
3.2 实验设备Winpcap、Wireshark等软件工具3.3 相关背景1．据包捕获的原理：为了进行数据包,网卡必须被设置为混杂模式。
在现实的网络环境中,存在着许多共享式的以太网络。
这些以太网是通过Hub 连接起来的总线网络。
在这种拓扑结构的网络中,任何两台计算机进行通信的时候,它们之间交换的报文全部会通过Hub进行转发,而Hub以广播的方式进行转发,网络中所有的计算机都会收到这个报文,不过只有目的机器会进行后续处理,而其它机器简单的将报文丢弃。
目的机器是指自身MAC 位置与消息中指定的目的MAC 位置相匹配的计算机。
网络监听的主要原理就是利用这些原本要被丢弃的报文,对它们进行全面的分析,这样就可以得到整个网络中信息的现状。
2．Tcpdump的简单介绍：Tcpdump是Unix平台下的捕获数据包的一个架构。
Tcpdump最初有美国加利福尼亚大学的伯克利分校洛仑兹实验室的Van Jcaobson、Craig Leres和 Steve McCanne共同开发完成，它可以收集网上的IP数据包文，并用来分析网络可能存在的问题。
现在，Tcpdump已被移植到几乎所有的UNIX系统上，如：HP-UX、SCO UNIX、SGI Irix、SunOS、Mach、Linux 和FreeBSD等等。
更为重要的是Tcpdump是一个公开源代码和输出文件格式的软件，我们可以在Tcpdunp的基础上进行改进，加入辅助分析的功能，增强其网络分析能力。
（详细信息可以参看相关的资料）。
3．Winpcap的简单介绍：WinPcap是由意大利Fulvio Risso和Loris Degioanni等人提出并实现的应用于Win32 平台的数据包捕获与分析的一种软件包,包括内核级的数据包监听设备驱动程序、低级动态链接库(Packet.dll)和高级系统无关库(Winpcap.dll)，其基本结构如图3-1所示：图3-1 Winpcap的体系结构WinPcap由3个模块组成：1）NPF (NetgroupPacket Filter)，是一个虚拟设备驱动程序文件。
数据链路层技术中的数据帧结构解析
在计算机网络中，数据链路层是实现可靠数据传输的关键层级之一。
数据链路层技术是确保数据在物理链路上正确传输的重要手段。
而数据帧作为数据链路层的基本传输单位，其结构的解析对于理解数据链路层技术至关重要。
数据帧是在数据链路层进行数据传输时的封装单位。
它是由首部（Header）、数据（Data）和尾部（Trailer）组成的。
首部包含了控制信息，用于识别帧的起始和结束，以及用于进行差错检测和纠正的冗余校验码等。
数据部分则是实际要传输的信息。
尾部通常包含差错检测的校验和。
在数据帧结构中，首部起着关键的作用。
首部中的控制信息包括目的地址、源地址、帧类型等，用于确保数据被正确地发送和接收。
目的地址指示接收方的身份，源地址指示发送方的身份。
帧类型则指示数据链路层中的协议类型，例如以太网、令牌环等。
另一个重要的内容是差错检测和纠正机制。
差错检测是为了保证数据传输的可靠性，而差错纠正则是在检测到错误时进行纠正，以确保传输的完整性。
差错检测常用的方法有循环冗余校验（CRC），而差错纠正则是利用校验位进行纠正。
这些机制的引入使得数据链路层的传输更加可靠。
数据帧中的尾部通常包含了校验和，用于差错检测。
校验和是通过对数据帧中的每个位进行求和得到的。
发送方在发送数据帧时，会将校验和附加在尾部。
接收方在接收到数据帧后，会再次计算校验和，与接收到的校验和进行比较。
如果两者相等，则说明数据帧的传输没有发生错误。
如果不相等，则说明数据帧中存在错误，需要进行差错纠正。
此外，数据帧结构的解析还涉及到帧的起始和结束标记。
在以太网中，数据帧的起始标记是帧前导码，由连续的10个0构成。
结束标记是帧尾定界符，由连续的11个1构成。
起始和结束标记的引入是为了帧同步，保证接收方能够准确地识别帧的开始和结束位置。
总结起来，数据链路层技术中的数据帧结构是确保数据可靠传输的重要手段。
数据帧由首部、数据和尾部组成，首部包含了控制信息，用于识别帧的起始和结束，以及进行差错检测和纠正。
数据链路层实验
实验三协议分析软件使用及数据链路层协议分析一、 实验目的TCP/IP 协议栈分为四层，从下往上依次为网络接口层、网络层、传输层和应用层，而 网络接口层没有专门的协议，而是使用连接在In ternet 网上的各通信子网本身所固有的协 议。
如以太网（Ethernet ）的802.3协议、令牌环网（TokenRing ）的802.5协议、分组交换网的X.25协议等。
目前Ethernet 网得到了广泛的应用，它几乎成为局域网代名词。
因此，对以太网链路 层的帧格式进行分析验证， 使学生初步了解 TCP/IP 链路层的主要协议以及这些协议的主要用途和帧结构。
（1） 掌握协议分析软件 sniffer 的使用； （2） 熟悉以太网链路层帧格式构成； 二、 实验要求能运用sniffer 工具进行以太网链路层帧格式协议分析。
三、 实验原理以太网简介IEEE 802参考模型把数据链路层分为逻辑链路控制子层（LLC, Logical Link Control ）和介质访问控制子层 （MAC Media Access Control ）。
与各种传输介质有关的控制问题都放在MAC 层中，而与传输介质无关的问题都放在LLC 层。
因此，局域网对 LLC 子层是透明的，只有具体到 MAC 子层才能发现所连接的是什么标准的局域网。
IEEE 802.3是一种基带总线局域网，最初是由美国施乐（Xerox ）于1975年研制成功的，并以曾经在历史上表示传播电磁波的以太 （Ether ）来命名。
1981年，施乐公司、数字设备公司（Digital ）和英特尔（In tel ）联合提出了以太网的规约。
1982年修改为第二版，即DIX Ethernet V2 ，成为世界上第一个局域网产品的规范。
这个标准后来成为IEEE802.3标准的基础。
在 802.3 中使用 1 坚持的 CSMA/Ct X Carrier Sense Multiple Access with CollisionDetection ）协议。
数据链路层技术中的数据帧结构解析(九)
数据链路层技术中的数据帧结构解析在计算机网络中，数据链路层扮演着连接物理层和网络层的桥梁作用，负责将网络层的数据包转换成适合在物理层进行传输的数据帧。
数据帧是数据链路层提供的一种数据传输单位，它通过包含必要的控制信息和数据内容，确保数据在各节点之间正确传输。
数据帧是由特定的结构构成的，包括帧开始定界符、帧头、有效载荷和帧尾等部分。
在解析数据帧结构之前，首先需要明确帧的起始和终止标志，以便正确识别帧的开始和结束。
1. 帧开始定界符帧开始定界符通常由一个特定的比特串组成，它的作用是告诉接收方帧的开始。
常用的帧开始定界符是8个连续的1比特以及一个0比特。
这个比特组合在数据链路层中具有特殊的意义，接收方能够通过识别帧开始定界符来识别出一个新帧的开始。
2. 帧头帧头包含了一些必要的控制信息，以便接收方对帧进行处理。
其中包括源地址和目的地址字段，用于指示帧的发送方和接收方。
在以太网中，源地址和目的地址字段分别占6个字节。
此外，帧头还包含了一些其他的控制信息，如长度字段，用于指示帧的长度。
3. 有效载荷有效载荷是数据链路层传输的实际数据内容，它可以是网络层传输的数据包，也可以是其他数据链路层协议中定义的特定格式的数据。
有效载荷长度可以根据需要进行调整。
4. 帧尾帧尾用于标识帧的结束，并包含一些必要的校验信息，以确保帧在传输过程中没有发生错误。
常见的校验方式包括循环冗余校验（CRC），通过对帧头、有效载荷和帧尾进行运算，生成一个校验码。
接收方在接收到帧后，通过重新计算校验码并与接收到的校验码进行比较，来判断帧是否在传输过程中出现错误。
通过对数据链路层技术中的数据帧结构进行解析，我们可以更好地理解数据在计算机网络中的传输过程。
数据链路层不仅负责将数据包转换成数据帧，还承担着错误检测和纠正的功能，确保数据的可靠传输。
只有充分理解数据链路层的数据帧结构，才能更好地设计和维护计算机网络，提高数据传输的效率和可靠性。
总结数据链路层技术中的数据帧结构是确保数据在计算机网络中正确传输的关键。
数据链路层技术中的数据帧结构解析(四)
数据链路层技术中的数据帧结构解析1. 引言在计算机网络中，数据链路层承担着将数据从一个节点传输到另一个节点的重要任务。
数据链路层的核心概念之一是数据帧，它是在传输过程中封装数据的基本单位。
本文将对数据链路层中的数据帧结构进行解析。
2. 数据帧的定义数据帧是数据链路层传输的基本单位，它由一系列固定格式的字段组成，包含了数据以及必要的控制信息。
数据帧的结构可以在不同的数据链路协议中有所不同，但总体上可以分为三个部分：帧起始定界符、帧有效载荷和帧结束定界符。
3. 帧起始定界符帧起始定界符是数据帧的第一个字段，通常由几个特定的比特组成，用于标识帧的开始。
它的作用是使接收端能够识别帧的开始，并进行后续的数据解析。
在以太网中，帧起始定界符由7个比特的前导码（Preamble）和一个帧起始标记（Start of Frame Delimiter）组成。
4. 帧有效载荷帧有效载荷是数据帧中真正携带数据的部分。
它包含了待传输的数据以及一些必要的控制信息，如源地址、目的地址和帧类型等。
帧有效载荷的长度是根据数据链路层协议的要求确定的，在以太网中，有效载荷长度范围是字节。
5. 帧结束定界符帧结束定界符位于数据帧的最后一个字段，用于标识帧的结束。
它的作用是使接收端能够确定帧的传输是否完整，并进行相应的处理。
在以太网中，帧结束定界符由一个帧校验序列（Frame Check Sequence）组成，它用于检测数据帧在传输过程中是否发生了错误。
6. 数据帧的传输过程数据帧在网络中的传输过程可以分为三个阶段：发送端的封装、传输过程中的中继和接收端的解析。
在发送端，数据帧的各个字段按照固定的格式组装成完整的帧，并通过物理层的传输介质发送出去。
在传输过程中的中继节点，数据帧被接收、缓存并再次发送给下一个节点。
在接收端，数据帧被解析成各个字段，并根据控制信息进行相应的处理。
7. 数据帧的错误处理在数据帧传输过程中，由于各种原因可能会出现传输错误。
数据链路层技术中的数据帧结构解析(六)
数据链路层技术中的数据帧结构解析在计算机网络中，数据链路层是网络协议栈中的重要一环，负责将物理层提供的比特流转化为有意义的数据帧，并传输到接收方。
数据链路层技术对于网络正常运行具有关键作用，其中数据帧结构是该层的核心概念。
本文将对数据链路层技术中的数据帧结构进行深入解析。
一、数据帧的概念与作用数据帧是数据链路层中最小的数据传输单位，它包含发送方提供的控制信息和数据信息。
数据帧通过链路层实体进行传输，并在接收方被还原成原始数据。
传输数据时，帧将会在链路层中依次经过源MAC 地址、目标MAC地址、长度/类型和数据这几个字段。
帧中包含的控制信息可以帮助数据链路层实现错误检测、流量控制和重传等功能。
因此，数据帧的结构对于网络数据的可靠传输至关重要。
二、数据帧的结构解析1. 前导码前导码是数据帧的起始标识，用来区分帧的开始。
在以太网中，前导码由7个字节的和一个字节的组成，共64位。
发送方通过发送预定的前导码，使接收方能够获取到完整的数据帧。
2. 帧起始定界符帧起始定界符跟随前导码，用于标识前导码的结束和帧的开始。
在以太网中，帧起始定界符由一个字节的组成。
3. 目标MAC地址目标MAC地址用于标识帧的接收方。
它是一个48位的地址，由6个字节组成。
通过目标MAC地址，接收方可以判断该帧是否为自身需要接收的数据。
4. 源MAC地址源MAC地址用于标识帧的发送方。
与目标MAC地址类似，它也是一个48位的地址。
5. 长度/类型字段长度字段或类型字段用于标识数据的长度或数据类型。
在以太网中，长度字段有两个取值，小于或等于1500表示标明数据长度，大于等于1536表示数据类型。
6. 数据字段数据字段包含要传输的数据。
其长度可以根据需要进行变化。
7. FCS字段帧检验序列（FCS）字段是数据链路层对数据帧进行错误检测的结果。
它是通过多项式除法计算而得到，用于检测传输过程中是否发生了比特错误。
三、数据帧结构的优化与改进为了提高数据链路层的传输效率和可靠性，研究者们提出了一系列关于数据帧结构的优化方案。
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南华大学计算机学院
实验报告
课程名称计算机网络原理
姓名
学号
专业软件工程
班级
日期 2019年4月11日
一、实验名称分析数据链路层帧结构
二、实验目的：
1. 掌握使用Wireshark分析俘获的踪迹文件的基本技能；
2. 深刻理解Ethernet帧结构。
3. 深刻理解IEEE 802.11帧结构。
（可选）
4. 掌握帧结构中每一字段的值和它的含义。
三、实验内容和要求
1. 分析俘获的踪迹文件的Ethernet帧结构；
2. 分析IEEE 802.11帧结构。
（可选）
四、实验环境
1.操作系统：Win10
2.网络平台：以太网
3.IP地址：IPv4：172.27.100.212
五、操作方法与实验步骤
1.抓包
2.选定某行帧进行分析
六、实验数据记录和结果分析
1.Ethernet帧结构
1)MAC 帧
由上图可知：
1)目的MAC地址：3c:95:09:19:2a:c6
2)源MAC地址：c8:8d:83:a7:ad:5f
3)以太网类型：0x0800，表示上层使用的是IP数据报2.IP数据报
版本首部长度服务类型总长度
七、实验体会、质疑和建议
通过实验，我对wireshark分析捕获的踪迹文件的基本技能有了基本了解，理解了以太网以及IEE 802.11帧的结构，Ethernet V2标准规定的MAC层报文结构进行了分析，了解TCP/IP的主要协议和协议的层次结构，对以后的学习有
很大帮助。