Ethernet帧结构解析

bool bAccept = true; //是否接受该帧
//输出帧的序号
cout << endl << "序号：\t\t" << nSN;
//输出前导码，只输出，不校验
cout << endl << "前导码：\t";
for (i = 0; i < 7; i++) //输出格式为：AA AA AA AA AA AA AA
if (!file.is_open())
{
cout << "无法打开帧封装包文件，请检查文件是否存在并且未损坏" << endl;
exit(0);
}
//变量声明及初始化
int nSN = 1; //帧序号
int nCheck = 0; //校验码
int nCurrDataOffset = 22; //帧头偏移量
{
if ((chCurrByte & 0x80) != 0) //首位为1：移位，并进行异或运算
{
chCurrByte <<= 1; //移一位
if ( (chNextByte & nMask) != 0) //补一位
{
chCurrByte |= 1;
}
chCurrByte ^= 7; //首位已经移出，仅对低8位进行异或运算，7的二进制为0000,0111
file.seekg(0, ios::beg); //文件指针位置初始化
cout.fill('0'); //显示初始化
cout.setf(ios::uppercase); //以大写字母输出
//定位到输入文件中的第一个有效帧
//从文件头开始，找到第一个连续的“AA-AA-AA-AA-AA-AA-AA-AB”
if (i == 0) //第一个字节，作为“余数”等待下一个bit
{
nCheck = c;
}
else //开始校验
{
checkCRC(nCheck, c);
}
}
//输出源地址，并校验
cout << endl << "源地址：\t";
for (i = 0; i < 6; i++) //输出格式为：xx-xx-xx-xx-xx-xx
{
cout.width(2);
cout << hex << file.get() << dec << " ";
}
//输出帧前定界符，只输出，不校验
cout << endl << "帧前定界符：\t";
cout.width(2); //输出格式为：AB
cout << hex << file.get();
2程序流程图：
三．详细设计：
1.CRC校验部分设计：
为了对以太网帧的对错进行检验，需要设计CRC校验部分。采用以为相与的方式对帧的首部相继作8位CRC校验
输入参数：
chCurrByte低8位数据有效，记录了上一次CRC校验的余数
chNextByte低8位数据有效，记录了本次要继续校验的一个字节
传出参数：
{
if (file.tellg() >= nFileEnd) //到文件末尾，退出循环
{
bParseCont = false;
Βιβλιοθήκη Baidubreak;
}
//看当前字符是不是0xaa，如果不是，则重新寻找7个连续的0xaa
if (file.get() != 0xaa)
{
i = -1;
（2）捕捉并分析局域网上的所有ethernetbroadcast帧进行分析。
（3）捕捉局域网上的所有ethernetmulticast帧进行分析。
实验环境：安装好Windows 2000 Server操作系统+Ethereal的计算机
实验时间; 2节课
二．概要设计
1.原理概述：
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。几年后，IEEE802委员会公布了一个稍有不同的标准集，其中802.3针对整个CSMA/CD网络，802.4针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络；此三种帧的通用部分由802.2标准来定义，也就是我们熟悉的802网络共有的逻辑链路控制（LLC）。以太网帧是OSI参考模型数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾，构成可由数据链路层识别的数据帧。虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但根据被封装数据包大小的不同，以太网帧的长度也随之变化，变化的范围是64-1518字节（不包括8字节的前导字）。
//输出目的地址，并校验
cout << endl << "目的地址：\t";
for (i = 0; i < 6; i++) //输出格式为：xx-xx-xx-xx-xx-xx
{
c = file.get();
cout.width(2);
cout<< hex << c << dec << (i==5 ? "" : "-");
IEEE802.3一般帧格式
----------------------------------------------------------------------------------------------------------- |前序|帧起始定界符|目的地址|源地址|长度|数据| FCS | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 7 byte | 1 byte | 2/6 byte | 2/6 byte| 2 byte| 46~1500 byte | 4 byte | Ethernet II和IEEE802.3的帧格式比较类似，主要的不同点在于前者定义的2字节的类型，而后者定义的是2字节的长度；所幸的是，后者定义的有效长度值与前者定义的有效类型值无一相同，这样就容易区分两种帧格式
{
//检测剩余文件是否可能包含完整帧头
if (file.tellg() + 14 > nFileEnd)
{
cout<<endl<<"没有找到完整帧头，解析终止"<<endl;
file.close();
exit(0);
}
int c; //读入字节
int i = 0; //循环控制变量
int EtherType = 0; //由帧中读出的类型字段
checkCRC(nCheck,c); // CRC校验
EtherType <<= 8; //转换成主机格式
EtherType |= c;
//定位下一个帧，以确定当前帧的结束位置
while ( bParseCont )
{
for (int i = 0; i < 7; i++) //找下一个连续的7个0xaa
{
c = file.get();
cout.width(2);
cout<< hex << c << dec << (i==5 ? "" : "-");
checkCRC(nCheck, c); //继续校验
}
//输出类型字段，并校验
cout<<endl<<"类型字段：\t";
cout.width(2);
实验一Ethernet帧结构解析
一．需求分析
实验目的：（1）掌握Ethernet帧各个字段的含义与帧接收过程；
（2）掌握Ethernet帧解析软件设计与编程方法；
（3）掌握Ethernet帧CRC校验算法原理与软件实现方法。
实验任务：（1）捕捉任何主机发出的Ethernet802.3格式的帧和DIXEthernetV2（即Ethernet II）格式的帧并进行分析。
{
break;
}
}
//将数据字段偏移量定位在上述二进制串之后14字节处，并准备进入解析阶段
nCurrDataOffset = file.tellg() + 14;
file.seekg(-8,ios::cur);
//主控循环
while ( bParseCont ) //当仍然可以继续解析输入文件时,继续解析
4.主函数的设计：
void main(int argc, char* argv[])
{
//检测命令行参数的正确性
if (argc != 2)
{
cout << "请以帧封装包文件为参数重新执行程序" << endl;
exit(0);
}
//检测输入文件是否存在，并可以按所需的权限和方式打开
ifstream file(argv[1], ios::in|ios::binary|ios::nocreate);
}
else //首位为0，只移位，不进行异或运算
{
chCurrByte <<= 1; //移一位
if ( (chNextByte & nMask) != 0) //补一位
{
chCurrByte |= 1;
}
}
}
}
2.部分变量的声明：
int nSN = 1; //帧序号
int nCheck = 0; //校验码
chCurrByte低8位数据有效，记录了本次CRC校验的余数
void checkCRC(int &chCurrByte, int chNextByte)
{
// CRC循环：每次调用进行8次循环，处理一个字节的数据。
for (int nMask = 0x80; nMask > 0; nMask >>= 1)
int nCurrDataLength = 0; //数据字段长度
bool bParseCont = true; //是否继续对输入文件进行解析
int nFileEnd = 0; //输入文件的长度
//计算输入文件的长度
file.seekg(0, ios::end); //把文件指针移到文件的末尾
nFileEnd = file.tellg(); //取得输入文件的长度
int nCurrDataOffset = 22; //帧头偏移量
int nCurrDataLength = 0; //数据字段长度
bool bParseCont = true; //是否继续对输入文件进行解析
int nFileEnd = 0; //输入文件的长度
3.计算数据段的长度：
nCurrDataLength =
while ( true )
{
for (int j = 0; j < 7; j++) //找7个连续的0xaa
{
if (file.tellg() >= nFileEnd) //安全性检测
{
cout<<"没有找到合法的帧"<<endl;
file.close();
exit(0);
}
//看当前字符是不是0xaa，如果不是，则重新寻找7个连续的0xaa
//输出类型字段的高8位
c = file.get();
cout<< hex << c << dec << " ";
checkCRC(nCheck, c); // CRC校验
EtherType = c;
//输出类型字段的低8位
c = file.get();
cout.width(2);
cout<< hex << c;
if (file.get() != 0xaa)
{
j = -1;
}
}
if (file.tellg() >= nFileEnd) //安全性检测
{
cout<<"没有找到合法的帧"<<endl;
file.close();
exit(0);
}
if (file.get() == 0xab) //判断7个连续的0xaa之后是否为0xab
帧格式Ethernet II和IEEE802.3的帧格式分别如下。
EthernetrII帧格式：
----------------------------------------------------------------------------------------------
|前序|目的地址|源地址|类型|数据
bParseCont ? //是否到达文件末尾
(file.tellg() - 8 - 1 - nCurrDataOffset) : //没到文件末尾：下一帧头位置-前导码和定界符长度- CRC校验码长度-数据字段起始位置
(file.tellg() - 1 - nCurrDataOffset); //已到达文件末尾：文件末尾位置- CRC校验码长度-数据字段起始位置
| FCS |
----------------------------------------------------------------------------------------------
| 8 byte | 6 byte | 6 byte | 2 byte | 46~1500 byte | 4 byte|