试验一以太网帧的构成完整版
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。
以太网帧的构成
试验一以太网帧的构成
练习一
帧类型发送序号N（S）接受序号N（R）Information ....00.. 000.....
Unnumbered 没有没有
简述“类型和长度”字段的两种含义。
答：这个字段值大于0x0600时（十进制的1536），就表示“类型”，只有当这个字段值小于0x0600时才表示“长度”，即MAC帧的数据部分长度
练习二
简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。
答：以广播的形式向整个网络发送MAC帧
练习四
本机MAC地址源MAC地址目的MAC地址是否收到，
为什么
主机B000D87-DF7A8E000D87-DF9BB1000D87-DF997C收到
主机D收到
主机E收不到
主机F 收不到
A向C发送MAC帧，A——>共享模块——>交换模块——>共享模块——>C 【思考问题】
1．为什么IEEE802标准将数据链路层分割为MAC子层和LLC子层？
I EEE802参考模型将数据链路层划分为两个子层，媒体访问控制MAC 子层和逻辑链路控制LLC 子层。
MAC 子层与物理层相关联，而LLC子层则完全独立出来，为高层提供服务，这样就实现了物理层和数据链路层的完全独立，解决了l SO制定的计算机网络7 层参考模型（即OSI模型）中局域网物理层和数据链路层不能完全独立的问题。
2．为什么以太网有最短帧长度的要求？
以太网把争用期定为51.2us ，对于10Mb/s的以太网，在争用期内可以发送512bit，即64字节。
以太网在发送数据时，如果帧的前64字节没有发生冲突，那么后续的数据就不会发生冲突。
所以最短有效帧长为64字节。
实验一,以太网帧
XX大学实验报告实验中心（室）：实验分室：实验课程：计算机网络实验名称：IEEE802标准和以太网专业：网络工程年级：姓名：学号：日期：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.掌握协议编辑器和协议分析器的使用方法6.掌握协议栈发送和接收以太网数据帧的过程二．实验环境计算机网络实验教学平台三．实验内容①先测试我与目标主机是否能ping通②让目标主机ping我，我用协议解析器抓取信息，分析MAC帧格式③用协议编辑器给对方发送一个自己添加内容的帧，让对方用协议编辑器读取，同理对方也发送一个自定义的帧给我四．实验结果及分析本机IP ：172.16.0.42本机MAC ：7427EA-F09ED4目标IP：172.16.0.153目标MAC：7427EA-F01CF5首先ping目标IP能通对方ping我的主机从图中“协议解析”可以知道源Mac 地址就是对方的Mac 地址：7427EA-F01CF5；而目标Mac 地址就是我本机的Mac 地址（因为这是对方ping 的我）可以从图中看出前12个字节是目的Mac 地址和源Mac 地址，接着两字节是类型字段（0x0800表示上层使用的是IP 数据报）之后的字节就是IP 数据报了。
前面4个字节代表版本（4即为ipv4）、首部长度（5即首部长度为20字节）、区分服务（00）和总长度（00 3C 为60字节）；接着4字节为标识（01 6D 为365）、标志和片偏移（标志和片偏移都为00 00）；然后4个字节表示生存时间（80表示128）、协议（01表示ICMP 协议）、首部校验和（E0 70）；最后8个字节代表源IP 地址（AC 10 00 99代表172.16.0.153）和目的IP 地址(AC 10 00 2A 代表172.16.0.42)之后橙色的部分具体数据部分了。
自定义数据写上内容并且校验是否正确然后发送给对方对方主机给我发的数据下面灰色的部分代表目标的Mac地址和源Mac地址五．实验问题回答1. MAC地址应用于TCP/IP协议模型的哪一层？答：网际接口层2.如何区分以太网的两种标准帧格式？答：常见的以太网Mac帧格式有两种标准，一种是DIX Ethernet V2 ，另一种是IEEE802.3V2的Mac帧格式中，其首部没有帧长度字段而是类型；而IEEE802.3Mac帧格式中，没有类型却是长度。
以太网的帧结构
以太网的帧结构要讲帧结构，就要说一说OSI七层参考模型。
一个是访问服务点，每一层都对上层提供访问服务点（SAP），或者我们可以说，每一层的头里面都有一个字段来区分上层协议。
比如说传输层对应上层的访问服务点就是端口号，比如说23端口是telnet，80端口是http。
IP层的SAP是什么？其实就是protocol字段，17表示上层是UDP，6是TCP,89是OSPF，88是EGIRP,1是ICMP 等等。
以太网对应上层的SAP是什么呢？就是这个type或length。
比如 0800表示上层是IP，0806表示上层是ARP。
我第二个要了解的就是对等层通讯，对等层通讯比较好理解，发送端某一层的封装，接收端要同一层才能解封装。
我们再来看看帧结构，以太网发送方式是一个帧一个帧发送的，帧与帧之间需要间隙。
这个叫帧间隙IFG—InterFrame GapIFG长度是96bit。
当然还可能有Idle时间。
以太网的帧是从目的MAC地址到FCS,事实上以太网帧的前面还有preamble，我们把它叫做先导字段。
作用是用来同步的，当接受端收到 preamble，就知道以太网帧就要来了。
preamble 有8个字节前面7个字节是10101010也就是16进制的AA，最后一个字节是 10101011,也就是AB，当接受端接受到连续的两个高电平，就知道接着来的就是D_mac。
所以最后一个字节AB我们也叫他SFD（帧开始标示符）。
所以在以太网传输过程中，即使没有idle，也就是连续传输，也有20个字节的间隔。
对于大量64字节数据来说，效率也就显得不1s = 1,000ms=1,000,000us以太网帧最小为64byte（512bit）10M以太网的slot time ＝512×0.1 = 51.2us100M以太网的slot time = 512×0.01 = 5.12us以太网的理论帧速率：Packet/second=1second/(IFG+PreambleTime+FrameTime)10M以太网：IFG time=96x0.1=9.6us100M以太网：IFG time=96x0.01=0.96us以太网发送方式是一个帧一个帧发送的，帧与帧之间需要间隙。
以太网(Ethernet)的帧结构
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）
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
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
计算机网络以太帧
计算机网络以太帧1. 简介以太网是一种常用的局域网技术，其通信基本单位是以太帧（Ethernet Frame）。
以太帧是数据链路层中用于在网络中传输数据的基本单元。
本文将详细介绍以太帧的结构、功能和处理过程。
2. 以太帧结构以太帧是由一系列字段组成的数据包，通常包括以下几个部分：2.1 帧前导码帧前导码是一个固定的字段，由7个字节构成。
它的作用是在数据传输之前进行同步和定时，以确保接收方能正确解读数据。
帧前导码的内容为10101010。
2.2 目的MAC地址目的MAC地址是一个6个字节的字段，用于识别帧的接收方。
每个网络设备都有一个唯一的MAC地址，用于标识其在网络中的位置。
2.3 源MAC地址源MAC地址是一个6个字节的字段，用于识别帧的发送方。
与目的MAC地址类似，源MAC地址也是设备的唯一标识符。
2.4 类型/长度字段类型/长度字段用于指示数据字段的类型或长度。
它可以表示以太网上使用的协议类型，如IP、ARP等，或者表示数据字段的长度。
2.5 数据字段数据字段包含实际传输的数据。
它的长度可以根据类型/长度字段的指示进行变化。
2.6 帧校验序列帧校验序列是一个4字节的字段，用于检测帧在传输过程中是否发生了错误。
接收方会根据帧的内容计算校验序列，并与接收到的校验序列进行比较，以确认接收到的帧是否正确。
3. 以太帧的工作流程了解以太帧的工作流程对理解其在计算机网络中的作用非常重要。
下面是以太帧的基本工作流程：3.1 数据封装在发送端，数据从应用层逐层向下传输，最终被封装成以太帧。
数据会按照特定的格式组织，然后与目的MAC地址、源MAC地址等信息一起构建帧。
3.2 帧传输以太帧通过网络传输到目的地。
在传输过程中，帧会经过网络设备，如交换机、路由器等。
这些设备会根据目的MAC地址将帧转发到正确的接口，以确保帧能够到达正确的接收方。
3.3 帧解封在接收端，以太帧被接收到，并根据其结构进行解封。
接收方会根据目的MAC地址判断是否接收该帧，并提取数据字段中的数据。
以太网帧构成实验报告
以太网帧构成实验报告在开始实验之前，我们先进行了小组电脑的连通性测试，我是B号电脑，各小组成员的IP地址如下：
A:172.16.0.217
B:172.16.0.230
C:172.16.0.229
D:172.16.0.180
E:172.16.0.219
F:172.16.0.211
第1题：
A ping B
结果显示A的MAC地址为ECA86B-C53961
这是多次重复实验的结果，刚开始的几次实验，MAC地址显示结果并不一样
原因还在分析之中，由于时间紧迫，我们并没能解决这个问题
为了进行接下来的实验验证，我们后来两两配对互相ping实验，得到了各自的MAC 地址，成功验证了实验结果
第2题：
第3题：
这一题我们也进行了两次实验，第一次实验的时候我们并没能在捕获的ICMP中发现E发送给F的消息，我们决定再做一次实验，结果却发现我们仍然没有收到有关的消息。
求助老师后得知这次的实验结果需要在协议解析中查看，而不是会话分析，于是，在对话框中下拉了许久之后，我们找到了那一条FFFFFF-FFFFFF的消息，实验成功！
附录：
第1题：
第2题：
第3题：。
以太网帧的构成实验报告
实验名称＿＿以太网帧的构成＿＿＿
指导老师及职称＿＿向学哲老师＿＿＿＿
华南师范大学教务处编印
本科学生实验报告
实验课程：计算机网络与因特网
实验名称：以太网帧的构成
综合设计性实验：是●否○
双语教学：是○否●
小组合作：是●否○
一、预习部分
1、实验目标：掌握以太网帧的构成模式，能够识别不同的MAC地址并理解MAC地址的作用，了解网络故障分析仪的基本使用方法。
相对于仿真机端编辑并发送帧监控机端捕获数据并分析是较为困难的实验中也可以发现大部分小组发生的问题也主要是捕获不到仿真机端发送的帧因此关键的环节就在于调整好监控机端以捕获好数据
华南师范大学本科学生实验报告
姓名＿李正春＿＿院系＿计算机学院、软件学院
专业计算机科学与技术（师范）班级＿08本1＿＿
小组实验任务分工＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
练习2：单帧编辑并发送
练习3：编辑并发送帧序列
练习4：编辑并发送mac广播帧
二、监控机端
练习1：捕获数据并分析。
练习2：学习监控机端其他的协议分析功能。
二、实验内容
1、实验现象、数据及观察结果见预习第5部分
2、对实验现象、据及观察结果的分析与讨论：
4、主要参考文献：
《计算机网络与因特网》
第一章：计算机网络的基本概念
4、实验流程或装置示意图：
一、仿真机端
练习1：运行ipconfig命令
练习2：单帧编辑并发送
练习3：编辑并发送帧序列
练习4：编辑并发送mac广播帧
二、监控机端
练习1：捕获数据并分析。
练习2：学习监控机端其他的协议分析功能。
5、实验方法、步骤、现象及观察结果
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。
Ethernet帧结构解析汇报..
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Ethernet 802.3格式的帧和DIX Ethernet V2（即Ethernet II）格式的帧并进行分析。
（2）捕捉并分析局域网上的所有ethernet broadcast帧进行分析。
（3）捕捉局域网上的所有ethernet multicast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）。
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| FCS |----------------------------------------------------------------------------------------------| 8 byte | 6 byte | 6 byte | 2 byte | 46~1500 byte | 4 byte| 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。
常见以太网帧结构详解
常见以太网帧结构详解以太网是一个常用的局域网技术，其数据传输是以帧的形式进行的。
以太网帧是以太网数据传输的基本单位，通过帧头、帧数据和帧尾等部分来描述有效载荷的数据。
以太网帧的结构如下：1. 帧前同步码（Preamble）：以太网帧的开始部分有7个字节的帧前同步码，其作用是为接收端提供定时的参考，帮助接收端进行帧同步。
2.帧起始界定符（SFD）：帧前同步码之后的1字节帧起始界定符为0x55，标志着以太网帧的开始。
3. 目标MAC地址（Destination MAC Address）：目标MAC地址占6个字节，表示帧的接收者的MAC地址。
4. 源MAC地址（Source MAC Address）：源MAC地址占6个字节，表示帧的发送者的MAC地址。
5. 长度/类型字段（Length/Type Field）：长度/类型字段占2个字节，当该字段的值小于等于1500时，表示以太网帧的长度；当该字段大于等于1536时，表示该字段定义了帧中的协议类型。
6. 帧数据（Data）：帧数据部分是以太网帧的有效载荷，其长度为46到1500字节，不包括帧头和帧尾。
7. 帧校验序列（Frame Check Sequence，FCS）：帧校验序列占4个字节，主要用于对帧进行错误检测，以保证数据的可靠性。
8. 帧尾（Frame Check Sequence，FCS）：帧尾占4个字节，用于标识以太网帧的结束。
以太网帧的长度为64到1518字节，其中有效载荷部分数据长度为46到1500字节，不同帧的长度可以根据网络需求进行调整。
在发送以太网帧时，发送方会在帧尾的后面添加额外的字节以保证整个帧的长度达到最低限制。
这些额外的字节即填充字节（Padding），用于使帧长达到最小限制的要求。
以上是以太网帧的常见结构，它描述了以太网帧的各个部分的作用和位置。
了解以太网帧的结构对于理解以太网的工作原理和网络通信非常重要。
实验一以太网数据帧的构成
实验⼀以太⽹数据帧的构成【实验⼀以太⽹数据帧的构成】【实验⽬的】1、掌握以太⽹帧的构成，了解各个字段的含义；2、能够识别不同的MAC地址并理解MAC地址的作⽤；3、掌握⽹络协议分析器的基本使⽤⽅法；4、掌握协议仿真编辑器的基本使⽤⽅法；【实验学时】4学时；【实验类型】验证型；【实验内容】1、学习协议仿真编辑器的五个组成部分及其功能；2、学习⽹络协议分析器的各组成部分及其功能；3、学会使⽤协议仿真编辑器编辑以太⽹帧，包括单帧和多帧；4、学会分析以太⽹帧的MAC⾸部；5、理解MAC地址的作⽤；6、理解MAC⾸部中的LLC-PDU长度/类型字段的功能；7、学会观察并分析地址本中的MAC地址；8、了解LLC-PDU的内容；【实验原理】局域⽹（LAN）是在⼀个⼩的范围内，将分散的独⽴计算机系统互联起来，实现资源的共享和数据通信。
局域⽹的技术要素包括了体系结构和标准、传输媒体、拓扑结构、数据编码、媒体访问控制和逻辑链路控制等，其中主要的技术是传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制⽅法。
局域⽹的主要的特点是：地理分布范围⼩、数据传输速率⾼、误码率低和协议简单等。
1、三个主要技术⑴传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆、⽆线。
⑵拓扑结构：总线型拓扑、星型拓扑和环型拓扑。
⑶媒体访问控制⽅法：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）技术。
2、IEEE 802标准的局域⽹参考模型IEEE 802参考模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和数据链路层）的功能。
OSI/RM的数据链路层功能，在局域⽹参考模型中被分成媒体访问控制MAC（Medium Access Control）和逻辑链路控制LLC（Logical Link Control）两个⼦层。
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所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。
以太网帧的构成
实验一以太网帧的构成一．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.实验原理:1、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。
2、MAC层的硬件地址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。
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．实验内容:MAC广播帧实验操作步骤：一、试验网络拓扑验证1.验证结果E、F无法连接，故只对ABCD进行实验仿真编辑器。
2.主机D启动仿真编辑器。
3.主机D编辑一个MAC帧：目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF。
源MAC地址：主机D的MAC地址。
协议类型或数据长度：0x0601。
数据字段：编辑长度在46—1500字节之间的数据。
4.主机A、B、C启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（源MAC地址为主机D的MAC地址）。
4.主机D发送已编辑好的数据帧。
5.主机A、B、C、上停止捕获数据，察看捕获到的数据中是否含有主机D所发送的数据帧。
主机ABC捕捉图思考：结合练习二的实验结果，简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。
答：以 FFFFFF-FFFFFF 作为目的 MAC 地址时，发送数据的主机所发送数据被所有在此局域网上的主机接收，也就是这个地址代表所有局域网内其他主机的MAC 地址，使发送数据主机以广播方式发送数据。
计算机网络实验报告(以太网帧格式分析)(1)
计算机网络实验报告学院计算机与通信工程学院专业网络工程班级1401班学号2014姓名实验时间：2016.4.8一、实验名称：Arp协议分析实验二、实验目的：分析ARP协议的格式，理解ARP协议的解析过程。
三、实验环境：实验室局域网中任意两台主机PC1，PC2。
四、实验步骤及结果：步骤1：查看实验室PC1和PC2的IP地址，并记录，假设PC1的IP地址为172.16.1.101/24，PC2的IP地址为172.16.1.102/24。
步骤2：在PC1、PC2 两台计算机上执行如下命令，清除ARP缓存。
ARP –d步骤3：在PC1、PC2 两台计算机上执行如下命令，查看高速缓存中的ARP地址映射表的内容。
ARP –a步骤4：在PC1和PC2上运行Wireshark捕获数据包，为了捕获和实验内容有关的数据包，Wireshark的Capture Filter设置为默认方式；步骤5：在主机PC1上执行Ping 命令向PC2发送数据包；步骤6：执行完毕，保存截获的报文并命名为arp1-学号-姓名；步骤7：在PC1、PC2 两台计算机上再次执行ARP –a 命令，查看高速缓存中的ARP 地址映射表的内容：1）这次看到的内容和步骤3的内容相同吗？结合两次看到的结果，理解ARP高速缓存的作用。
解：看到的内容不相同2）把这次看到到的高速缓存中的ARP地址映射表写出来。
3）步骤8：重复步骤：4—5，将此结果保存为arp2-学号-姓名；步骤9：打开arp1-学号-姓名，完成以下各题：1）在捕获的数据包中有几个ARP 数据包？在以太帧中，ARP协议类型的代码值是什么？解：有4个数据包，ARP协议类型的代码值是1.2）打开arp2-学号-姓名，比较两次截获的报文有何区别？分析其原因。
没有pc1的请求包和应答包3）分析arp1-学号-姓名中ARP报文的结构，完成表1.3。
[整理版]实验一以太网帧的构成
![[整理版]实验一以太网帧的构成](https://img.taocdn.com/s3/m/220fa3fc6394dd88d0d233d4b14e852458fb39a2.png)
实验一以太网帧的构成练习一：编辑并发送LLC帧步骤4实验记录：帧内容分析：这一字段定义为长度或类型字段。
如果字段的值小于1518，它就是长度字段，用于定义下面数据字段的长度；另一方面，如果字段的值大于1536，它定义一个封装在帧中的PDU分组的类型。
实验步骤截图如下：练习二：编辑并发送MAC广播帧简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。
该地址为广播地址，作用是完成一对多的通信方式，即一个数据帧可发送给同一网段内的所有节点。
练习三：领略真实的MAC帧由实验得到的MAC帧可知：ＭＡＣ帧头有MAC目的地址、MAC源地址、类型；IP字段有总长度、生存时间、目的IP、源IP、校验等等内容；ICMP有，ICMP类型、Checksum 校验和、Code 代码、ICMP报文类型、ICMP报文的数据长度；综上可总结出，MAC帧是IP数据报在数据链路层运输时包装的结果。
练习四：理解MAC地址的作用步骤3的实验记录：五、实验总结与心得通过本次实验，我了解了以太网的报文格式、MAC地址的作用、MAC 广播地址的作用、LLC帧报文格式以及仿真编辑器、协议分析器的使用方法。
我认为这为我以后做好后面的几个实验做好了一定的准备。
另外，由于我本身知识点的局限性，我认为还有需要知识点要加强巩固，所以操作起来会比较笨拙刻板，做到真正的理论与实践相结合最好。
【思考问题】1．出于厂商们在商业上的激烈竞争，IEEE的802委员会未能形成一个统一的、最佳的局域网标准，而是被迫制定了几个不同标准，如802.4令牌总线网、802.5令牌环网等。
为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层，即逻辑链路控制LLC子层和媒体接入控制MAC子层。
与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的。
（摘自《计算机网络》P95）2．传统的以太网是共享性局域网，采用载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD协议。
以太网IEEE 802.3帧的结构
以太网IEEE 802.3帧的结构以太网/IEEE802.3帧的结构下图所示为以太网/IEEE802.3帧的基本组成。
如图所示，以太网和IEEE802.3帧的基本结构如下：前导码(Preamble)：由0、1间隔代码组成，可以通知目标站作好接收准备。
IEEE802.3帧的前导码占用7个字节，紧随其后的是长度为1个字节的帧首定界符（SOF）。
以太网帧把SOF包含在了前导码当中，因此，前导码的长度扩大为8个字节。
帧首定界符（SOF:Start-of-Frame Delimiter）：IEEE802.3帧中的定界字节，以两个连续的代码1结尾，表示一帧实际开始。
目标和源地址（DA、SA）：表示发送和接收帧的工作站的地址，各占据6个字节。
其中，目标地址可以是单址，也可以是多点传送或广播地址。
类型（以太网）：占用2个字节，指定接收数据的高层协议。
xxL（IEEE802.3）：表示紧随其后的以字节为单位的数据段的长度。
数据L（以太网）：在经过物理层和逻辑链路层的处理之后，包含在帧中的数据将被传递给在类型段中指定的高层协议。
虽然以太网版本2中并没有明确作出补齐规定，但是以太网帧中数据段的长度最小应当不低于46个字节。
数据（IEEE802.3：LLCPDU逻辑链路层协议数据单元）：IEEE802.3帧在数据段中对接收数据的上层协议进行规定。
如果数据段长度过小，使帧的总长度无法达到64个字节的最小值，那么相应软件将会自动填充数据段，以确保整个帧的长度不低于64个字节。
LLCPDU——它的范围处在46字节至1500字节之间。
最小LLCPDU长度46字节是一个限制，目的是要求局域网上所有的站点都能检测到该帧，即保证网络工作正常。
如果LLCPDU小于46个字节，则发送站的MAC子层会自动填充“0”代码补齐。
802.3一个帧的xx计算公式：DA+SA+L+LLCPDU+FCS=6+6+2+(46～1500)+4=64～1518即当LLCPDU为46个字节时，帧最小，帧长为64字节；当LLCPDU为1500字节时，帧最大，帧长为1518字节帧校验序列（FCS:Frame Check Sequence）：该序列包含长度为4个字节的循环冗余校验值（CRC），由发送设备计算产生，在接收方被重新计算以确定帧在传送过程中是否被损坏。
实验一 以太网帧格式分析
长春大学计算机学院网络工程专业TCP/IP协议实验报告实验名称：实验一以太网帧格式分析班级：姓名：学号：实验地点：日期：一、实验目的：∙理解捕获包软件的工作原理∙掌握捕获包工具软件的使用方法∙掌握在以太网环境下捕获、记录、分析数据包的方法二、基本技能实验内容、要求和环境：【实验环境】1．安装Windows2000/2003Server/XP操作系统的PC计算机一台。
2．每台PC具有一块以太网卡，通过双绞线与局域网相连。
3．每台PC运行网络协议分析软件Iris、Ethereal、Wireshark或sniffer。
【实验内容、要求】1．安装网络嗅探工具并进行基本配置。
2．启动网络嗅探工具进行抓包，分析并掌握DIX Ethernet V2标准以太网帧格式。
【实验指导】下图是Ethernet II类型以太网帧格式。
Ethernet II类型以太网帧的最小长度为64字节（6＋6＋2＋46＋4），最大长度为1518字节（6＋6＋2＋1500＋4）。
其中前12字节分别标识出发送数据帧的源节点MAC地址和接收数据帧的目标节点MAC地址。
接下来的2个字节标识出以太网帧所携带的上层数据类型，如16进制数0x0800代表IP 协议数据，16进制数0x809B代表AppleTalk协议数据，16进制数0x8138代表Novell类型协议数据等。
在不定长的数据字段后是4个字节的帧校验序列（Frame Check Sequence，FCS），采用32位CRC循环冗余校验对从"目标MAC地址"字段到"数据"字段的数据进行校验。
三、基本技能实验结果与分析：四、进阶技能的任务与要求【实验内容】1、分别捕获单播帧、多播帧、广播帧并进行分析【相关理论】以太网MAC地址可分为三类:单播(unicast)地址（一对一），即收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同（特点：第一字节的最低位为0）广播(broadcast)地址（一对全体），即发送给所有站点的帧(全1地址)：FF-FF-FF-FF-FF-FF多播(multicast)地址（一对多），即发送给一部分站点的帧如：01-00-5E-40-10-01（特点：第一字节的最低位为1）五、进阶技能实验结果与分析六：思考题：1、以太网为何有最小帧长的要求？最小帧长是多少？七、教师评语：实验成绩：教师：（签名要全称）年月日注：1. 此模板为专业实验报告的基本要求，若有特殊要求的实验，可在此模板基础上增加，但不可减少。
以太网帧结构分析
实验报告实验名称以太网帧分层结构分析队别姓名学号实验日期2015.3.15实验报告要求：1.实验目的 2.实验要求 3.实验环境 4.实验作业5.问题及解决6.思考问题7.实验体会【实验目的】1．复习Wireshark抓包工具的使用及数据包分析方法。
2．通过分析以太网帧了解以太网数据包传输原理。
【实验要求】用Wireshark1.4.9截包，分析数据包。
观察以太网帧，Ping同学的IP地址，得到自己和同学的mac地址。
观察以太网广播地址，观察ARP请求的帧中目标mac地址的格式。
用ping-l指定数据包长度，观察最小帧长和最大帧长。
观察封装IP和ARP的帧中的类型字段。
【实验环境】用以太网交换机连接起来的windows 7操作系统的计算机，通过802.1x方式接入Internet。
【实验中出现问题及解决方法】1．在使用命令行“ping -l 0 IP”观察最小帧长时抓到了长度为42字节的帧，与理论上最小帧长64字节相差甚远。
通过询问教员和简单的分析，知道了缺少字节的原因是当Wireshark抓到这个ping请求包时，物理层还没有将填充（Trailer）字符加到数据段后面，也没有算出最后4字节的校验和序列，导致出现最小42字节的“半成品”帧。
可以通过网卡的设置将这个过程提前。
2．在做ping同学主机的实验中，发现抓到的所有ping请求帧中IP数据部分的头校验和都是错误的。
原本以为错误的原因与上一个问题有关，即校验和错误是因为物理层还没有将填充字符加到数据段后面。
但是这个想法很快被证明是错误的，因为在观察最大帧长时，不需要填充字符的帧也有同样的错误。
一个有趣的现象是，封装在更里层的ICMP数据包的校验和都是正确的。
这就表明IP层的头校验和错误并没有影响正常通信。
进一步观察发现，这些出错的头校验和的值都是0x0000，这显然不是偶然的错误。
虽然目前还没有得到权威的答案，但是可以推测，可能是这一项校验实际上并没有被启用。
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答：该地址为广播地址，作用是完成一对多的通信方式，即一个数据帧可发送给同一网段内的所有节点。
实验截图：
练习四：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、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作。
协议类型或数据长度：大于0x0600
数据字段：编辑长度在46—1500字节之间的数据
3.
主机A、B、C、D、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（源MAC地址为主机E的MAC地址）。
4.
主机E发送已编辑好的数据帧。
5. 主机A、B、C、D、F停止捕获数据，察看捕获到的数据中是否含有主机E所发送的数据帧。
实验截图：
●?简述“类型和长度”字段的两种含义
答：一是如果字段的值小于1518，它就是长度字段，用于定义下面数据字段的长度；二是如果字段的值大于1536，用于定义一个封装在帧中的PDU分组的类型。
思考问题：
1、为什么IEEE802标准将数据链路层分割为MAC子层和LLC子层？
答：出于厂商们在商业上的激烈竞争，IEEE的802委员会未能形成一个统一的、最佳的局域网标准，而是被迫制定了几个不同标准，如令牌总线网、令牌环网等。为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层，即逻辑链路控制LLC子层和媒体接入控制MAC子层。与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的。
2、为什么以太网有最短帧长度的要求？
答：传统的以太网是共享性局域网，采用载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD协议。最小帧长必须大于整个网络的最大时延位（最大时延时间内可以传输的数据位）。如果帧长度太小，就可能出现网络上同时有两个帧在传播，就会产生冲突（碰撞）而造成网络无法发送数据。如果数据帧太长就会出现有的工作长时间不能发送数据，而且可能超出接受端的缓冲区大小，造成缓冲益出。由于多方面的限制，每个以太网帧都有最小的大小64bytes最大不能超过1518bytes，对于小于或者大于这个限制的以太网帧我们都可以视之为错误的数据帧，一般的以太网转发设备会丢弃这些数据帧。
源MAC地址目的MAC地址是否收到，为什么主机B
8C89A5-771929
8C89A5-7570B2
8C89A5-771A37
收到，主机A与主机B接在同一共享模块
主机D
8C89A5-75710A
8C89A5-7570B2
8C89A5-771A37
收到，主机C与主机D接在同同一共享模块
主机E
8C89A5-771A20
1. 主机B、D、E、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（源MAC地址为主机A的MAC地址）。
2. 主机A ping 主机C。
3. 主机B、D、E、F上停止捕获数据，在捕获的数据中查找主机A所发送的ICMP数据帧，并分析该帧内容。
●? 记录实验结果
表1-3实验结果
主机MAC地址
无
无
否，与主机A、C都不在同一共享模块
主机F
8C89A5-771A51
无
无
否，与主机A、C都不在同一共享模块
实验截图：
练习三：编辑并发送MAC广播帧
本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
1.
主机E启动协议编辑器。
2.
主机E编辑一个MAC帧：
目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF
源MAC地址：主机E的MAC地址
试验一以太网帧的构成
试验一 以太网帧的构成
练习一：领略真实的MAC帧
各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。
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、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作。
2.
主机B启动协议分析器并开始捕获数据。
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
表1-4 实验结果
帧类型
发送序号N（S）
接收序号N（S）
LLC
001F
0
●? 简述“协议类型和数据长度”字段的两种含义。
5. 将第1步中主机A已编辑好的数据帧修改为“无编号帧”(前两个比特位为1)，用户定义数据/数据字段修改为AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDDD（注：长度为28个字节），重做第2、3、4步
1. 主机B启动协议分析器，新建捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ICMP协议）。
2. 主机A ping 主机B，察看主机B协议分析器捕获的数据包，分析MAC帧格式。
3. 将主机B的过滤器恢复为默认状态。
实验截图：
练习二：理解MAC地址的作用
本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
1.
主机A启动协议编辑器，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：001F
控制字段：填写02（注：回车后变成0200，该帧变为信息帧，控制字段的长度变为2字节）
用户定义数据/数据字段：AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDD（注：长度为27个字节）