計算機網絡基礎微課版- 課件 模塊四：主題3幀格式與操作

局域網技術

主講人：XXX計算機網絡基礎學習提示2134主題：

局域網體系結構、介質訪問技術、幀格式與操作、以太網技術、交換式局域網、虛擬局域網、無線局域網網絡體系結構和網絡協(xié)議的概念

計算機網絡的工作過程和實現(xiàn)（Implementation）技術OSI參考模型、TCP/IP參考模型的比較2

學習目標知識目標本節(jié)目標1. 掌握MAC地址的基本概念。2. 掌握以太網幀結構。通過分析數(shù)據(jù)幀的結構，讓學生進一步理解協(xié)議的內涵，引導學生逐步樹立規(guī)則規(guī)矩意識。素質目標技能目標能夠使用網絡協(xié)議工具捕獲并分析以太網幀。課前評估1．在Windows的DOS界面中，使用ipconfig/all命令查看到你自己筆記本網卡的PhysicalAddress（物理地址）并記錄下來，并對其組成情況進行簡單描述。2．IP地址是__________層上使用的地址，物理地址是__________層使用的地址，這兩類地址都具有唯一性。3．IP地址如同郵政通信地址（可以改變），物理地址如同人的姓名（一般不可改變）。設想一下，如果只通過人的姓名，你能知道他住在哪里嗎__________；如果郵遞員只有郵政通信地址，能將信件正確投遞到特定的人嗎__________。作為類比，在Internet中能否只使用IP地址或物理地址來進行通信？主題三：幀格式與操作學習目標掌握MAC地址的基本概念；掌握以太網幀結構。6

MAC地址的基本概念7

在網絡通信中需要地址區(qū)來分參與通信的各個站點，用于標識網絡設備的物理接口。IEEE802.3標準中尋址定義在MAC子層，所以也稱為MAC地址。

MAC地址是由48位的二進制數(shù)或12位的十六進制數(shù)表示的，被嵌入網絡接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC）的芯片中，一般不能修改。存在于硬件中，故稱為硬件地址或物理地址。如何查看MAC地址？MAC地址的定義MAC地址的基本概念8

MAC地址的表示MAC地址的基本概念9

MAC地址的組成IEEE為廠商分配的供應商代碼由供應商按順序分配MAC地址的基本概念10

MAC地址的類型廣播地址：48位二進制都為1或12位十六進制都為F的地址，如FF-FF-FF-FF-FF-FF組播地址：第1字節(jié)的最低位為1的地址，如01-00-5E開頭的地址。00000001單播地址：第1字節(jié)的最低位為0的地址，如00-18-AB開頭的地址因MAC地址的第1字節(jié)的最低位和次低位的值固定，故MAC地址的容量空間為246并非248第1字節(jié)最低位為1MAC地址的基本概念11

MAC地址的管理MAC地址在以太網上傳送的順序：從左到右；在字節(jié)內部，先傳低位比特，再傳高位比特，即從右到左第1字節(jié)第2字節(jié)第3字節(jié)第4字節(jié)第5字節(jié)第6字節(jié)機構唯一標識符OUI擴展標識符EII/G比特(Individual/Group)0表示單播地址；1表示多播地址G/L比特(Global/Local)0表示全球管理；1表示本地管理01:02:XX:XX:XX:XX傳輸方式十六進制MAC地址用二進制表示10000000000000010000000100000010……網絡中數(shù)據(jù)傳輸時的比特序列12

MAC地址的作用實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀有目的的傳送，所有節(jié)點都探測該數(shù)據(jù)幀的到來，只有本機的MAC地址和數(shù)據(jù)幀中攜帶的MAC地址一致時，才會接收該數(shù)據(jù)幀在同一網段（局域網）的兩臺計算機通信時，幀中封裝的目的MAC地址就為目的計算機的MAC地址，如下圖中主機A向主機C通信時，主機A發(fā)出幀中封裝的目的MAC地址為主機C計算機的MAC地址MAC地址：28-29-02-11-11-01主機AMAC地址：28-29-02-11-33-03主機CMAC地址：28-29-02-11-22-02主機BMAC地址：28-29-02-11-44-04主機D

數(shù)據(jù)幀希望到主機C，目的MAC為28-29-02-11-33-03丟棄該幀丟棄該幀接收該幀MAC地址的基本概念13

MAC地址的作用若兩臺通信的計算機位于不同的網絡，不能直接通信，需要借助網關，此時幀中封裝的目的MAC地址為網關的MAC地址，如下圖中H1向H4通信時，H1發(fā)出幀中封裝的目的MAC地址為路由器A接口1的MAC地址MAC地址的基本概念以太幀結構14

層次模型結構中，每一層功能的實現(xiàn)機制和方法，使用協(xié)議的方式來描述，用PDU來表示，而數(shù)據(jù)鏈路層的PDU就是幀為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的功能，首先使本層能看到有意義的數(shù)據(jù)（用戶數(shù)據(jù)+控制信息），而不再是原始的比特流了，為此數(shù)據(jù)鏈路層采用了稱為幀的PDU作為該層的邏輯傳輸單元數(shù)據(jù)鏈路層的核心任務是要根據(jù)所要實現(xiàn)的功能給出幀的詳細定義，包括幀的三要素：語法、語義和語序以太幀結構15

幀同步。7個10101010，使用同步傳輸技術幀定界。1個10101011用于節(jié)點或設備的物理尋址。MAC地址，12個字節(jié)指明高層可以使用的協(xié)議。類型字段，2個字節(jié)包含多少數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)字段，46~1500字節(jié)檢查數(shù)據(jù)是否出錯。FCS字段，采用CRC-32方法，4個字節(jié)0806ARP請求/應答8035RARP請求/應答0800IP數(shù)據(jù)報以太幀結構16

幀結構分析全局單播MAC地址以太網Ⅱ幀設置上限原因接收端的緩存空間是有限的，每次發(fā)送的數(shù)據(jù)不能太長發(fā)送數(shù)據(jù)太長的話，一旦發(fā)送失敗，損失很大每個終端不能一次占用時間太長類型字段為IP幀的長度范圍：幀頭（6+6+2）+數(shù)據(jù)（46~1500）+幀尾（4），即64~1518字節(jié)在局域網中捕獲以太網幀，通過小組合理分工提高工作效率的同時，培養(yǎng)學生合作探究解決問題的能力。同時，在分析以太網幀結構的過程中，會遇到各種各樣的問題，培養(yǎng)學生“執(zhí)事敬”“事思敬”的敬業(yè)精神，善于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的工匠精神課后練習17

1．在網絡中，網絡接口卡的MAC地址位于OSI參考模型的__________層。2．MAC地址也稱物理地址，是內置在網卡中的一組代碼，由__________個十六進制數(shù)組成，總長__________bit。3．MAC地址的類型分為__________、__________和__________。課后練習18

1.下面不屬于網卡功能的是（

）。A．實現(xiàn)介質訪問控制 B．實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的功能C．實現(xiàn)物理層的功能 D．實現(xiàn)調制和解調功能2.以下關于MAC地址敘述正確的是（

）。A．MAC地址是一種便于修改的邏輯地址B．MAC地址固化在ROM中，通常情況下無法改動C．通常只有主機才需要MAC地址，路由器等網絡設備不需要D．MAC地址長度為32位，通常表示為點分十進制形式3.下列（

）MAC地址是正確的。A．00-16-5B-4A-34-2H B．192.168.1.55C．65-10-96-58-16 D．00-06-5B-4F-45-BA課后練習19

4.

以下關于MAC的說法中錯誤的是（）。A.MAC地址在每次啟動后都會改變 B.MAC地址一共有48比特C.MAC地址也稱物理地址，或計算機的硬件地址 D.MAC地址從出廠時就被固化在網卡中5.以下地址（

）表示一個網卡的物