計算機網(wǎng)絡實驗報告3以太網(wǎng)鏈路層幀格式分析

南昌航空大學實驗報告2019年5月2日課程名稱：計算機網(wǎng)絡與通信實驗名稱：以太網(wǎng)鏈路層幀格式分析班級：學生姓名：學號：指導教師評定：簽名：實驗目的分析EthernetV2標準規(guī)定的MAC層幀結(jié)構(gòu)，了解IEEE802.3標準規(guī)定的MAC層幀結(jié)構(gòu)和TCP/IP的主要協(xié)議和協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)。實驗內(nèi)容1.在PC機上運行WireShark截獲報文，在顯示過濾器中輸入ip.addr==(本機IP地址)。2.使用cmd打開命令窗口，執(zhí)行“ping旁邊機器的IP地址”。3.對截獲的報文進行分析：（1）列出截獲報文的協(xié)議種類，各屬于哪種網(wǎng)絡？（2）找到發(fā)送消息的報文并進行分析，研究主窗口中的數(shù)據(jù)報文列表窗口和協(xié)議樹窗口信息。實驗過程局域網(wǎng)按照網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)可以分為星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、總線網(wǎng)和樹形網(wǎng)，相應代表性的網(wǎng)絡主要有以太網(wǎng)、令牌環(huán)形網(wǎng)、令牌總線網(wǎng)等。局域網(wǎng)經(jīng)過近三十年的發(fā)展，尤其是近些年來快速以太網(wǎng)（100Mb/s）、吉比特以太網(wǎng)（1Gb/s）和10吉比特以太網(wǎng)（10Gb/s）的飛速發(fā)展，采用CSMA/CD（carriersense，multipleaccesswithcollisiondetection）接入方法的以太網(wǎng)已經(jīng)在局域網(wǎng)市場中占有絕對的優(yōu)勢，以太網(wǎng)幾乎成為局域網(wǎng)的同義詞。因此，本章的局域網(wǎng)實驗以以太網(wǎng)為主。常用的以太網(wǎng)MAC幀格式有兩種標準，一種是DIXEthernetV2標準，另一種是IEEE802.3標準。1.EthernetV2標準的MAC幀格式DIXEthernetV2標準是指數(shù)字設備公司（DigitalEquipmentCorp.）、英特爾公司（Intelcorp.）和Xerox公司在1982年聯(lián)合公布的一個標準。它是目前最常用的MAC幀格式，它比較簡單，由5個字段組成。第一、二字段分別是目的地址和源地址字段，長度都是6字節(jié)；第三字段是類型字段，長度是2字節(jié)，標志上一層使用的協(xié)議類型；第四字段是數(shù)據(jù)字段，長度在46~1500字節(jié)之間；第五字段是幀檢驗序列FCS，長度是4字節(jié)。此外，為了使發(fā)送端和接受端達到位同步，實際傳送時要在MAC幀前設置前同步碼（7字節(jié)）和幀開始界定符（1字節(jié)）。這兩個字段和幀檢驗序列FCS在網(wǎng)卡接收MAC幀時被去掉了。因此實驗中抓包軟件截獲報文中沒有這些字段。EthernetV2標準定義MAC幀都有最小長度要求，規(guī)定數(shù)據(jù)部分必須至少為46字節(jié)。為了保證這一點，必須時需要插入填充（pad）字節(jié)。2.IEEE802.3標準的MAC幀格式1981年，IEEE（電子電氣工程師協(xié)會）802委員會公布了一個和EthernetV2標準稍有不同的標準集，局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層被拆成邏輯鏈路控制LLC子層和媒體接入控制MAC子層。MAC子層中定義了幾種不同的局域網(wǎng)標準，如802.3針對整個CSMA/CD網(wǎng)絡，802.4針對令牌總線網(wǎng)絡，802.5針對令牌環(huán)網(wǎng)絡。802.2和802.3定義了一個與DIXEthernetV2標準不同的以太網(wǎng)幀格式。IEEE802.3標準設計的主要特點是MAC層能夠知道其有效數(shù)據(jù)的長度并能夠為局域網(wǎng)提供面向連接的服務。與DIXEthernetV2標準相比復雜一些。IEEE802.3MAC幀的第一、第二字段也分別是目的地址和源地址，長度都是6字節(jié)；第三字段是長度/類型字段，如果該字段數(shù)值小于1500，它就表示MAC幀數(shù)據(jù)字段的長度；如果其數(shù)值大于0X066，就表示類型，即上層協(xié)議的類型，此時802.3的MAC幀和EthernetV2的MAC幀一樣。當長度/類型字段表示長度時，MAC幀的數(shù)據(jù)部分為802.2標準定義的LLC子層的LLC幀，其長度就是長度/類型字段的值。LLC幀的首部有3個字段，目的服務訪問點DSAP（destinationserviceaccesspoint，1字節(jié)）、源服務訪問點SSAP（sourceserviceaccesspoint，1字節(jié)）和控制字段（1或2字節(jié)）。DSAP指出LLC幀的數(shù)據(jù)應當上交的協(xié)議，SSAP指出發(fā)送數(shù)據(jù)的協(xié)議，控制字段則指出LLC幀的類型。其數(shù)據(jù)字段、幀檢驗序列FCS字段、MAC幀前前同步碼、幀開始界定符，以及最小長度要求與EthernetV2標準類型。此外，802.3標準為了能夠更好地與EthernetV2標準兼容。802委員會又制定了802.3子網(wǎng)接入?yún)f(xié)議SNAP（sub-networkaccessprotocol），對LLC首部進行擴展。使用SNAP協(xié)議時，DSAP和SSAP的值都設為0xaa，Control字段的值設為3，隨后3個字節(jié)organizationcode一般都設為0。再接下來的2個字節(jié)類型字段和以太網(wǎng)幀格式一樣。顯然，與EthernetV2標準相比，802.3標準在MAC幀中增加了8個字節(jié)的開銷，而且實踐證明，這樣做過于繁瑣，使得其在實際中很少得到使用。因此，本章實驗中重點分析EthernetV2MAC幀的格式，802.3MAC幀只做一般了解。實驗結(jié)果此報文類型ICMP此報文的基本信息（數(shù)據(jù)報文列表窗口中的Information項的內(nèi)容）0EthernetII協(xié)議樹中Source字段值(50:5b:c2:da:c9:9f)Destination字段值(88:e0:f3:f5:2f:92)InternetProtocol協(xié)議樹中Source字段值10.85.33.35Destination字段值14.215.177.38InternetControlMessageProtocol協(xié)議樹中Type字段值0Data字段值61:62:63:64:65:66:67:68:69:6a:6b:6c:6d:6e:6f:70:71:72:73:74:75:76:77:61:62:63:64:65:66