从以太帧认识以太网(课程二)

1、培训课二从以太帧认识以太网一、 MAC (Media Access Control )地址的格式1、基本概念在以太网中，最后的寻址是落实到 MAC地址上，在IPV4的网络里实际上 是靠MAC地址去转发数据包或帧。MAC 为 6 个字节，48 位，女口 00-60-08-09-ab-12，first three octets indicate the ven dor OUI (Orga ni zati onal Unique Ide ntifier); The last three octets equate to a host identifier for the device.2、注意事项(

2、1) MAC地址是本网段有效，在不同的网络里 MAC地址不冲突。(2) MAC地址一般是可以改变的：A)路由器以太口上MAC的修改:ccOO. 8e58. 0020 Tbia ccOO. 8e58. 0020)0002. 0002. 0002 (bia ccOO. 8e58. 0020)常规高级岖动程序详细信息电源管理HE未修改前Gatewayttsh inter f2/0FastEthernet2/0 is administratively dovg line protocol is down Hardware is AindFE, address is修改后:Gat eway Cc onf

3、ig；#i nt er f 2/0Gateway Cconfig-if)#mac-addr1 ess 2. 2. 2Gat eway Cconfig-if)#d口 sh inter f2/0FastEthernet2/0 is administratively down, line prot口col is down Hardware is AindFEj address is以上修改的内存驻留的 MAC，其bia即固化的MAC未变B) 交换机背板地址一般不能改变C) PC机网卡MAC的修改：IntdR) S2566MM Gigabit Network Conn ection 屋性0011223

4、344551不存在曲)属性血:VBP UDP撇籲疤、一一d CUM也可用修改注册表来实现朋攀離呈需劉属性°在左边单击您想更改的厲性-值:3、用IP与MAC的静态绑定防止ARP地址欺骗：在PC机上绑定网关路由器 的MAC，在网关上绑定 PC的MAC下面是一个在PC上绑定网关(192.168.200.200的MAC，防ARP欺骗的 例子：.210.1.1.0/24.1F1/0.100F0/0Gateway192.168.200.0/24.111Gateway#sh inter f 0/0FastEthernet0/0 is up line protocol is upHardware i

5、s AmdFE, address is SSlllJijS翱WIBIfl艸(bia ccOO. 8e58. 0000) Internet address is 192,168. 200.100/24C：M)ocunents and Settinsfsahc>route add IQ.1.1.9 m裁k 255.255.255.Q 192.168.200.200Hetive Routes =Neltworlcin at ionGa,tE 讪ayInterfaceNs trieDXRKa255,.255.255,8192.168.2Q0.200192.168.200,111127.0,0.0

6、255.8-0-0127.0.0.1127-0.0.11192.168.200.0255.255.255.0192-168.2Q0.ill192.166.200.11110192.168.20B-11125S-255-255-2S5127.0.0.1127.0.0.110192.168.20B.255255-255-255.25S192.168.200192.168.200.11110224.6-Q-Q249.0.0.0192 .16S.200.lii192.1&8.20B-11118255.255.255.255255.255_255.255192_lt8.200.ill192.16

7、8.200.1111C: Docu(nents and Settingsbc >arp -s 192 168.200-208 cc-00-8e-58-00-00C:XDocunents and SettingsXabc>arp -a1nterface： 192.169.200.111 0x2PhysicalType9 f163.200.208cc-00-8e-58-00-00staticC： XDocuments and Settingsabc>pingr 10_1.1 _2Pinging 10.1.1.2 uith 32 bvtes of data=f ront10-1.1

8、-2：t=32t ime=89msTTL=254f ron*10-1-1.2：bytest=32t ime=175msTTL=254f von1W-1.1-2：bytEit=32t ime =46ms1TL=254Replif ron10-1.1-2：by七 ewj =32t line =101 msTTL=254以上这个例子说明，只要把网关的 IP (192.168.200.200)MAC (cc-00-8e-58-00-00)在PC上进行绑定，那么，PC就会把包送到这个网关二、以太网帧的格式及帧的大小Figure 1-2 Four Ethernet Frame Formatsw-Frimu

9、- -< Frame FormatLayer £ HMdarHdd 1F r r Qgjg FJc!d 1500-odvt3EwrrwlMAGDA 6OCWIMAC SA*y(»2HKW0氐m®t>23MAC DAVAC SA 味族苦ELength 書X欣DetsSOP*営32盘MACOA e-octotsMAC SA 3饶力£L酬好hD6AP tSSAJ> 1 wtolOen tciDels论就蛙MAC DAWAS SALon詞hQ沁 2嗽Qg jOCWTT如命Ora Ccdfl fywoclrto802.3勺帧格式:SFD; Sta

10、rt Irame delimiterFCS: Frame chock sequence (32 bit CRC value)1、以太网的帧格式一共分四种，最普遍的是以下两种：Ethwrn亡t 工：！* £iu: 2：00:過总兰&:口0二0 丄匸：00:名£2_5百：口0工0? Dst:10)1)第一种Ethernet V2(ARPA)，般应用于用户数据帧E Destinati on： ec：Ql:Bf：28:00-10 (b：c：qi - Bf-2B：oo：io) Source: cc:00:Be:58:00:10 (cc:008e:58:0010)Type: I

11、P (0x0300)i internet Protocol. Src: 192 16宫 20。丄1：1 (192L6宫.200Ost : 10.1 »1. 2 (10：1：L：2) E rnternet control Message protocol2)第三种802.3/802.2, 般就用于以太控制帧000001E0c20000100300000000200000700000 00000094d0bSOf00 007000000094d0oo oo94dobmoosoio00 26 42 42 . b3 00 00 00 ， 00 00 14 00 p. pI- « &

12、#187;9* 1-003002 00 Of 00 |00 00 Q0 0000 00 00 00百» i 以上是一个STP帧，可以看到length字段及DSAP/SSAP，另外还可以看 出一个帧的最小长度为64 (以上不包括CRC 4个字节)2、以太帧的大小：以 Ethernet V2为例目的Jt址说地址类型ti据CRC66246-氏胁4Table 1-1 Common Routed ProtocoiG and Their Hex Type ValueeProtocolHex Type ValueIP060CARP<B06NwdllPX©137AppteTalk80

13、9 B(1)一般情况下 最大帧为1518，其中1500为payload ,18个字节为头(6+6+2+4),最小为64个字节，不够的用 padding/trailer补齐，在以上 802.3/802.2的帧中可看到 trailer。(2)实际应用数据中的三种帧的类型FiuTE 2-2: IEEE 802.3 MAC Addrtss FontialDcM 0 Oclot i Octot 2 OcM 3 Oclal 4 Oclvt 5 > Q 70 7 o r o 7 p 7 QMjuluxIIKUULXJOLMJLUXXKXX JLKMJUlJiXMKMJUXntXrWOUXJSMBtcA

14、t3ir«fuhkmt nil'Adrr)ini!ii*4lffij Adilflrtts IWa) Uni cast frame :目的地址都为主机 MAC，其目地 MAC的IG(Bit 0 of Octet 0 )位置0b) Broadcast frame :目的地址为 FF-FF-FF-FF-FF-FF ，其目地 MAC 的 IG(Bit 0 of Octet 0 )位置 1000000 5临茁5_廿：幵：丸 肿0对3孔ARP讪Q h朋 192,16841? TE11 M2.168,102iira Destination: Broadcast (ff:ff:ff:ff:

15、ff:ff)ffl Source: CompaqCo_cf:?f:32 (OD:O&:O2:cf:7f:32)Type： ARP (OkOBD6)Address Resolution protocol (request)Hardware type: Ethernet (0x0001)protocol type: IP (OxOBDO)Hardware Uze: 6Protocol size: 4opcode: request (0x0001)sender MAC address: compaqco_cf(00:Q8:02:cf:?f:32)Sender IP address: 192.

16、1GB.OJQ2 (192.M0.102)Targel X address: QQ:OQ:OO_QQ:OQ:QQ (00:00:00:00:00:00)Target IP address: 192.168.0.1 (192,1610J)c) Multicast frame :目的地址为 01-00-5E 开头(224.0.0.0 239.255.255.255)，其目地 MAC 的 IG(Bit 0 of Octet 0)位置 1I 0,DM。1 1 12弓V224QQ 5匹PFN4lo P託履1：4_n【a Frame 1 90 bytes on wire, 90 bytes capture

17、d)d Ethernet II, src: cisco_3a:bd:be (00:10:7b;3a:bd:be), Ost: lPv4mcast_00:00:05 (01:00;5e:OO:OO:O5)Destination： iPv4ncast_W:0Q:Q5 (01:00:5e:00:W:05)可 source: ci?co_3a:bd:be (00:10:7b:3a:bd:be)Type: IP (0x0300)4. internet Protocol, src: Ll.l?3,3 (1-1J23J), DSt： 224.0.0.5 (224.0.0,5) a open shortest

18、 Path First(2) Baby Gia nt 及 Fragme nt大于 1518 字节(oversize)的帧叫 Baby Gia nt,女口 802.1q 的帧 (1518+4=1522),或 Qi nQ(1522+4=1526)的帧，关于 Baby Gia nt IEEE 的 802.3ac 扩大的以太帧的最大尺寸为1522,所以交换机802.1q缺省情况下不用增加 MTU 值即可正常工作,但如果启用 QinQ(Sw mo dot1q-tunnel )功能,交换 机的 MTU 必须改为 1504(SYSTEM MTU 1504 )。小于 64字节的碎片 在以太网里是无用的,在半双

19、工模式的共享网络发生 冲突时会大量产生这种碎片,碎片在存储转发模式 (store-and-forward )及免碎 片模式 (Fragement-free )下是会被会被丢弃的,但在快速转发模式(cut-through )下是会被转发的。(3) jumbo 帧帧的大小为9K，因为帧小使网络的转发效率低，这也是存储网络中用FiberChannel的原因之一，因为 FC的转发是Block-lever基于块的，它的payload为 2112大小。当今高性能的交换机大都支持 Jumbo帧，但要求整个网络中的所 有设备都要支持 。3、HSRP和VRRP的动态产生MAC 二者的地址都是一个虚拟的地址，其实

20、数据流走的还是真正的 active/master的 MAC 。HSRP MAC: 0000.0C07,ACXX VRRP MAC: 0000.5E00.01XX ，其中 XX 为组号。以上几乎是有关以太网中关于 MAC 地址的详尽阐述。4、MS NLB(Network Load Balance) 的动态产生 MAC5、虚机的 MACVMware MAC:00-0C-29-XX-XX-XX, 00-50-56-XX-XX-XX6、包的转发率异步传输 ：每发一个字节，一个停止位，即 1 /8浪费带宽同步传输：在数据前加一个 前导位7E: 01111110,收到前导位后，后边是所要 发的数据以太网传

21、输：101010：1011(8个字节preamble前导位)+1个以太帧+12字节停 止位在计算交换机包的转发率时是按以太网最小包 64字节计算的，10M 端口如在线速下其包的转发率为：(10000000/8)/(64+(8+12)=14880包/秒，即对于一个 1G 端口，在全线速下包的转发率为 1.488Mpps三、单播、组播、广播的应用实例1、单播：是一对一的通信，所有的TCP 应用2、组播：是一对一组成员的通信，UDP应用如会议视频。RIP V2是组播3、广播：是一对多的通信，UDP的应用。RIP V1、ARP是广播。四、 以太网的流控 (802.3x)1、概念由于发送方的速率太快，导

22、致接收方处理不了时，用pause帧即xoff/xon强迫对方停止和继续开始传输。Pause帧是一种符合IEEE802.3标准的以太网帧，其属于MAC空制帧的一 种，MAC空制帧的格式如图所示。pntfiFrpm*S<2v - 160) / fl字节6字节6宇节2字节幢中的字节从打到菖发送2字节祖AC挖制參败域報宙域LSB I I I I I&0匸桢中曲性从左到右就送i+ Fraire 1 (60 bytes an vdref 60 bytes captured)S Ethernet II, src: BladeMet_S9:d7:00 (00:18:bl逍9:cT:Q0)! DH

23、： 5pm 啊 Desrinarior: Spanning-tree-Cfor-bridge5)_01(G)l：S0:c2:00：00：01) +1 Source: BladeNet_S9:d7:00 (00:18:bl:89:d7:00_Type: hhAC Control -mac contrL_pause: 6x0001JQuanta;姑7?目的MAC地址域，6字节，要求为01-80-C2-00-00-01（STP 的地址为01- 80-C2-00-00-00）;源MAC地址域，6字节，为本设备 MAC地址；以太网帧长度或 类型域， 要求为88-08，用于标明本帧的类型为 MAC空制帧;MAC控制操作 码，2字节。Pause帧仅是MAC空制帧的一种，对于Pause帧，其在MAC控制帧 中 的操作码为00-01 ;MAC控制参数域，包含用于 MAC空制相关的参数。对于 Pause帧，此处应填入要求对端设备暂停发送的时间长度，由两个字节（16位）来表示该长度，每单位长度为物理层 芯片发送512位数据的时间。所以发送一 次Pause帧，要求对端设备暂停发送的时间长度最长为：65535X512/以太网传输速率；保留域。2、实例 （1） IBM北工大HPC存储10网络环境说明：GPFS12312345610Gx6ForcelOA）红色为10