计算机网络试验报告1

1、实验报告课程名称计算机网络实验项目 以太网的帧构成实验仪器网络协议仿真教学系统系别计算机学院专业班级/学号学生姓名实验日期成 绩指导教师实验目的.掌握以太网的报文格式2,掌握MAC地址的作用.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实验原理理论基础1,以太网的分类最初的以太网是由施乐公司的 Palo Alto研究中心（PARC）于1976年创 建的。自此以后，逐渐发展。数据速率为10Mbps的以太网称为标准以太网， 数据速率为100Mbps的以太网称为快速以太网 ，数据速率为1000Mbps的 以太网称为千兆以太网。目前10G以太网的标准也已正式

2、制定。2.以太网的媒体访问控制（MAC）当节点或站点被连接到一条共同的链路或使用一条共同的链路时，叫做多点链路或广播链路。这时就需要一个协议来协调链路的访问。已经有许 多正式的协议用于对共享链路的访问。但可以将它们归并为三组：随机访问协议、受控访问协议和通道化协议。以太网所使用的CSMA/CD （带有冲 突检测的载波侦听多路访问）属于随机访问协议的一种。它是 CSMA （载波 帧听多路访问）方法的演化。1）CSMA （载波帧听多路访问）CSMA也叫做LBT （先听后说），它是希望传输数据的站点首先对媒 体上有无载波进行监听，以确定是否有别的站点在传输数据。如果媒体空闲，该站点便可传输数据；否则

3、，该站点将使用某种退避算法避让一段时间 后再做尝试。 常用的退避算法有非坚持、1-坚持、P-坚持 三种。CSMA/CD （带有冲突检测的载波侦听多路访问）在CSMA中，由于信道传播时延的存在，即使总线上两个站点没有监听 到载波信号而发送帧时，仍可能会发生冲突。由于CSMA算法没有冲突检测功能，即使冲突已发生，仍然将已破坏的帧发送完，使总线的利用率降低。CSMA/CD是一种CSMA的改进方案。发送站点在传输过程中仍继续监 听媒体，以检测是否存在冲突。如果发生冲突，信道上可以检测到超过发送站点本身发送的载波信号的幅度，由此判断出冲突的存在。一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，

4、用以通知总线上其它 各有关站点。 这样，通道容量就不致因白白传送已受损的帧而浪费，可以 提高总线的利用率。.以太网的MACM格式以太网的MACM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。 但两种帧格式可以在同一 以太网络共存。两种帧格式都具有 7个域：前导码、帧首定界符、 目的地址、 源地址、长度/类型、数据、帧校验序列。如下图所 示。7166246-1500 4前导码 帧首定界符 目的地址 源地址 类型/长度 数据帧校验序列两种格式的帧可以依据类型/长度字段的值进行区分。如果此帧是DIX Ethernet V2标准格式帧，则类型/长度字段

5、的值大于 1536;如果此帧是IEEE 802.3标准格式的帧，则类型/长度字段 的值小于1518。对DIX Ethernet V2 帧来说，此字段的值代表 了高层协议的类型；对IEEE 802.3帧来说，它的高层协议一定 是LLC,而此字段的值代表的是数据的长度。（注：本系统”仿真端”可编辑的域为：目的地址、源地址、类型 /长度和数据）.网卡MAO址的概念MAC （Media Access Control,介质访问控制）地址是识别LAN （局域网）节点的标识。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM它存储的是传输数据时真正赖以标识发 出数据的电脑和接收数据的主机的地址。对于著名

6、的以太网卡，其地址是48bit （比特位）的整数，如：44-45-53-54-00-00, IEEE 规定地址字段的第一字节的最低位为I/G比特，I/G表示Individual/Group 。当I/G比特为0时，地址字段表示一个单个 站地址， 为1时表示组地址，用来进行多播。IEEE将地址字段 第1字节的最低第2位规定为G/L比特，表示Global/Local 。当 G/L比特为1时是全球管理（保证在全球没有相同的地址），厂商 向IEEE购买的OUI都属于全球管理，当为0时是本地管理，这时用户可任意分配网络上的地址。但应当指出，以太网几乎不使 用这个G/L比特。以太网MAC!址可分为三类：单播

7、（unicast） 地址（一对一），即收到的帧的 MAC!址与本站的硬件地址相同； 广播（broadcast）地址（一对全体），即发送给所有站点的帧（全 1地址）。多播（multicast） 地址（一对多），即发送给一部分站 点的帧。.逻辑链路控制（LLC）局域网中的多个设备一般共享公共传输媒体，在设备之间传 输数据时，首先要解决由哪些设备占有媒体的问题。所以局域网的数据链路层必须设置媒体访问控制功能，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

8、媒体无关，仅让MAC?层依赖于物理媒体和媒体访问控制方法。LLC-PDUf相令0层的PDU间的关系IEEE 802标准为LLC和MAC?层的帧格式作了详细规定。 下图描述了网络层PDU LLC子层PD跳口 MACf层PDUB勺关 系。网络层网络层-PDULLC子DSAP SSAP 控制 |LLC数据层MACMMACF首MACM 尾层 MA做据LLC帧(即LLC-PDU与媒体无关，而 MAC(即MAC-PDU则与局域网的 媒体访问方式有很大关系，不同的局域网有不同的MAO格式。DSAP目的服务访问点)和SSAR源服务访问点)是LLC所使用的地址， 用来标识接收和发送数据的计算机上的用户实体。DS

9、AP的第一个比特是用来指明帧是为单地址还是组地址，0表示单地址，1表示组地址。SSAP的第 一个比特用来指明帧是命令帧还是响应帧。0表示命令，1表示响应。LLC的帧类型LLC帧类型分为三种：信息帧、监控帧和无编号帧。下图表示了LLC三类帧的控制字段的比较。1位7位1位7位0N(S)P/F 1N(R)|I-帧的控制字段1位1位2位4位1位7位1 1 0 1SSX| P/F |N(R)S-帧的控制字段| 1 | M | M |P/F M MU-帧的控制字厂N(S):发送者发送序号N(R):发送者接收序号SS:监控功能位：00准备接收(RR 10未准备接收(RNR 01拒绝(REJ)。Mt修正功能位

10、X：保留，设置为0P/F: Poll/final 位。命令 LLC PDUt输/响应 LLC PDUt输。帧的类型可从控制字段识别。对于信息帧和监控帧，控制字段为2字节长，而对于无编号帧，控制字段为 1字节长。LLC地址与MAO址在MA颤的帧首中，有目的站地址和源站地址，它们都是 2字节 或6字节长。MA颤中的地址是站点的物理地址。在LLC帧的帧首中，则设有DSAPBSSAP该地址是逻辑地址，标示的是数据链路层的不 同访问服务点。LLC地址与MAC!址是两个不同的概念，在局域网中， 一个站点上的多个SAP可以利用一条数据链路。在这一点上，LLC子层带有OSI网络层的某些功能LLC子层所提供的服

11、务a）非确信的无连接服务。非确认的无连接服务是一种类似 于数据报的服务，它不需要确认信息。使用服务时，端对端的差错控制和流量控制由高层协议来实现。这个 服务可用于点对点、广播和多点传送。由于局域网的传输误码率极低，所以在大多数情况下，在数据链路层 不需要确认信息是不会带来多大麻烦的。b）面向连接的服务。LLC面向连接服务相当于虚电路服务， 它的开销比较大，每次通信都要经过连接建立、数据传 输和释放连接3个阶段。但当节点是一个很简单的终 端时，就需要面向连接服务。因为这些简单的终端中没 有复杂的高层软件，因此必须依靠LLC来提供端到端的 控制。c）确认的无连接服务。确认的无连接服务介于上述两种服

12、 务之间，它对数据帧提供应答信息，但数据传输之前不 需要进行逻辑连接。确认的无连接服务用于传输某些 非常重要且时间性很强的信息，如报警信号，这时不要 确认信息则不可靠，但先建立连接则延迟太大，这种无连接服务类似于可靠的“数据包”服务。前同步用桐开场 定界符Q3安魏悟理一、两神不同的此附格式常用的以太网固冲i格式有酬1林准，EtLerq忸标准；另一林品陶组肥.我准。自丽体最常 用的是以太网V2的格式下图画出了两种不同的Md格式.0实验原理二*般层的硬件地址.在局域网中硬件地址发称物理坨址或W地址，它是敷揖巾版M层传输的一个非常里要的标识苻。.网卡M网络上收到一个 W 帕后，首先检查丘地址加果是发

13、往本站的P醐收不：翻就将此帕毛 条 这里“发往本站的帧包括以下三楸米单措帖（一对一），即一个站点发送箱另一个站点的帧*广播仕ma加旺什顿f时全体），即夜送给所有站卓的仲（全1地址人多解Quitic屿。帕一对多，即发法培一部第占点的帕。网络结构实发环境配置说明：工F地址分配颗g为主叽使用原有工F.保证所有王机在同一两段内“四、 实验内容I爽阿结防连曲* ”1寓改I力油力场I*，地啕不T一.日|可金位元总审收13指的广国力工西营也 g FW3*W1、日 击眸更）旧口 aZ? WWitoS 口吁卫ai：疝* E田囱1(一)练习一：编辑并发送LLC帧主机A启动仿真编辑器，并编写一个 LLC帧。目的MA

14、C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：可以填写 001F。控制字段：填写02。用户定义数据 /数据字段：AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDDD 。主机B重新开始捕获数据。主机A发送编辑好的LLC帧。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。帧类型发送序号N (S)接受序号N (R)简述“协议类型和数据长度”字段的两种含义。将第1步中主机A已编辑好的数据帧修改为“未编号帧”，重做第2、3、 4步。I SttiE !电:口 SHtljS 娘以0 现的W i VUH1E3f-72U3WJ目在 mDW

15、TIi-KBJW率睦地北国酊门飨n脸康斌史31族BUI代度ooir屈S州W日日:T*虚髭* IBM- n皿 4I 一一一 in2.iea.i LR2.iea.i J.R2.1U.1，睡i.O&?12-220iZitBE1IMC4BH2-220K9BC114面白H知髭BKE&bmoti&n-baorhe11200BT1Z-21D3C3BF113-CDBTL2-22D033匚良13-4：aBTL2-22DLBE：BCOffTL3-32HU!CccIM JWPrL3-3.3UI； GPbOdDMOb:EOD47L2J2DI42QDirTtJD. . .机44t4-iitl4J41*1iS11114-

16、i*3. MAAJUkAt&(-pO4OMED：4 34341+343W4444-d4-14444*4CrCrCDMCDICIM. 144.3IN. 144.111W0T13-I3DMOCFii-?Gfl&na-ia&MFda19DB捕获:(二)练习二：编辑并发送MAC广播帧.主机E启动仿真编辑器。.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。协议类型或数据长度：大于0 x0600。数据字段：编辑长度在461500字节之间的数据。.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

17、的MAC地址）。.主机E发送已编辑好的数据帧。.主机A、B、C、D、F上停止捕获数据，察看捕获到的数据中是否 含有主机E所发送的数据帧。结合练习二的实验结果，简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址 的作用。文怦任）枷幅I日措柞9）改置（口属飒 IMttJ玷勖（HJ:口 131H0，：时MAC 时球P二！甲 党KMP 占耐3 TCP 凶UDP.&I Ld # 工p地址HA二地址：主机名目 m.i66.i.iaa0M712-22037IBB0M712-22O3C?AC。的了2编口 3CEBD日 m.166.1.111OW712-2200DFEE。的11之心骸加fir0193：=韭9/13

18、。圆了12才网娘3CA号j m.166.1.114GM712-2201BECBlaisQM?li-2202ieCC一08上。的7122 口篁写CD008712-2203-2ceitr。的了? 潞口跋目 192.166.1.1200M712-22023LHB仲年号 I帕根注:O IItbL. 008T12-225342 FmHPEEFF00000400： aOOOQCLd： OOOOGOD： 000004341! 口口口白州4 口 ： oaooGaso： UbbbMM：1目的SH堆址H?FFF- TFFT17现UH随址OOffT12 mm-nffn目定嵬RdK目的MZ地，舞精草皆建舐国21tJU

19、ULLAJlAJJUULMJLLA 工上IjjJ1 JUaAJJULAJULWJlAUudddUOJuJuJuddL AJUUtAAFtfirirnrl 司二 kapl wuwlfe?（三）练习三：领略真实的MAC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和B为例，说明实验步骤。.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）。.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。.将主机B的过滤器恢复为默认状态。.2dTH* |阿结+出址|数据模式心,过酒|日鳄M 2侬犒1 - 地址学5型

20、;MAC 捕娱方式:W是取.00:07:12:22:O2!:ElClCl：a7zl2:212:Q2:ES臼的谡过迪 I由谀：IOMPI-and (e-tihiEr m-c 00:67: lzSiQZzlBC srrd e-ther dst. I ！白，e 1 兰兰芝！口隹片，口r (ether src DlD：e7Eandl丁 j至百 IM 定 曲渊 I力口趣d- | 吴仃力 6，.过滥器列丧：有Q令型示爵卜蜂以如立的甘至2 .曲行场事 1 磔*口二jfc*n餐过 ，:牍H P：X 文西旧 事圆山 MED g巨T，,世卡 F豆。a it n m. i1 4 a h 立-E,Hi|EIKI-t4

21、1V加河口1? ： Jl：-4i7.1 1口日口 0712-220201： (iaa712-33Q2ES j.?2.ifig.i.iis i93.ica.i.lieICHF 日 Ur浜74 011.00712 工加花3 口口20ZBC 19Z.19IQ. 1.119 19Z.l?t!.l. 119icnr OArtHE1T413:31:47:1日?MHi*-“州sr Qgna一黜。知$103.1(0, l,ll16工CNf E 函金附L9I41I44.1口日力 B4aaaiL2-22a2Ks 000712-22020(： 192.160.L.llC 192.ica.l. 11s aa9712-22D2BE 口口H711-工工口工E5 1?2.14Q.1.113 192.1Q.l.11IC