實驗一組網實驗

1.2 乙太網鏈路層幀格式分析

一、實驗目的

分析Ethernet V2標準規定的MAC層幀結構，瞭解IEEE802.3標準規定的MAC層幀結構和TCP/IP的主要協議和協議的層次結構。

二、實驗內容

通過對截獲幀進行分析，分析和驗證Ethernet V2標準和IEEE802.3標準規定的MAC層幀結構，初步瞭解TCP/IP的主要協議和協議的層次結構。

三、實驗環境和分組

l二層交換機2臺，標準網線6根，console線4條，計算機6臺；

l計算機均需要在網路設定中配置NWLink IPX/SPX/NETBIOS協議；

l每組6名同學，其中每2名同學作為一個小組。

lethereal,winpcap

四、實驗組網

 

五、實驗步驟

步驟 1按圖2-3所示連線好裝置，正確配置PCA和PCB的IP地址。將交換機的配置清空。

步驟 2在PCA和PCB上執行Ethereal截獲報文，然後進入PCA的Windows命令列視窗，執行如下命令：（先開啟PCA和PCB的Message服務）

net send 192.168.1.21 “hello”

這是PCA向PCB傳送訊息的命令，等到PCB顯示器上收到訊息後，終止截獲報文，將截獲報文命名為HELLO—學號，

PCC和PCD的操作與上面完全一樣。

步驟 3對截獲的報文進行分析：

（1）列出截獲的報文的協議種類，各屬於哪種網路？

按網路交換功能分：

你選擇哪個呢？

（2）找到傳送訊息的報文並進行分析，研究主視窗中的資料報文列表視窗和協議樹視窗資訊，填寫表2-1。

表2-1 報文分析

注：將倒數第二行的User Datagram Protocol改成TCP。反正我沒有看到有User Datagram Protocol。截圖證明我收的資料包分明是TCP。如果你捕獲到的資料包有User Datagram Protocol，請通知我。謝謝！

六、實驗總結

通過實驗，我對Ethernet V2標準規定的MAC層報文結構進行了分析，瞭解TCP/IP的主要協議和協議的層次結構，驗證了IEEE802.3標準規定的MAC層報文結構。

上圖中的資料鏈路層頭（Header）是資料鏈路層的控制資訊的長度不是固定的，根據乙太網資料幀的格式的不同而不同，那麼判斷 IEEE802.3、IEEE802.3 SNAP、Ethernet Version2、Netware 802.3 “Raw”這些資料幀的最主要依據也源於 Header的變化（下文分別給出這幾種幀的結構）。捕捉資料包的時候是掐頭去尾的，不要前面的前導碼，還也丟棄後面的CRC校驗（注意它只是不在 Decode裡顯示該區域，但並不代表它不去做資料包CRC校驗）。因為硬體-網絡卡已經做了幀同步，幀校驗的工作。

圖1-2 Ethernet Version2 幀

圖 1-3 IEEE802.3 幀

SFD: 開始定界符

DSAP: 目標服務訪問點

SSAP:源服務訪問點

Control: 控制資訊

圖 1-4 IEEE802.3 SNAP 幀

圖 1-5 Novell Netware 802.3 “Raw”

從上圖中可以看出，802.3 “Raw”幀通過在 DLC頭中 2個位元組的長度（Length）欄位來標記資料幀長度，而在長度欄位後緊跟著就是兩個位元組的十六進位制值 FFFF，它是用來標識 IPX 協議頭的開始。為了確保最小資料幀長度為 64 位元組，MAC層會進行填充資料區域來確保最小長度。

圖 1-6

Ethernet V2 幀與 IEEE 802.3 幀的比較

因為這兩種幀是我們在現在的局域網裡最常見的兩種幀，因此，我們對它們進行一些比較。 從圖 1-6 中可以看出， Ethernet V2 可以裝載的最大資料長度是 1500 位元組， 而IEEE 802.3可以裝載的最大資料是 1492 位元組（SNAP）或是 1497 位元組; Ethernet V2 不提供 MAC 層的資料填充功能，而 IEEE 802.3 不僅提供該功能，還具備服務訪問點（SAP）和 SNAP 層，能夠提供更有效的資料鏈路層控制和更好的傳輸保證。 那麼我們可以得出這樣的結論： Ethernet

V2 比 IEEE802.3 更適合於傳輸大量的資料，但 Ethernet V2 缺乏資料鏈路層的控制，不利於傳輸需要嚴格傳輸控制的資料，這也正是 IEEE802.3 的優勢所在，越需要嚴格傳輸控制的應用，越需要用 IEEE802.3 或 SNAP 來封裝，但 IEEE802.3 也不可避免的帶來資料裝載量的損失，因此該格式的封裝往往用在較少資料量承載但又需要嚴格控制傳輸的應用中。在實際應用中， 我們會發現， 大多數應用的乙太網資料包是 Ethernet V2 的幀 （如 HTTP、FTP、 SMTP、 POP3 等應用） ， 而交換機之間的 BPDU （橋協議資料單元） 資料包則是 IEEE802.3

的幀，VLAN Trunk 協議如 802.1Q和Cisco 的 CDP（思科發現協議）等則是採用 IEEE802.3 SNAP 的幀。

舉例：

本人在課堂上也截獲到了（Ethernet 2的資料包比802.3的資料包容易捕獲）

圖1-7

圖 1-8

從上兩圖可以看出，IEEE802.3 把 DLC層分隔成明顯的兩個子層：MAC 層和 LLC 層，其中 MAC 層主要是指示硬體目的地址和源地址。LLC 層用來提供一些服務：

–通過 SAP 地址來辨別接收和傳送方法

–相容無連線和麵向連線服務

–提供子網訪問協議（Sub-network Access Protocol，SNAP） ，型別欄位即由它的首部給出。

MAC 層要保證最小幀長度不小於 64位元組，如果資料不滿足 64 位元組長度就必須進行填充。

圖 1-72是Ethereal捕獲的 IEEE802.3 幀的解碼，可以看到在 DLC層源地址後緊跟著就是802.3 的長度（Length）欄位 0026，它小於 05FF，可以肯定它不是 Ethernet V2 的幀，而接下來的 Offset 0E 處的值“4242” （代表DSAP 和 SSAP，是十六進位制的） ，既不是 Novell 802.3 “Raw”的特徵值“FFFF” ，也不是 IEEE 802.3 SNAP 的特徵值“AAAA” ，因此它肯定是一個 IEEE802.3的幀。值得留意的是這些幀的source，居然是cisco_1c:59:95。汗~

另外請思考：

在同一個檔案中看到有一個ARP資料包的報文長度是42（如下圖所示）。從圖1-1可以知道截獲的報文長度應該是60；從圖1-2中 也可以得6+6+2+46=60。你再看看其他的資料包，還真沒有發現少於60的資料報文了。這究竟是怎麼回事呢？