数据链路层实验.doc

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1、实验三协议分析软件使用及数据链路层协议分析一、实验目的TCP/IP协议栈分为四层，从下往上依次为网络接口层、网络层、传输层和应用层，而网络接口层没有专门的协议，而是使用连接在Internet网上的各通信子网本身所固有的协议。如以太网（Ethernet）的802.3协议、令牌环网（TokenRing）的802.5协议、分组交换网的X.25协议等。目前Ethernet网得到了广泛的应用，它几乎成为局域网代名词。因此，对以太网链路层的帧格式进行分析验证，使学生初步了解TCP/IP链路层的主要协议以及这些协议的主要用途和帧结构。（1）掌握协

2、议分析软件sniffer的使用；（2）熟悉以太网链路层帧格式构成；二、实验要求能运用sniffer工具进行以太网链路层帧格式协议分析。三、实验原理以太网简介IEEE802参考模型把数据链路层分为逻辑链路控制子层（LLC，LogicalLinkControl）和介质访问控制子层（MAC，MediaAccessControl）。与各种传输介质有关的控制问题都放在MAC层中，而与传输介质无关的问题都放在LLC层。因此，局域网对LLC子层是透明的，只有具体到MAC子层才能发现所连接的是什么标准的局域网。IEEE802.3是一种基带总线局域网

3、，最初是由美国施乐（Xerox）于1975年研制成功的，并以曾经在历史上表示传播电磁波的以太（Ether）来命名。1981年，施乐公司、数字设备公司（Digital）和英特尔（Intel）联合提出了以太网的规约。1982年修改为第二版，即DIXEthernetV2，成为世界上第一个局域网产品的规范。这个标准后来成为IEEE802.3标准的基础。在802.3中使用1坚持的CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）协议。现在流行的以太网的MAC子层的帧结构有两种标准

4、，一种是802.3标准，另一种是DIXEthernetV2标准。图1802.3和EthernetV2MAC帧结构图1画出了两种标准的MAC帧结构。它们都是由五个字段组成。MAC帧的前两个字段分别是目的地址字段和源地址字段，长度是2或6字节。但在IEEE802.3标准规定对10Mb/s的基带以太网则使用6字节的地址字段。两种标准的主要区别在于第三个字段（2字节）。在802.3标准中，这个字段是长度字段，它指后面的数据字段的字节数，数据字段就是LLC子层交下来的LLC帧，其最小长度46字节，最大长度1500字节。在EthernetV2标

5、准中，这个字段是类型字段，它指出LLC层使用的协议类型。由于数据字段的最大长度为1500字节，因此，以太网V2标准中将各种协议的代码规定为大于1500的数值，这样就不至于发生误解，并借此实现兼容。最后一个字段是一个长度为4字节的帧校验序列FCS，它对前四个字段进行循环冗余（CRC）校验。为了使发送方和接收方同步，MAC帧在总线上传输时还需要增加7个字节的前同步码字段和1字节的起始定界符（它们是由硬件生成的），其中前同步码是1和0的交替序列，供接收方进行比特同步之用；紧跟在前同步码之后的起始定界符为，接收方一旦接收到两个连续的1后，就

6、知道后面的信息就是MAC帧了。需要注意的是前同步码、起始定界符和MAC帧中的FCS字段在网卡接收MAC帧时已经被取消，因此，在截获的数据报中看不到这些字段。本节实验中重点分析EthernetV2MAC帧格式，802.3MAC帧不作具体讨论。四、实验内容实验步骤如下：（1）步骤1：在本机上运行sniffer截获报文，为了只截获和实验内容有关的报文，通过菜单的Capture->definefilter->Advanced下的IP->ICMP选项，进行设置。步骤2：在Dos环境下，输入命令“Ping本网一个IP地址”，单击“确定”按钮；步

7、骤3：停止截获报文：将结果保存为学号-MAC，并对截获的报文进行分析：1）列出截获的报文中的协议类型，观察这些协议之间的关系。在Sniffer中的协议分析是倒向的树形结构。依次是链路层，网络层，传输层和应用层。所以数据链路层中显示的是Ethertype=0800（IP），可知网络层使用的是IP协议。网络层中还有ICMP协议，将在执行过程中的出错报告，报文分组封装成IP分组，再回送给数据链路层。2）在网络课程学习中，EthernetV2规定以太网的MAC层的报文格式分为7字节的前导符、1字节的帧首定界、6字节的目的MAC地址、6字节的

8、源MAC地址、2字节的类型、46～1500字节的数据字段和4字节的帧尾校验字段。分析一个EthernetV2帧，查看这个帧由几部分组成，缺少了哪几部分？为什么？一个EthernetV2帧由6字节的目的MAC地址、6字节的源MAC地址、