第3章---链路层协议分析

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1、第3章链路层协议分析在TCP/IP协议族中，链路层也叫网络接口层，包含着OSI参考模型的数据链路层和物理层。数据帧在这里转换成在网络传输媒体上传送的比特流，或将从传输媒体上接收到的比特流组装成数据帧。本章将着重学习链路层最常用的以太网协议，并详细比较DIXEthernetV2和IEEE802.3封装的异同，对SLIP和PPP只做简单的介绍。实验部分要求掌握分析链路层帧的基本方法。1第3章链路层协议分析有线介质——导线管（导向媒体）双绞线T电信号10BaseT（10：带宽Base：基带）同轴电缆C电信号光纤F光信号无线介

2、质——电磁波2传输介质LAN允许一些独立设备在受限地理范围内彼此直接通信共享介质——广播式技术3局域网（LAN）LAN接入方法地址速率帧EthernetCSMA/CD610M、100M1G、10G数据帧令牌环令牌传递64M、16M数据帧、令牌帧FDDI令牌传递2或6100M数据帧、令牌帧MAC地址3.1链路层的作用4在图3-1中“硬件接口”即对应着链路层的主体。从图中可以看出，链路层主要有三个目的：（1）为IP模块发送和接收IP数据报；（2）为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答；（3）为RARP发送RARP

3、请求和接收RARP应答。在这里可以十分明确：链路层在各层协议中要直接打交道的就是三个协议IP、ARP和RARP。53.1链路层的作用网络在链路层所使用的硬件不同则采用不同的链路层协议。如：以太网、令牌环网、FDDI（FiberDistributedDataInterface，光纤分布式数据接口）及RS-232串行线路等。今天的TCP/IP能够支持多种不同的链路层协议。在网络技术中，局域网占有非常重要的地位。按照网络拓扑结构局域网可以分为星型、环形、总线型和树形网络，代表性的网络主要是以太网、令牌环网和令牌总线网。6经过

4、数十年的发展，特别是近年来千兆以太网和万兆以太网的飞速发展，采用CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection，载波侦听多路访问/冲突检测）接入方法的以太网已经在局域网市场中占有绝对的优势。以太网几乎成为局域网的同义词。本章将以以太网作为主要的学习内容。73.1链路层的作用3.2以太网的帧结构TCP/IP支持多种不同的链路层协议，现在最为广泛使用的链路层协议有以太网、串行接口链路等。3.2.1以太网的两种主要标准以太网是在1982年由美国DEC、Intel和X

5、erox三家公司联合制定的局域网技术标准，目前采用的是EthernetV2标准，因此也叫DIXEthernetII格式。在TCP/IP标准中由RFC894[Hornig，1984]来说明，是目前最常用的局域网标准。8IEEE802是一个标准集，是由IEEE（InstituteofElectricalandElectronicEngineers，国际电子电气工程师协会）在以太网推出后不久公布的一个局域网标准。IEEE802将数据链路层分为两个子层，即LLC（LogicalLinkControl,逻辑链路控制层）和MAC（

6、MediaAccessControl，介质访问控制层）。IEEE802.2规定了LLC的有关内容，而802.3则针对整个CSMA/CD网络对MAC有具体的规定。IEEE802的MAC子层用于规定网络传输介质或称为网络媒体的访问，LLC子层则用于管理在两个MAC层地址之间的点到点数据传输。802.4和802.5都是令牌网络有关的标准，现已较少使用。9IEEE802标准关系图1011局域网数据链路层功能LLC子层的功能数据帧的组装与拆卸帧的收发差错控制数据流量控制发送顺序控制：给帧加上序号为网络层提供两种类型的服务面向连接

7、服务和无连接服务MAC子层的功能成帧、进行合理的信道分配解决信道竞争问题123.2.2以太网帧的封装结构现在采用的以太网主要的两种不同规格的标准，分别由RFC894（EthernetII）、RFC1042（IEEE802网络）来规定了两种不同形式的封装格式，如图3-2所示。图中帧格式下的数字表示对应字段的字节数。1314从图3-2可以看到，两种帧格式都采用48bit（6字节）的目的地址和源地址，这就是硬件地址（MAC地址）。接下来的2个字节在IEEE802的是长度字段，是指它后续数据的字节长度，但不包括CRC检验码；E

8、thernetII此处是类型字段，定义了后续数据的类型。请思考：系统是如何区分收到的帧该位置的2个字节是表示长度还是类型的呢？153.2以太网的帧结构当类型值≥0800H时，表示帧的类型。如：该字段的值=0800H时表示数据部分是IP包；该值=8137H时，表示数据部分是IPX包。当类型值<0800H时，该字段表示数据部分的长度在