以太帧封装课件.ppt

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1、第12章Ethernet帧封装程序设计基础知识例题分析练习题基础知识数据链路层的基本概念Ethernet的基本概念Ethernet帧的基本格式CRC校验,工作原理数据链路层的基本概念(1)数据链路层(DataLinkLayer)的概念，最初是由OSI参考模型提出数据链路层的主要功能：在底层的物理层提供的服务基础上，在主机之间提供无差错的数据链路数据链路层的基本概念(2)IEEE802参考模型对应于OSI参考模型的数据链路层与物理层IEEE802模型将数据链路层分为2层：逻辑链路控制(LLC，LogicalLinkControl)与

2、介质访问控制(MAC，MediaAccessControl)不同局域网在MAC层与物理层可采用不同协议，在LLC子层需要采用相同协议Ethernet的基本概念(1)Ethernet是一种总线型局域网，所有节点通过网卡连接在共享的总线上所有节点可以通过总线发送或接收数据，当一个节点通过总线以广播方式发送数据时，其它节点只能以收听方式接收数据如果同时有两个或以上节点通过总线发送数据，这时会由于发生冲突而造成传输失败Ethernet的基本概念(2)Ethernet的核心技术：带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD，CarrierS

3、enseMultipleAccesswithCollisionDetection)控制方法CSMA/CD的工作流程：先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发Ethernet帧的结构(1)帧(Frame)是数据链路层的数据传输基本单位源节点在数据的前后各添加特殊的字符构成帧，这些特殊的字符是帧头与帧尾Ethernet帧的结构(2)前导码(Preamble)：帧开始与同步帧前定界符(StartDelimiter)：帧开始与同步地址(Address)：包括目的地址与源地址，接收与发送帧的主机的硬件(MAC)地址帧长度(FrameLengt

4、h)：帧的总长度数据(Data)：发送给目的节点的实际数据帧校验和(FrameChecksum)：帧传输是否出错CRC校验的工作原理(1)数据链路层的差错控制方法纠错码：接收方发现并自动纠正传输差错，需要为数据添加足够的冗余信息检错码：接收方能发现差错并要求对方重传数据，只需为数据添加一定的冗余信息CRC校验的工作原理(2)CRC校验的工作过程发送端根据要传送的k位二进制序列，以一定规则产生一个校验用的r位二进制序列(CRC)，附加在原始信息后构成k+r位的二进制序列，然后发送整个信息接收端根据信息与CRC之间的规则来校验，以确定

5、在传输中是否出现错误CRC校验的工作原理(3)主要的CRC标准CRC标准生成多项式G(x)CRC-4x4+x+1CRC-8x8+x2+x+1CRC-12x12+x11+x3+x+1CRC-16x16+x12+x2+1CRC-ITUx16+x12+x5+1CRC-32x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1例题设计要求(1)编写一个Ethernet帧封装程序，具体要求如下要求实现的程序为图形化界面，可以输入Ethernet帧的数据字段，输出封装的帧的相关字段(前导码、帧前定

6、界符、目的地址、源地址、帧长度、数据与帧校验和)可以封装包含标准MAC地址的Ethernet帧。点击“Encap”按钮，实现对Ethernet帧的封装例题设计要求(2)程序图形界面关键问题分析(1)定义Ethernet帧的数据结构构造Ethernet帧的数据结构，需要符合IEEE802.3规定的Ethernet帧结构在这个数据结构中，依次为7字节的前导码、1字节的帧前定界符、6字节的目的地址与源地址、2字节的帧长度、46～1500字节的数据字段与4字节的帧校验和关键问题分析(2)填充Ethernet帧的各字段前导码字段填充为7个连

7、续的0xaa，帧前定界符字段填充为1个0xab，源地址与目的地址字段分别填充为MAC地址80-00-fe-85-3a-5f与80-00-ff-60-2c-dc帧长度字段根据数据部分计算得到，如果数据部分长度小于46字节，填充0来补足46个字节，帧长度字段填充为64；如果数据部分长度大于1500字节，将数据封装为多个满足要求的帧，每个帧长度需要分别计算关键问题分析(3)CRC校验算法的实现构造一个8位的寄存器CRC，将CRC初始值设为0将数据依次移入CRC的最低位，同时将CRC的最高位移出。当移出数据为1时，CRC与00000111

8、进行X0R运算；当移出数据为0时，不做运算每次CRC中的数据左移后，从输入数据中读入一位新数据。由于左移时CRC的最低位补0，当读入数据最高位为1时，将CRC的最低位置1练习题设计要求(1)编写一个Ethernet帧封装程序，具体要求如下要求实现的