第4章计算机局域网络2

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1、4.3.1 4.3.1 以太网（以太网（EthernetEthernet）和）和IEEE802.3IEEE802.3 以太网最早是美国数字装备公司DEC 、英特尔 Intel和施乐 Xerox（DIX）联合推出商业产品，是使用带冲突检测的载波 侦听多路访问（CSMA/CD）技术的总线型网络，称为DIX Ethernet。现行版本DIX Ethernet V2以太网； 在此基础上，IEEE 802委员会颁布了802.3标准；IEEE802.3又 叫做具有CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)的网络，称 为IEEE802.3 Ethernet； DIX Ethernet V2与IEEE802

2、.3 Ethernet略有区别。但在忽略网 络协议细节时, 人们习惯将IEEE802.3 Ethernet也直接称为“以 太网”。4.3 4.3 传统以太网传统以太网Date14.3.2 4.3.2 以太网的物理层选项以太网的物理层选项 以太网简写名称：4.3 4.3 传统以太网传统以太网数据率（数据率（MbpsMbps）基带或宽带基带或宽带 BaseBase，BroadBroad段最大长度（百米）或段最大长度（百米）或 介质类型（介质类型（T T，F F，X X）10 Base 5802.3802.3布线介质标准布线介质标准 10Base5 粗同轴 10Base2 细同轴 10Base-T

3、双绞线 10Base-F MMF 100Base-T 双绞线 100Base-F MMF/SMF 1000Base-X 屏蔽短双绞线/MMF/SMF 1000Base-T 双绞线Date2 传输介质：粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线和光纤Date3 常用的以太网MAC帧格式有两种标准 ：nDIX Ethernet V2 标准nIEEE 的 802.3 标准 最常用的 MAC 帧是DIX Ethernet V2 的格式。4.3 4.3 传统以太网传统以太网4.3.3 MAC4.3.3 MAC帧格式帧格式Date4PA： 前同步码 - 10101010序列，用于使接收方与发送方同步 SFD：帧首定界

4、 - 10101011 DA： 目的MAC地址； SA： 源MAC地址 LEN：数据长度（数据部分的字节数LLC PDU+pad）（46-1500B） Type： 类型。高层协议标识（IP:0800H；ARP:0806H；X.25:0805） LLC PDU+pad - 最少46字节, 最多1500字节 Pad：填充字段，保证帧长不少于64字节(若Data域46字节，则无Pad) FCS： 帧校验序列（CRC-32）DIX Ethernet V2DIX Ethernet V2IEEE 802.3IEEE 802.3Ethernet Ethernet 7 1 2/6 2/6 2 46-1500

5、4 7 1 2/6 2/6 2 46-1500 4 字节字节FCSPA SALENSFDDALLC PDUPad校验区间校验区间64-1518 64-1518 字节字节7 1 6 6 2 46-1500 4 7 1 6 6 2 46-1500 4 字节字节FCSPA SATypeSFDDADataPadDate5MAC 帧字节6624IP 层物理层目的地址源地址长度/类型FCSMAC 层10101010101010 10101010101010101011前同步码帧开始 定界符7 字节1 字节8 字节插 入数 据MAC 子层IP 层LLC 子层802.2 LLC 帧当长度/类型字段 表示长度时

6、802.3 MAC 帧以太网 V2MAC 帧这种 802.3 + 802.2 帧已经较少使用目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 150043 1497111DSAP SSAP111控制 数 据字节DSAPSSAP控制IP 数据报IP 数据报Date6MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网 V2 的 MAC 帧格式目的地址字段 6 字节Date7MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网 V2 的 MAC

7、帧格式源地址字段 6 字节Date8MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网 V2 的 MAC 帧格式类型字段 2 字节类型字段用来标志上一层使用的是什么协议， 以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。 当类型字段的值是0x0800时，就表示上层使用的IP数据报。若类型字段的值为0x8137，则表示该帧是由Novell IPX发过来的。Date9MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网 V2 的 MAC

8、 帧格式数据字段 46 1500 字节数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段 最小长度 64 字节 18 字节的首部和尾部 = 数据字段的最小长度 Date10MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网 V2 的 MAC 帧格式FCS 字段 4 字节当传输媒体的误码率为 1108 时， MAC 子层可使未检测到的差错小于 11014。 当数据字段的长度小于 46 字节时， 应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段， 以保证以太网的 MAC 帧长不小于 64 字节。 Date11MAC 帧物理层MAC 层

9、IP 层以太网 V2MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报以太网 V2 的 MAC 帧格式10101010101010 10101010101010101011前同步码帧开始 定界符7 字节1 字节8 字节插 入在帧的前面插入的 8 字节中的第一个字段共 7 个字节， 是前同步码，用来迅速实现 MAC 帧的比特同步。 第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。 为了达到比特同步， 在传输媒体上实际传送的 要比 MAC 帧还多 8 个字节 Date12 DIX Ethernet V2同IEEE 802.3 Ethernet区别： DIX Et

10、hernet V2的Data字段中存放的是网络层分组; IEEE 802.3 Ethernet Data字段中存放的是LLC协议数据单元（LLC-PDU）。 DIX Ethernet V2中Data字段前面的字段是类型字段; IEEE 802.3 Ethernet中Data字段前面的字段是LLC-PDU的长度字节数。 两种以太网都规定帧长必须在64B1518B之间。DIX Ethernet V2中，附加填充字节的操作在高层完成;IEEE 802.3 Ethernet中，附加填充字节的操作在MAC子层完成。4.3 4.3 传统以太网传统以太网Date13 无效的 MAC 帧n帧的长度不是整数个字

11、节；n用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错；n数据字段的长度不在 46 1500 字节之间。n有效的 MAC 帧长度为 64 1518 字节之间。对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。4.3 4.3 传统以太网传统以太网Date144.3.4 4.3.4 MACMAC地址地址 IEEE802标准为每个网络设备规定了一个48位的全局地址，它是站点的全球唯一的硬件设备标识符，与其物理位置无关 ，又称网络设备物理地址或硬件地址； 在局域网中，是指局域网上的每台计算机所插入的网卡上固 化在ROM中的地址，也称为 MAC 地址。4.3 4.3 传统以太网传统以太网Date

12、15 MAC地址为6Byte（48位），可标识约70万亿个地址； MAC地址的前3个字节（高24位）称为机构唯一标识符OUI （Organization Unique Identifier），用以标识设备生产厂 商，由IEEE统一分配给厂商，例如3COM网络设备的前三 个字节是02608C； MAC地址的后三个字节（低24位）称为扩展标识符EI（ Extended Identifier），用以标识生产出来的每个联网设备，由厂商分配给每一个联网设备（例如标识每一块不同的网 卡，网卡的MAC地址可以认为就是该网卡所在站点的MAC地址） 。4.3 4.3 传统以太网传统以太网Date16 MAC地址

13、的格式4.3 4.3 传统以太网传统以太网Date17第 1最高位 最先发送最低位最高位最低位 最后发送00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001最低位 最先发送最高位最低位最高位 最后发送机构惟一标志符 OUI扩展标志符高位在前低位在前十六进制表示的 EUI-48 地址： AC-DE-48-00-00-80二进制表示的 EUI-48 地址：第 1 字节第 6 字节I/G 比特I/G 比特字节顺序第 2第 3第 4第 5第 6第 1字节顺序第 2第 3第 4第 5第 610101100 11011110 01001000 0000

14、0000 00000000 10000000802.5 802.6802.5 802.6802.3 802.4Date18网卡上的硬件地址 路由器1A-24-F6-54-1B-0E00-00-A2-A4-2C-0220-60-8C-C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-11-D2-F6路由器由于同时连接到两个网络上， 因此它有两块网卡和两个硬件地址。 Date19 目的MAC地址的三种类型（1）单播（Unicast）地址（一对一）： MAC地址的I/G位为0。拥有单播地址的帧将发送给网络中唯一一个由单播地址指定的站点。（2）广播（Broadcast）地址（一对全体

15、）： MAC地址的所有位都为1。当目的地址为广播地址时，该帧将发送给全体。（3）多播（Multicast）地址（一对多）： MAC地址的I/G位为1。当目的地址为多播地址时，该帧将发送给网络中一部分（一组）站点。4.3 4.3 传统以太网传统以太网Date20网卡检查 MAC 地址 n网卡从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 目的MAC 地址. 如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。 否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。n“发往本站的帧”包括以下三种帧： 单播(unicast)帧（一对一） 广播(broadcast)帧（一对全体） 多播(multicast)帧（一对多）Date21