计算机网络基础微课版- 课件 模块四：主题3帧格式与操作

局域网技术

主讲人：XXX计算机网络基础学习提示2134主题：

局域网体系结构、介质访问技术、帧格式与操作、以太网技术、交换式局域网、虚拟局域网、无线局域网网络体系结构和网络协议的概念

计算机网络的工作过程和实现（Implementation）技术OSI参考模型、TCP/IP参考模型的比较2

学习目标知识目标本节目标1. 掌握MAC地址的基本概念。2. 掌握以太网帧结构。通过分析数据帧的结构，让学生进一步理解协议的内涵，引导学生逐步树立规则规矩意识。素质目标技能目标能够使用网络协议工具捕获并分析以太网帧。课前评估1．在Windows的DOS界面中，使用ipconfig/all命令查看到你自己笔记本网卡的PhysicalAddress（物理地址）并记录下来，并对其组成情况进行简单描述。2．IP地址是__________层上使用的地址，物理地址是__________层使用的地址，这两类地址都具有唯一性。3．IP地址如同邮政通信地址（可以改变），物理地址如同人的姓名（一般不可改变）。设想一下，如果只通过人的姓名，你能知道他住在哪里吗__________；如果邮递员只有邮政通信地址，能将信件正确投递到特定的人吗__________。作为类比，在Internet中能否只使用IP地址或物理地址来进行通信？主题三：帧格式与操作学习目标掌握MAC地址的基本概念；掌握以太网帧结构。6

MAC地址的基本概念7

在网络通信中需要地址区来分参与通信的各个站点，用于标识网络设备的物理接口。IEEE802.3标准中寻址定义在MAC子层，所以也称为MAC地址。

MAC地址是由48位的二进制数或12位的十六进制数表示的，被嵌入网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC）的芯片中，一般不能修改。存在于硬件中，故称为硬件地址或物理地址。如何查看MAC地址？MAC地址的定义MAC地址的基本概念8

MAC地址的表示MAC地址的基本概念9

MAC地址的组成IEEE为厂商分配的供应商代码由供应商按顺序分配MAC地址的基本概念10

MAC地址的类型广播地址：48位二进制都为1或12位十六进制都为F的地址，如FF-FF-FF-FF-FF-FF组播地址：第1字节的最低位为1的地址，如01-00-5E开头的地址。00000001单播地址：第1字节的最低位为0的地址，如00-18-AB开头的地址因MAC地址的第1字节的最低位和次低位的值固定，故MAC地址的容量空间为246并非248第1字节最低位为1MAC地址的基本概念11

MAC地址的管理MAC地址在以太网上传送的顺序：从左到右；在字节内部，先传低位比特，再传高位比特，即从右到左第1字节第2字节第3字节第4字节第5字节第6字节机构唯一标识符OUI扩展标识符EII/G比特(Individual/Group)0表示单播地址；1表示多播地址G/L比特(Global/Local)0表示全球管理；1表示本地管理01:02:XX:XX:XX:XX传输方式十六进制MAC地址用二进制表示10000000000000010000000100000010……网络中数据传输时的比特序列12

MAC地址的作用实现数据帧有目的的传送，所有节点都探测该数据帧的到来，只有本机的MAC地址和数据帧中携带的MAC地址一致时，才会接收该数据帧在同一网段（局域网）的两台计算机通信时，帧中封装的目的MAC地址就为目的计算机的MAC地址，如下图中主机A向主机C通信时，主机A发出帧中封装的目的MAC地址为主机C计算机的MAC地址MAC地址：28-29-02-11-11-01主机AMAC地址：28-29-02-11-33-03主机CMAC地址：28-29-02-11-22-02主机BMAC地址：28-29-02-11-44-04主机D

数据帧希望到主机C，目的MAC为28-29-02-11-33-03丢弃该帧丢弃该帧接收该帧MAC地址的基本概念13

MAC地址的作用若两台通信的计算机位于不同的网络，不能直接通信，需要借助网关，此时帧中封装的目的MAC地址为网关的MAC地址，如下图中H1向H4通信时，H1发出帧中封装的目的MAC地址为路由器A接口1的MAC地址MAC地址的基本概念以太帧结构14

层次模型结构中，每一层功能的实现机制和方法，使用协议的方式来描述，用PDU来表示，而数据链路层的PDU就是帧为了实现数据链路层的功能，首先使本层能看到有意义的数据（用户数据+控制信息），而不再是原始的比特流了，为此数据链路层采用了称为帧的PDU作为该层的逻辑传输单元数据链路层的核心任务是要根据所要实现的功能给出帧的详细定义，包括帧的三要素：语法、语义和语序以太帧结构15

帧同步。7个10101010，使用同步传输技术帧定界。1个10101011用于节点或设备的物理寻址。MAC地址，12个字节指明高层可以使用的协议。类型字段，2个字节包含多少数据。数据字段，46~1500字节检查数据是否出错。FCS字段，采用CRC-32方法，4个字节0806ARP请求/应答8035RARP请求/应答0800IP数据报以太帧结构16

帧结构分析全局单播MAC地址以太网Ⅱ帧设置上限原因接收端的缓存空间是有限的，每次发送的数据不能太长发送数据太长的话，一旦发送失败，损失很大每个终端不能一次占用时间太长类型字段为IP帧的长度范围：帧头（6+6+2）+数据（46~1500）+帧尾（4），即64~1518字节在局域网中捕获以太网帧，通过小组合理分工提高工作效率的同时，培养学生合作探究解决问题的能力。同时，在分析以太网帧结构的过程中，会遇到各种各样的问题，培养学生“执事敬”“事思敬”的敬业精神，善于发现问题和解决问题的工匠精神课后练习17

1．在网络中，网络接口卡的MAC地址位于OSI参考模型的__________层。2．MAC地址也称物理地址，是内置在网卡中的一组代码，由__________个十六进制数组成，总长__________bit。3．MAC地址的类型分为__________、__________和__________。课后练习18

1.下面不属于网卡功能的是（

）。A．实现介质访问控制 B．实现数据链路层的功能C．实现物理层的功能 D．实现调制和解调功能2.以下关于MAC地址叙述正确的是（

）。A．MAC地址是一种便于修改的逻辑地址B．MAC地址固化在ROM中，通常情况下无法改动C．通常只有主机才需要MAC地址，路由器等网络设备不需要D．MAC地址长度为32位，通常表示为点分十进制形式3.下列（

）MAC地址是正确的。A．00-16-5B-4A-34-2H B．192.168.1.55C．65-10-96-58-16 D．00-06-5B-4F-45-BA课后练习19

4.

以下关于MAC的说法中错误的是（）。A.MAC地址在每次启动后都会改变 B.MAC地址一共有48比特C.MAC地址也称物理地址，或计算机的硬件地址 D.MAC地址从出厂时就被固化在网卡中5.以下地址（

）表示一个网卡的物