Ethernet 帧的解析、封装和模拟发
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姓名：周建伟
学号：2120100402
一、背景知识
TCP/IP 支持多种不同的链路层协议，这取决于网络所使用的硬件，如
Ethernet，令牌环网，FDDI（Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数
据接口）等。基于不同的硬件的网络使用不同形式的帧结构，Ethernet 是当今
应用最广泛的局域网技术。
Ethernet V2.0 的帧结构：
前导码 帧前定界符
目的地址
DA
源地址
SA
类型字段 数据字段 帧校验字段
7B 1B 6B 6B 2B
46~150
0B
4B
1. 前导码和帧前定界符。
字段前导码由 56 位（7B）的 101010...1010 比特序列组成，帧前定界
符由一个 8 位的字节组成，其比特序列为 10101011。
如果将前导码与帧前定界符一起看，那么在 62 位 101010...1010 比特序
列之后出现 11。在这个 11 之后便是 Ethernet 帧的目的地址字段。从
Ethernet 物理层角 度看，接收电路从开始接收比特到进入稳定状态，需要一
定的时间。设计前 62 位 1 和 0 的交替比特序列的目的是保证接收电路在帧的
目的地址到来之前到达正常状 态。接收端在收到最后两位 11 时，标志在他之
后应该是帧的目的地址。前导码与帧前定界符主要起到接收同步的作用，这 8
个字节接收后不需要保留，也不计入帧 头长度。
2. 目的地址和源地址。
目的地址与源地址分别表示帧的接收节点与发送节点的硬件地址。硬件地
址一般称作 MAC 地址，物理地址或 Ethernet 地址。地址长度为 6B（即 48
位）。为了方便起见，通常使用十六进制数字书写。
Ethernet 帧的目的地址可分为 3 种：
单播地址（unicast address）：目的地址的第一位为 0 表示单播地址。
目的地址是单播地址，则表示该帧只被与目的地址相同的节点所接收
多播地址（multicast address）：目的地址第一位为 1 表示多播地址。
目的地址是多播地址，则表示该帧被一组节点所接收。
广播地址（broadcast address）：目的地址全为 1 表示广播地址。
目的地址是广播地址，则表示该帧被所有所有节点接收。
3. 类型字段
类型字段表示的是网络层使用的协议类型。常见的协议类型：0800 表示
网络层使用 IP 协议，0806 表示网络层使用 ARP 协议，8137 表示网络层使用
Novell IPX 协议，809b 表示网络层使用 Apple Talk 协议。
4. 数据字段
IEEE 802.3 协议规定数据的长度在 46~1500B 之间。如果数据的长度
少于 46B，需要加填充字节，补充到 46B。填充字节是任意的，不计入长度字
段中。 帧头部分长度为 18B，包括 6B 的目的地址字段，6B 的源地址字段，
2B 的类型字段和 4B 的帧校验和字段，而前导码与帧前界定符不计入帧头长度
中，那 么，Ehternet 帧的最小长度为 64B（46B+18B），最大长度为
1518B（1500B+18B）。设置最小帧长度的一个目的是使每个接收节点 能够
有足够的时间检测到冲突
5. 帧校验字段
帧校验字段 FCS 采用 32 位 CRC 校验。校验的范围包括目的地址字段、源
地址字段、长度字段、LLC 数据字段。在接收端进行校验，如果发现错误，帧
将被丢弃。在本次作业中，为了简便起见，采用 8 位的 CRC 校验。8 位 CRC
校验的生成多项式为：
二、开发环境
平台：Windows XP SP3；
环境：Visual Studio 2005
语音：C#
三、程序介绍
3.1 运行方式
1.点桌面的“开始”菜单->“运行”->键入“cmd”->进入控制台界面；
2.进入可执行程序所在文件夹；
运行界面
3.从上图可见，本程序能执行三种命令
帮助命令 “EthernetFrame /h”
解析命令 “EthernetFrame /u 数据文件名”
封装命令 “EthernetFrame /e 数据文件名”
命令说明：1、不区分大小写；2、数据文件名自行定义；3、执行封装命令时，若当前目录
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