分析数据链路层帧结构
数据链路层---------报文结构（帧）
数据链路层---------报⽂结构（帧）1. Ethernet帧（除去上层负载后长度为18字节）以太帧有好多种，我们最常⽤到的是Ethernet IIEthernet II即DIX 2.0：Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太⽹标准帧格式。
Cisco名称为：ARPAEthernet II类型以太⽹帧的最⼩长度为64字节（6＋6＋2＋46＋4），最⼤长度为1518字节（6＋6＋2＋1500＋4）。
其中前12字节分别标识出发送数据帧的源节点MAC地址和接收数据帧的⽬标节点MAC地址。
（注：ISL封装后可达1548字节，802.1Q封装后可达1522字节）接下来的2个字节标识出以太⽹帧所携带的上层数据类型，如下：IPv4: 0x0800ARP:0x0806PPPoE:0x8864802.1Q tag: 0x8100IPV6: 0x86DDMPLS Label:0x8847在不定长的数据字段后是4个字节的帧校验序列（Frame. Check Sequence，FCS）2. ARP （ARP Header长度:8字节）硬件类型：1 表⽰以太⽹协议类型：和Ethernet数据帧中类型字段相同OP操作字段：1 表⽰ARP请求2 表⽰ARP应答3 表⽰RARP请求4 表⽰RARP应答3. 802.1q VLAN数据帧(4字节）基于802.1Q的VLAN帧格式Type：长度为2字节，取值为0x8100，表⽰此帧的类型为802.1Q Tag帧。
PRI：长度为3⽐特，可取0～7之间的值，表⽰帧的优先级，值越⼤优先级越⾼。
该优先级主要为QoS差分服务提供参考依据（COS）。
VLAN Identifier (VID) : 长度12bits，可配置的VLAN ID取值范围为1～4094。
通常vlan 0和vlan 4095预留，vlan1为缺省vlan，⼀般⽤于⽹管。
QinQ帧格式4. PPP帧（除去信息字段后长度为：8字节）PPP报⽂格式PPP报⽂的内容是指Address、Control、Protocol和Information四个域的内容。
数据链路层传输数据的基本单位
数据链路层传输数据的基本单位数据链路层是OSI模型中的第二层，主要负责将网络层提供的数据包转换为物理层可以传输的比特流，并且在传输过程中进行差错检测和纠正。
在数据链路层中，传输数据的基本单位是帧（Frame），本文将详细介绍帧的组成和传输过程。
一、帧的组成帧由三个部分组成：首部（Header）、数据（Data）和尾部（Trailer）。
其中，首部和尾部也称为帧头（Frame Header）和帧尾（Frame Trailer），它们是固定长度的字段，用于标识帧的起始和结束位置。
数据则是可变长度的字段，用于携带网络层提供的数据包。
1. 帧头帧头包含了以下信息：(1) 前导码（Preamble）：用于同步发送方和接收方时钟信号。
它由一组连续且相同的比特构成，通常为10101010。
(2) 目标地址（Destination Address）：指示接收方MAC地址。
(3) 源地址（Source Address）：指示发送方MAC地址。
(4) 类型/长度字段（Type/Length Field）：用于指示数据字段中携带的协议类型或数据长度。
如果该字段值小于等于1500，则表示携带的是长度信息；如果该字段值大于1500，则表示携带的是协议类型信息。
2. 数据数据字段是可变长度的，用于携带网络层提供的数据包。
它的长度取决于网络层提供的数据包长度。
3. 帧尾帧尾包含了以下信息：(1) 帧校验序列（Frame Check Sequence，FCS）：用于检测帧在传输过程中是否发生差错。
它通常是一个32位的循环冗余校验（CRC）码。
(2) 帧结束标志（Frame End Delimiter）：用于标识帧的结束位置。
它由一组连续且相同的比特构成，通常为10101011。
二、帧的传输过程帧在物理层以比特流的形式进行传输。
发送方将帧转换为比特流后，通过物理介质发送到接收方。
接收方接收到比特流后，将其转换为原始帧，并进行差错检测和纠正。
数据链路层的帧结构
数据链路层的帧结构数据链路层在物理层的上⾯⼀层，它主要分两种信道点对点信道和⼴播信道。
区分他们就看是⼀对⼀的点对点的通信⽅式，还是⼀对多的⼴播模式。
点对点的主要协议为PPP，以前还有⼀种可靠传输的协议HDLC，现在⽤的已经⽐较少了。
PPP的主要作⽤是⽤户PC连接到ISP的协议，然后再通过通过ISP连接到Internet。
当⽤户拨号接⼊ISP后，就建⽴了⼀条从⽤户PC机到ISP的物理连接。
这时，⽤户PC机向ISP发送⼀系列的LCP（链路层控制协议）分组（封装成多个PPP帧），以便建⽴LCP连接。
这些分组及其响应选择了将要使⽤的⼀些PPP参数。
接着还要进⾏⽹络层配置，NCP给新接⼊⽤户PC机分配⼀个临时的IP地址。
这样，⽤户PC机就成为因特⽹上的⼀个有I地址的主机了。
当⽤户通信完毕，NCP（⽹络控制协议）释放⽹络层连接，回收分配出去的IP地址。
接着，LCP释放数据链路层连接。
最后释放的是物理层的连接。
当⽹络层配置完毕后，链路就进⼊可进⾏数据通信的“链路打开”状态。
链路的两个PPP端点可以彼此向对⽅发送分组。
两个PPP端点还可发送回送请求LCP分组和回答LCP分组，以检测链路的状态。
数据传输结束后，可以由链路的⼀端发出终⽌请求LCP分组，请求终⽌链路连接，在收到对⽅发来的终⽌确认LCP分组后，转到链路终⽌状态。
如果链路出现故障，也会从链路打开状态转到链路终⽌状态。
当天之解调器的载波停⽌后，则回到链路静⽌状态。
从设备之间⽆链路开始，到建⽴物理链路，再建⽴LCP链路。
经过鉴别后再建⽴NCP链路，然后才能交换数据。
由此可见，PPP协议已不是纯粹的数据链路层的协议，它还包含了物理层和⽹络层的内容。
有关于点对点信道的东西就介绍这么多，⽬前主要介绍⼴播信道。
关于拓扑分类的东西⼤家很好理解。
在这⾥也就不多做介绍了。
直接介绍以太⽹的两个标准常⽤的以太⽹MAC帧有两种标准，⼀种是DIX ethernet V2标准另⼀种是IEEE的802.3标准以太⽹V2的MAC帧⽐较简单，由五个字段组成。
网络通信的数据包(帧)的结构及原理
网络通信的数据包(帧)的结构及原理
在网络通信中,”包”(Packet)和”帧”(Frame)的概念相同,均指通信中的一个数据块.对于具体某种通信网络,一般使用术语”帧”.一种网络的帧格式可能与另一种网络不同,通常使用术语”包”来指一般意义的帧.串行通信的数据格式有面向字符型的数据格式,如单同步、双同步、外同步；也有面向比特型的数据格式,这以帧为单位传输,每帧由六个部分组成,分别是标志区、地址区、控制区、信息区、帧校验区和标志区.
串行通信协议属于ISO国际参考标准的第三层,数据链路层.数据链路层必须使用物理层提供给它的服务.物理层所做的工作是接收个一个原始的比特流,并准备把它交给目的地.不能保证这个比特流无差错.所接收的比特的数量也许少于,也许等于或多于所传递的比特的数量,它们具有不同的值.一直要上到数据链路层才能进行检测,如果需要的话,纠正错误.对于数据层,通常的方法是把比特流分成离散的帧,并对每一帧计算出校验和…….当一帧到达目的地后重新计算校验和时,如果新算出的校验和不同于帧中所包括的值,数据链路层就知道出现差错了,从而会采取措施处理差错(即,丢弃坏帧,并发回一个差错报告).
数据链路层的任务是在两个相邻接点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据.每一帧包括数据和必要的控制信息.人们发现,对于经常产生误码的实际链路,只要加上合适的控制规程,就可以使通信变为比较可靠的.如IBM公司推出了着名的体系结构SNA,在SNA的数据链路规程采用了面向比特的规程SDLC,后来ISO把它修改后称为HDLC,译为高级数据链路控制.在INTERNET 中,用户与ISP(INTERNET服务提供者)之间的链路上使用得最多的协议就是SLIP和PPP.。
数据链路层帧结构解析（精品）
对模拟帧结构的解析一、编制程序的目的目的是应用数据链路层与介质访问控制子层的知识，根据数据链路层的基本原理，通过解析已封装好的Ethernet 帧，了解Ethernet 帧结构的各个字段的含义，从而深入理解Internet 协议族中的最底层协议——数据链路层协议。
也为后续的实验积累编程经验。
1.1前期准备：1.1.1 CRC-8按字节查表检验算法将字节序列按字节可写成：∑=ni i B D 082，按照CRC 原理，对D 左移8位，然后用生成多项式G 除，G 是16位的。
∑=n i GB GD i 0822288 （1），令GR n GB n n Q +=82，代入（1）式得∑--+++=-2082)1(8228222)(288188n i GB n GB GR n n G D i n n Q （2），令GR GR GR nL nH n +=8228，其中，nH R ，nL R 分别是n R 的高8位，低8位，代入（2）式，得：∑--++++=-208)1(8228222)(28188n i GB n GB R GR nn GD in nH nL Q （3）此时，可令GR n GB R GR n n nH nL Q 1818122--+=+-+ （4）则（3）式为：∑----+++=-208)2(82)1(81822222818n i GB n GR n n n n G D in Q Q （5）类推，将得到：GR n n n n nn G D Q Q Q Q 080)2(82)1(8182 (222)+++++=---- （6）由（6）式知，即第n-1字节的CRC 余码 = 第n 字节CRC 余码低8位 + 第n 字节CRC 余码高8位与第n-1字节和的CRC 余码。
这个结论正是参考文献3告诉我们的方法推出的结论。
二、程序说明 2.1 思路结合给定的模拟帧结构定义相应得数据结构（帧类），并定义一个帧装载类。
数据链路层技术中的数据帧结构解析(三)
数据链路层技术中的数据帧结构解析数据链路层是计算机网络体系结构的一个重要层次，负责将网络层传来的数据包分割成帧，并在物理层上进行传输。
数据帧是数据链路层的基本传输单位，是一种结构化的数据格式。
本文将深入探讨数据链路层技术中的数据帧结构解析。
1. 数据帧概述数据帧是数据链路层中的基本单位，主要包括帧首部、帧信息字段和帧尾部。
帧首部和帧尾部分别用于标识一个数据帧的开始和结束。
帧信息字段是数据帧中实际承载的数据。
数据帧的结构化形式使得数据链路层能够在传输过程中实现可靠性、流量控制和错误检测等功能。
2. 帧首部帧首部是数据帧的开头部分，通常由几个字段组成。
其中最重要的字段是目的地址和源地址字段，它们用于标识帧的接收方和发送方。
目的地址字段指明了接收方设备的地址，而源地址字段则表示发送方设备的地址。
这些地址可以是物理地址（MAC地址）或逻辑地址（IP地址）。
除了地址字段，帧首部还可能包含其他控制信息字段，例如帧类型字段、数据帧长度字段等。
帧类型字段指示了数据帧所承载的数据类型，如IP数据包、ARP请求等。
数据帧长度字段则记录了整个数据帧的长度，以便接收方设备能够正确解析数据帧。
3. 帧信息字段帧信息字段是数据帧中实际承载的数据部分。
它的内容可以是上层协议传输的数据，也可以是控制信息。
帧信息字段的长度是可变的，取决于上层协议传输的数据量。
帧信息字段通常包括数据部分和校验和字段。
数据部分是上层协议传输的原始数据，例如HTTP请求、电子邮件内容等。
校验和字段用于检测数据帧在传输过程中是否发生了错误，以保证数据的完整性。
通常，发送方设备会在帧信息字段上进行校验和计算，并将结果存储在校验和字段中。
接收方设备在接收到数据帧后会重新计算校验和，并与接收到的校验和字段进行比较，以确定数据是否发生了错误。
4. 帧尾部帧尾部是数据帧的结束部分，通常由一个或多个字段组成。
其中最重要的字段是帧校验和字段。
帧校验和字段用于检测整个数据帧在传输过程中是否发生了错误，并对接收到的数据帧进行纠错。
数据链路层技术中的数据帧结构解析
数据链路层技术中的数据帧结构解析1. 前导码（Preamble）：前导码是一个连续的非固定模式的位序列，用于同步发送和接收设备的时钟。
它的作用是在传输数据之前进行同步，并告知接收设备数据的开始。
2. 帧开始标志（Start of Frame Delimiter，SFD）：帧开始标志是一个特定的位序列，用于指示数据帧的开始。
它的作用是在前导码结束后确定帧的边界。
3. 目的地址（Destination Address）：目的地址字段指定数据帧的接收方的物理地址。
通常是一个MAC（Media Access Control）地址。
4. 源地址（Source Address）：源地址字段指定数据帧的发送方的物理地址。
也是一个MAC地址。
5. 长度/类型（Length/Type）：长度字段或类型字段用于表示整个数据帧的长度（如果使用长度字段）或数据帧的类型（如果使用类型字段）。
6. 数据（Data）：数据字段包含网络层传输的数据。
具体的数据大小由长度字段或数据帧的最大长度决定。
7. 帧检验序列（Frame Check Sequence，FCS）：帧检验序列用于检测数据帧在传输过程中是否出现了错误。
常见的FCS计算方法是通过CRC （循环冗余校验）算法生成一个固定长度的校验值，接收设备根据这个校验值来判断数据帧是否正常。
8. 帧结束标志（End of Frame Delimiter，EFD）：帧结束标志是一个特定的位序列，用于指示数据帧的结束。
它的作用是在帧数据结束后确定帧的边界。
以上就是数据链路层技术中数据帧结构的各个字段。
值得注意的是，不同的数据链路层协议（例如以太网、Wi-Fi等）可能会略有不同的数据帧结构，但是这些字段的基本概念和作用是相通的。
数据帧结构的设计旨在提供稳定、可靠的数据传输，并保证数据的完整性和准确性。
数据帧的结构特点
数据帧的结构特点全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：数据帧是计算机网络中传输数据的基本单位，它负责将传输层的数据进行分割和封装，以便在网络中传输。
数据帧的结构特点包括帧头、帧尾、数据部分和校验部分等。
在数据帧中，帧头和帧尾用来标识数据的开始和结束位置，数据部分则存储了传输的实际数据，校验部分用来验证数据的完整性。
数据帧的结构特点之一是帧头。
帧头通常包含了很多重要信息，比如目的地址、源地址、帧类型等。
目的地址指的是数据帧要发送到的目标设备的地址，源地址指的是数据帧的发送者的地址，帧类型指明了数据帧使用的协议类型，这些信息可以帮助网络设备正确地处理数据帧。
另一个重要的特点是帧尾。
帧尾通常包含了一个校验字段，用来验证数据在传输过程中是否发生了错误。
校验字段的计算通常使用差错检测码（CRC）或者循环冗余检测（CRC）等算法，确保数据的完整性。
数据部分是数据帧中存储实际数据的部分。
数据部分的长度可以是可变的，根据实际需要而定。
在数据部分的封装中，通常会包含数据的起始位置、结束位置等信息，以确保接收方正确地解析数据。
校验部分是数据帧中用来验证数据完整性的一部分。
在数据传输过程中，由于种种因素，比如信道中的干扰、设备故障等，数据可能会发生错误。
校验部分通过计算校验码，可以帮助接收方检测出错误的数据帧，避免错误数据的传输。
数据帧的结构特点主要包括帧头、帧尾、数据部分和校验部分等几个方面，这些特点共同构成了一个完整的数据帧。
在计算机网络中，数据帧的正确封装和解析对于数据的传输至关重要，只有有效地利用数据帧的结构特点，才能确保数据的安全、可靠传输。
第二篇示例：数据帧是网络通信中非常重要的概念，它是在网络通信中传输数据的基本单位。
数据帧的结构特点是其内部包含了各种必要的信息，以保证数据在网络中能够正确传输并被正确解析。
下面我们来详细了解一下数据帧的结构特点。
1. 数据帧的首部：数据帧的首部是数据帧的最前面部分，是用来标识数据帧的开始和结束，以及包含了一些必要的控制信息。
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南华大学计算机学院
实验报告课程名称计算机网络原理
姓名杨国峰
学号 20144360205
专业网络2班
任课教师谭邦
日期 2016年4月4日
成绩
南华大学
实验报告正文：
一、实验名称分析数据链路层帧结构
二、实验目得：
1、掌握使用Wireshark分析俘获得踪迹文件得基本技能；
2、深刻理解Ethernet帧结构。
3、深刻理解IEEE 802、11帧结构。
三、实验内容与要求
1、分析俘获得踪迹文件得Ethernet帧结构；
2、分析IEEE 802、11帧结构。
四、实验环境
五、操作方法与实验步骤
1、Ethernet帧结构（本地连接与无线连接）
2、IEEE 802、11帧结构
六、实验数据记录与结果分析
1.Ethernet帧结构（本地连接为例）
Ethernet II, Src: Tp-LinkT_95:c6:20 (fc:d7:33:95:c6:20), Dst: Clevo_00:a1:18 (80:fa:5b:00:a1:18) 以太网协议版本II，源地址：厂名_序号（网卡地址），目得：厂名_序号（网卡地址）
Destination: Clevo_00:a1:18 (80:fa:5b:00:a1:18) 目得：厂名_序号（网卡地址）
Source: Tp-LinkT_95:c6:20 (fc:d7:33:95:c6:20) 源：厂名_序号（网卡地址）
Type: IP (0x0800) 帧内封装得上层协议类型为IP Padding: 0 所有内边距属性
2、分析IEEE 802、11帧结构
Protocol version：表明版本类型，现在所有帧里面这个字段都就是0x00。
*Type：指明数据帧类型，就是管理帧，数据帧还就是控制帧。
Subtype：指明数据帧得子类型，因为就算就是控制帧，控制帧还分RTS帧，CTS 帧，ACK 帧等等，通过这个域判断出该数据帧得具体类型。
To DS/From DS：这两个数据帧表明数据包得发送方向，分四种可能情况讨论： **若数据包To DS为0，From DS为0，表明该数据包在网络主机间传输。
**若数据包To DS为0，From DS为1，表明该数据帧来自AP。
**若数据包To DS为1，From DS为0，表明该数据帧发送往AP。
若数据包To DS为1，From DS为1，表明该数据帧就是从AP发送自AP得，也就就是说这个就是个WDS(Wireless Distribution System)数据帧。
Moreflag：分片标志，若数据帧被分片了，那么这个标志为1，否则为0。
*Retry：表明就是否就是重发得帧，若就是为1，不就是为0。
PowerManage：当网络主机处于省电模式时，该标志为1，否则为0。
Moredata：当AP缓存了处于省电模式下得网络主机得数据包时，AP给该省电模式下得网络主机得数据帧中该位为1，否则为0。
Wep：加密标志，若为1表示数据内容加密，否则为0。
*Order 这个表示用于PCF模式下。
Duration/ID（持续时间/标识）：表明该帧与它得确认帧将会占用信道多长时间；对于帧控制域子类型为：Power Save-Poll得帧，该域表示了STA得连接身份（AID, Association Indentification）。
3）Address（地址域）：源地址（SA）、目得地址（DA）、传输工作站地址（TA）、接收工作站地址（RA），SA与DA必不可少，后两个只对跨BSS得通信有用，而目得地址可以为单播地址（Unicast address）、多播地址（Multicast address）、广播地址（Broadcast address）。
4）Sequence Control（序列控制域）：由代表MSDU （MAC Server Data Unit）或者MMSDU（MAC Management Server Data Unit）得12位序列号（Sequence Number）与表示MSDU与MMSDU得每一个片段得编号得4位片段号组成（Fragment Number）七、实验体会、质疑与建议
通过实验，我对wireshark分析俘获得踪迹文件得基本技能有了基本了解，理解了以太网以及IEE 802、11帧得结构，Ethernet V2标准规定得MAC层报文结构进行了分析，了解TCP/IP得主要协议与协议得层次结构，，对以后得学习有很大帮助、。