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  • 二层以太网类型对应的上层协议二层以太网类型对应的上层协议 二层以太网类型对应的上层协议 EtherType 协议 0x0804 Chaosnet 0x0805 X.25 Level 3 0x0806 地址解析协议(ARP : Address Resolution ...

    二层以太网类型对应的上层协议

    EtherType 协议
    0x0804 Chaosnet
    0x0805 X.25 Level 3
    0x0806 地址解析协议(ARP : Address Resolution Protocol)
    0x0808 帧中继 ARP (Frame Relay ARP) [RFC1701]
    0x6559 原始帧中继(Raw Frame Relay) [RFC1701]
    0x8035 动态 DARP (DRARP:Dynamic RARP)反向地址解析协议(RARP:Reverse Address Resolution Protocol)
    0x8037 Novell Netware IPX
    0x809B EtherTalk
    0x80D5 IBM SNA Services over Ethernet
    0x80F3 AppleTalk 地址解析协议(AARP:AppleTalk Address Resolution Protocol)
    0x8100 以太网自动保护开关(EAPS:Ethernet Automatic Protection Switching)
    0x8137 因特网包交换(IPX:Internet Packet Exchange)
    0x814C 简单网络管理协议(SNMP:Simple Network Management Protocol)
    0x86DD 网际协议v6 (IPv6,Internet Protocol version 6)
    0x8809 Slow Protocol(OAM)
    0x880B 点对点协议(PPP:Point-to-Point Protocol)
    0x880C 通用交换管理协议(GSMP:General Switch Management Protocol)
    0x8847 多协议标签交换(单播) MPLS:Multi-Protocol Label Switching (unicast)
    0x8848 多协议标签交换(组播)MPLS, Multi-Protocol Label Switching (multicast)
    0x8863 以太网上的 PPP(发现阶段)(PPPoE:PPP Over Ethernet Discovery Stage)
    0x8864 以太网上的 PPP(PPP 会话阶段) (PPPoE,PPP Over Ethernet PPP Session Stage)
    0x88BB 轻量级访问点协议(LWAPP:Light Weight Access Point Protocol)
    0x88CC 链接层发现协议(LLDP:Link Layer Discovery Protocol)
    0x8E88 局域网上的 EAP(EAPOL:EAP over LAN)
    0x9000 配置测试协议(Loopback)
    0x9100 VLAN 标签协议标识符(VLAN Tag Protocol Identifier)
    0x9200 VLAN 标签协议标识符(VLAN Tag Protocol Identifier)
    0xFFFF 保留
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  • 链路层以太网协议

    2018-06-20 09:53:49
    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,如以太网、令牌环网、FDDI(光纤分布式数据接口)及RS-232串行线路等。以太网IP数据报与IEEE 802网络的IP数据报1)两种帧格式都采用48 bit(6字节.....

    一、链路层主要有三个目的:

    (1)为IP模块发送和接收IP数据报;

    (2)为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答;

    (3)为RARP发送RARP请求和接收RARP应答。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,如以太网、令牌环网、FDDI(光纤分布式数据接口)及RS-232串行线路等。


    二、以太网IP数据报与IEEE 802网络的IP数据报


    1)两种帧格式都采用48 bit(6字节)的目的地址和源地址(802.3允许使用16 bit的地址,但一般是48 bit地址)。这就是我们所称的硬件地址。

    2)接下来的2个字节在两种帧格式中互不相同。在802标准定义的帧格式中,长度字段是指它后续数据的字节长度,但不包括CRC检验码。以太网的类型字段定义了后续数据的类型。

        在802标准定义的帧格式中,类型字段则由后续的子网接入协议(Sub-network Access Protocol,SNAP)的首部给出。

    3)在以太网帧格式中,类型字段之后就是数据;而在802帧格式中,跟随在后面的是3字节的802.2LLC和5字节的802.2SNAP。目的服务访问点(Destination Service Access Point, DSAP)和源服务访问点(Source Service Access Point, SSAP)的值都设为0xaa。Ct rl字段的值设为3。随后的3个字节org code都置为0。再接下来的2个字节类型字段和以太网帧格式一样(其他类型字段值可以参见RFC 1340[Reynolds and Postel 1992])。

    4)CRC字段用于帧内后续字节差错的循环冗余码检验(检验和)(它也被称为FCS或帧检验序列)。

    三、链路层上的其他数据报协议(具体后续学习时补全,或者自行百度)

    1)SLIP:串行线路IP

    2)压缩的SLIP(CSLIP

    3)PPP:点对点协议


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  • 以太网数据链路层协议分析

    千次阅读 2015-07-30 21:09:29
    其他局域网,比如令牌环网、F D D I和R S-2 3 2串行线路采用的是不一样的技术,因此数据链路协议也不一致。比如PPP和SLIP就是适用于串行线路的。另外PPPOE是在以太网的基础上封装了PPP协议,方便运营商计费和...
    首先普及一下什么是以太网,以太网是一种局域网技术。它采用CSMA/CD带冲突检测的载波监听多路访问技术。其他局域网,比如令牌环网、F D D I和R S-2 3 2串行线路采用的是不一样的技术,因此数据链路层的协议也不一致。比如PPP和SLIP就是适用于串行线路的。另外PPPOE是在以太网的基础上封装了PPP协议,方便运营商计费和控制流量。
     
    一,以太网(V2)
    以太网第二版是早期的版本,是由DEC、Intel和Xerox联合首创,简称DIX。帧格式如下图:
     


    目标地址:数据传输的目标MAC地址。
      址:数据传输的源MAC地址。
    以太网类型:标识了帧中所含信息的上层协议。
    数据加填充位:这一帧所带有的数据信息。(以太网帧的大小是可变的。每个帧包括一个1 4字节的报头和一个4字节的帧校验序列域。这两个域增加了1 8字节的帧长度。帧的数据部分可以包括从4 6字节到1 5 0 0字节长的信息(如果传输小于4 6字节的数据,则网络将对数据部分填充填充位直到长度为4 6字节)。因此,以太网帧的最小长度为1 8 + 4 6,或6 4个字节,最大长度为1 8 + 1 5 0 0,或1 5 1 8个字节。)
    F C S :   帧校验序列( F C S,Frame Check Sequence)域确保接收到的数据与发送时的数据一样。当源节点发送数据时,它执行一种称为循环冗余校验( C R C,Cyclical Redundancy Check)的算法。C R C利用帧中前面所有域的值生成一个惟一的4字节长的数,即F C S。当目标节点接收数据帧时,它通过C R C破解F C S并确定帧的域与它们原有的形式一致。如果这种比较失败,则接收节点认为帧已经在发送过程中被破坏并要求源节点重发该数据。



    关于数据链路层为什么限定MTU最大为1500
    这个是由于以太网传输电气方面的限制,每个以太网帧都有最小的大小64bytes 
    最大不能超过1518bytes,对于小于或者大于这个限制的以太网帧我们都可以 
    视之为错误的数据帧,一般的以太网转发设备会丢弃这些数据帧。 
    (注:小于64Bytes的数据帧一般是由于以太网冲突产生的“碎片”或者线路干扰 
    或者坏的以太网接口产生的,对于大于1518Bytes的数据帧我们一般把它叫做 
    Giant帧,这种一般是由于线路干扰或者坏的以太网口产生)


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  • ()以太网与WiFi协议

    千次阅读 2016-07-20 15:41:44
    “小喇叭开始广播啦”,如果你知道这个,你一定是老一辈的人。“小喇叭”是五十年代到八十年代的儿童广播节目。...我们在邮差与邮局中说到,以太网和WiFi是连接的两种协议。在连接,信息以帧(frame)为单位传

    作者:Vamei 出处:http://www.cnblogs.com/vamei 

    “小喇叭开始广播啦”,如果你知道这个,你一定是老一辈的人。“小喇叭”是五十年代到八十年代的儿童广播节目。在节目一开始,都会有一段这样的播音:“小朋友,小喇叭开始广播了!” 听到这里,收音机前的小朋友就兴奋起来,准备好听节目了:这一期的内容是以太网(Ethernet)协议与WiFi。

     

    我们在邮差与邮局中说到,以太网和WiFi是连接层的两种协议。在连接层,信息以帧(frame)为单位传输。帧像信封一样将数据(payload)包裹起来,并注明收信地址和送信地址。连接层实现了“本地社区”的通信。我们先来看看以太网的帧。

     

    以太网的帧格式

    帧本身是一段有限的0/1序列。它可以分为头部数据(Payload)和尾部三部分:

    Preamble SFD DST SRC Type Payload (Data) Pad FCS Extension

    帧按照上面的顺序从头到尾依次被发送/接收。我们下面进一步解释各个区域。

     

    头部

    帧的最初7个byte被称为序言(preamble)。它的每个byte都是0xAA(这里是十六进制,也就是二进制的10101010)。通常,我们都会预定好以一定的频率发送0/1序列(比如每秒10bit)。如果接收设备以其他频率接收(比如每秒5bit),那么就会错漏掉应该接收的0/1信息。但是,由于网卡的不同,发送方和接收方即使预订的频率相同,两者也可能由于物理原因发生偏差。这就好像两个人约好的10点见,结果一个人表快,一个人表慢一样。序言是为了让接收设备调整接收频率,以便与发送设备的频率一致,这个过程就叫做时钟复原(recover the clock)。

    (就像在收听广播之前,调整转钮,直到声音清晰。网卡会在接收序言的过程中不断微调自己的接收频率,直到自己“听到”是...1010...)

    时钟调整好之后,我们等待帧的起始信号(SFD, start frame delimiter)。SFD是固定的值0xAB。这个0xAB就好像“小喇叭开始广播啦”一样,提醒我们好节目就要上演了。

    Preamble和SFD

    紧随SFD之后的是6 byte的目的地(DST, destination)和6 byte的发出地(SRC, source)。这就是我们在邮差和邮局中的介绍一样,为信封写上目的地和发出地。要注意,这里写在信封上的是对地址的“本地描述”,也就是MAC地址。MAC地址是物理设备自带的序号,只能在同一个以太网中被识别 (正如邮差只熟悉自己的社区一样)。

    头部的最后一个区域是Type,用以说明数据部分的类型。(比如0x0800为IPv4,0x0806为ARP)

     

    数据

    数据一般包含有符合更高层协议的数据,比如IP包。连接层协议本身并不在乎数据是什么,它只负责传输。注意,数据尾部可能填充有一串0(PAD区域)。原因是数据需要超过一定的最小长度。

     

    尾部

    跟随在数据之后的是校验序列(FCS, Frame Check Sequence)。校验序列是为了检验数据的传输是否发生错误。在物理层,我们通过一些物理信号来表示0/1序列(比如高压/低压,高频率/低频率等),但这些物理信号可能在传输过程中受到影响,以致于发生错误。如何来发现我们的数据是正确的呢?

    一个方法是将数据发送两遍,然后对比一下是否一样。但这样就大大降低了网络的效率。FCS采用了CRC(Cyclic Redundancy Check)算法。这就好像是一家饭店的老板雇佣了一个收银员,但他又担心收银员黑钱。可是每天营业额很大,老板即使坐在旁边看,也不能用记住收到的总数。所以他采取了一个聪明的办法:只记住收到钱的最后一位 (比如收到19元,老板记住9)。当有新的进账(比如13,尾数为3),他就将新的尾数和旧的尾数相加,再记住和的尾数(也就是2)。当收银员交给老板钱的时候,老板只用看总额的最后一位是否和自己记的最后一位相同,就可以知道收银员是否诚实了。如果说我们的数据是收银的总额的话,我们的FCS就是老板记录的尾数。如果两者不相符,我们就知道数据在传输的过程中出现错误,不能使用。

    有FCS在盯着

     

    上面的比喻实际上是用营业总额不断的除以10,获得最终的尾数。CRC算法也相类似。n位CRC算法取一个n bit的因子,比如下面的1011。数据序列结尾增加n-1个0。因子与数据序列的不断进行XOR运算,直到得到n-1位的余数,也就是100。该余数各位取反(011),然后存储在FCS的位置。

    复制代码
    11010011101100 000 <--- 数据序列末尾增加3位0
    1011               <--- 因子
    01100011101100 000 <--- XOR结果
     1011              <--- 因子
    00111011101100 000
      1011
    00010111101100 000
       1011
    00000001101100 000
           1011
    00000000110100 000
            1011
    00000000011000 000
             1011
    00000000001110 000
              1011
    00000000000101 000 
               101 1
    -----------------
    00000000000000 100 <--- 3位余数
    复制代码

     上面例子用的是4位CRC。在Ethernet中使用的因子为32位的,以达到更好的检测效果。

     

    集线器(Hub) vs. 交换器(Switch)

    以太网使用集线器或者交换器将帧从发出地传送到目的地。一台集线器或交换器上有多个端口,每个端口都可以连接一台计算机(或其他设备)。

    集线器像一个广播电台。一台电脑将帧发送到集线器,集线器会将帧转发到所有其他的端口。每台计算机检查自己的MAC地址是不是符合DST。如果不是,则保持沉默。集线器是比较早期的以太网设备。它有明显的缺陷:

    1) 任意两台电脑的通信在同一个以太网上是公开的。所有连接在同一个集线器上的设备都能收听到别人在传输什么,这样很不安全。可以通过对信息加密提高安全性。

    2) 不允许多路同时通信。如果两台电脑同时向集线器发信,集线器会向所有设备发出“冲突”信息,提醒发生冲突。可以在设备上增加冲突检测算法(collision detection):一旦设备发现有冲突,则随机等待一段时间再重新发送。

    交换器克服集线器的缺陷。交换器记录有各个设备的MAC地址。当帧发送到交换器时,交换器会检查DST,然后将帧只发送到对应端口。交换器允许多路同时通信。由于交换器的优越性,交换器基本上取代了集线器。但比较老的以太网还有可能在使用集线器。


    下面的一个视频来自CISCO,更加形象的解释了这两种设备

    http://v.youku.com/v_show/id_XNDgwNTQ5OTI4.html

     

    WiFi

    WiFi的工作方式与集线器连接下的以太网类似。一个WiFi设备会向所有的WiFi设备发送帧,其它的WiFi设备检查自己是否符合DST。由于WiFi采取无线电信号,所以很难像交换器一样定向发送,所以WiFi的安全性很值得关注。WiFi采用加密的方法来实现信息的安全性。

    (早期的WEP加密方法非常脆弱,建议使用WPA或者WPA2加密方法。隐藏WiFi设备ID的方法不是很有用。)

     

    总结

    我们深入了连接层协议的一些细节。连接层是物理与逻辑的接口,它的设计兼顾了物理需求(比如时钟复原,CRC)和逻辑需求(比如地址、数据)。由于连接层处于网络逻辑的底层,有许多基于连接层的攻击手法,这需要我们对连接层的工作方式有一定的了解,以设计出更好的网络安全策略。

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