一：数据链路层的功能

1.1 数据链路层的建立，维护与拆除

1.2帧包装，帧传输，帧同步

1.3帧的差错恢复

采用重传的方法进行。

1.4流量控制

确保中间传输设备的稳定及收发双方传输速率的匹配。

二：以太网帧格式

2.1以太网MAC地址

用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备。

因MAC地址是由48位二进制数组成，所以通常分为六段。其中前24位是生产厂商想IEEE申请的厂商编号，后24位是网络接口卡序列号。MAC地址的第八位为0时，表示该MAC地址为单播地址，为1时，表示该MAC地址为组播地址。

2.2以太网帧格式

以太网有多种帧格式，这里介绍最为常用的Ethernet II的帧格式，该帧共包含六个域。

前导码包含八字结，包含一层帧起始定界符。在以太网中，前导码被认为是物理层封装的一部分，而不是数据链路层的封装。

目的地址包含六字节，标识了帧的目的站点MAC地址。目的地址可以是单播地址（单个目的地），组播地址（组目的地）或广播地址。

源地址包含六字节，源地址标识了发送帧站点的MAC地址。源地址一定是单播地址。（第八位是0）

类型域包含两字节，用来表示上层协议的类型，如0800H表示IP协议。

数据域包含46-1500字节。数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息。 类型域和数据域可以理解为数据包

帧校验序列包含四字节，是从目的地址到数据域结束这一部分的校验。

三：交换机的转发原理。 重点！！！

3.1环境

三台初始化PC机
一台初始化交换机。

3.2过程：

A主机想要将数据帧发送给B主机。

3.3原理：

1. MAC地址学习

   

   因交换机处于初始状态，所以交换机中不存在MAC地址表，此时，A主机想发送数据帧给B主机，必然经过1号接口进入交换机，此时，交换机便会将A主机的源地址和收到该数据帧的接口编号（1号接口）对应起来，添加到交换机的MAC地址表中。

2. 广播未知数据帧

   

   交换机知道A主机要将信息发送给B主机，但交换机目前只知道A主机的MAC地址，所以交换机在MAC地址表中找不到B主机的MAC地址，所以，交换机采用广播的方式，除了1号接口之外的所有接口都将转发这个数据帧，于是，B主机和C主机都会收到这个数据帧。

3. 接收方回应消息

B主机和C主机都接收到数据帧后，C主机查看数据帧，发现和自己没关系，所以不做回应。B主机发现对方的数据帧正式发给自己的，所以B主机会响应这个广播，并回应一个数据帧（B主机的源地址22…目标地址11…），此时，数据帧通过2号接口经过交换机，交换机便会将这个数据帧的源地址和接口编号（2接口）对应起来，添加到MAC地址表中。

4. 交换机实现单播通信

   此时，A主机和B主机的通信便不需要借助广播了，因为交换机MAC地址表中已经记录了它们的条目。所以现在A主机和B主机通信，交换机会直接将数据通过对应接口发送给对方。

四：交换机的命令行配置

4.1用户模式

交换机启动完按下Enter键，首先进入的就是用户模式。该模式下，用户受到极大的限制，只能查看一些统计信息。

4.2特权模式

用户模式下输入enable（可以简写为“en”）命令就可以进入特权模式，该模式可以查看并修改Cisco设备的配置。

4.3全局配置模式

特权模式下输入config terminal（可简写为“conf t”）命令就可以进入全局配置模式，用户在该模式下可修改交换机的全局配置。

4.4接口模式

在全局配置模式下输入interface fastetherent 0/1（可简写为“int f0/1”）命令就可以进入接口模式。与全局模式不同，用户在该模式下所做的配置都是针对f0/1这个接口所设定的。

4.5查看MAC地址表

特权模式输入命令：show mac-address-table[dynamic],"dynamic"是可选参数，可以使交换机只显示交换机动态学习到的MAC地址。

4.6配置接口的双工模式和速率

1.1配置指定接口的通信速率

命令行如下：Switch（config-if）#speed[10/100/1000/auto]

speed:配置接口速率的关键字

10/100/1000：为借口配置具体速率值。我们现在一般设置为100

auto：接口与对端自动协商通信速率。

1.2指定接口的双工模式

命令行如下:switch(config-if)#duplex[full /half /auto]

duplex:配置双工模式的关键字

full：将接口的双工模式指定为全双工

half：将接口的双工模式指定为半双工

auto：将接口的双工模式指定为自动协商

两台交换机的双工模式一般为全双工。duplex full

1.3查看接口的双工模式和通信速率

命令：show interface f1/0,在特权模式下就可以。

从显示结果中可以看出，链路建立后，双工模式协商为全双工，速率模式协商为100M/S通信速率。

一、实验名称  

分析数据链路层帧结构

二、实验目的：

1. 掌握使用Wireshark分析俘获的踪迹文件的基本技能；

2. 深刻理解Ethernet帧结构。

3. 深刻理解IEEE 802.11帧结构。

三、实验内容和要求

1. 分析俘获的踪迹文件的Ethernet帧结构；

2. 分析IEEE 802.11帧结构。

四、实验环

1、运行Windows 2008 Server/Windows XP/Windows 7操作系统的PC一台

2、PC具有以太网卡一块，通过双绞线与网络相连；或者具有适合的踪迹文件

3、每台PC运行程序协议分析器Wireshark

五、操作方法与实验步骤

1、分析踪迹文件中的帧结构

选取第10号帧进行分析

进一步分析Ethernet II帧结构 

其中看到源MAC地址为3c:91:80:d2:e3:e9,目的MAC地址为b6:0f:b3:c0:df:45;以太类型字段中值为0x0800，表示该帧封装了IP数据报；以及MAC地址分配的相关信息。

1. 分析以太帧结构

将计算机联入网络，打开Wireshark俘获分组，从本机向选定的Web服务器发送Ping报文。回答下列问题:

(1)本机的48比特以太网MAC地址是什么?

(2)以太帧中目的MAC地址是什么?它是你选定的远地Web服务器的MAC地址吗?(提示:不是)那么，该地址是什么设备的MAC地址呢? (这是一个经常会误解的问题，希望搞明白。)

(3)给出2字节以太类型字段的十六进制的值。它表示该以太帧包含了什么样的协议?上网查找如果其中封装的IPv6协议，其值应为多少?

用本机Ping报文，用CMD使用命令ping www.baidu.com -t发送Ping报文

接下来用wireshark俘获报文 

 （1）本机的48比特以太网MAC地址是：b4:a9:fc:0d:75:d0

 （2）以太网帧目的地址b6:0f:b3:c0:df:45，不是选定的远地Web服务器MAC地址，是IP包下一跳所要到达的网络设备的MAC地址。

（3）2个字节标识出以太网帧所携带的上层数据类型，如16进制数0x0800代表IP协议数据，16进制数0x809B代表AppleTalk协议数据，16进制数0x8138代表Novell类型协议数据等。封装的IPv6协议，其值应为0110.

六、实验体会、质疑和建议

学会利用wireshark俘获报文，分析俘获的踪迹文件的Ethernet帧结构。

并判断出帧的源MAC地址和目的MAC地址。并分析以太类型各字段，表示该帧封装了IP数据报，以及MAC地址分配的相关信息。

一：在做此实验之前，我先了解了基础知识。

1：报文类型有哪些 ？（以下是常用报文类型）

ICMP（InternetControl Message Protocol）——网际控制报文协议——– 1
IGMP（Internet Group Management Protocol）——网际组管理协议——-2
TCP（Transmission Control Protocol ）————–传输控制协议———- 6
UDP（User Datagram Protocol）———————用户数据报协议——- 17
OSPF（Open Shortest Path First）————-开放式最短路径优先——— 89

2：什么是ICMP协议 ？

ICMP是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。一般是我们用来进行差错检验的协议，它是TCP/IP协议族的一个子协议，属于网络层协议，主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。

3：ICMP报文格式

4：Ethernet V2 与 Ethernet II 报文格式

5：实验目的

了解Ethernet V2标准规定的MAC帧结构，初步了解TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。

6：实验设备

  实验室局域网中任意两台主机PC1、PC2

7:实验过程

（1）打开wireshark软件，点击捕获——>选择“捕获过滤器”

（2）在运行框中输入命令“cmd”,进入DOS界面输入命令ipfing  ,获取本机的IP地址，之后输入 ping 另一台主机IP，