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1、主讲教师：荆山主讲教师：荆山第二讲网络接口层协议课程组：刘悦、孙润元、荆山 荆 山 2回顾回顾TCP/IPTCP/IP四层模型从下到上依次是什么？四层模型从下到上依次是什么？IPv4IPv4地址分为几类？地址分为几类？166.111.1.0166.111.1.0是哪一类地址？是哪一类地址？环回地址是多少？有什么用处？环回地址是多少？有什么用处？什么是封装什么是封装?什么是拆装？什么是拆装？什么是复用？什么是分用？什么是复用？什么是分用？RFCRFC文档都是文档都是InternetInternet标准吗？为什么？标准吗？为什么？IPIP地址是物理地址还是逻辑地址？网卡地址是物理地地址是物理地址还
2、是逻辑地址？网卡地址是物理地址还是逻辑地址址还是逻辑地址?荆 山 3第二讲第二讲 网络接口层网络接口层学习目标学习目标理解理解TCP/IP中最底层的协议对中最底层的协议对TCP/IP的作用的作用熟悉熟悉SLIP、PPP协议协议区分以太网区分以太网v2和和802.3帧的封装格式帧的封装格式了解了解802.2协议格式协议格式理解理解MTU相关概念相关概念 荆 山 4第二讲第二讲 网络接口层网络接口层网络接口层简介网络接口层简介SLIPPPP以太网以太网v2和和802.3802系列系列 相关概念相关概念本章小结本章小结 荆 山 52.1 网络接口层简介网络接口层简介在在TCP/IP模型中模型中网络接
3、口层（链路层）网络接口层（链路层）对应于对应于ISO/OSI参考模型的物参考模型的物理层和数据链路层。理层和数据链路层。链路层协议执行的主要任务：链路层协议执行的主要任务：管理对所使用的任何联网介质的访问，称为管理对所使用的任何联网介质的访问，称为介质访问控制介质访问控制（MAC）创建一对创建一对MAC层地址之间点到点的临时链接以传输数据，称为层地址之间点到点的临时链接以传输数据，称为逻逻辑链接控制辑链接控制（LLC）因此，在制订因此，在制订802系列的网络规范时将网络接口层细分为系列的网络规范时将网络接口层细分为MAC子层和子层和LLC子层。子层。MAC子层的主要功能是：帧的封装和拆封、物理
4、介质传输差错的子层的主要功能是：帧的封装和拆封、物理介质传输差错的检测、寻址、实现介质访问控制协议。检测、寻址、实现介质访问控制协议。LLC子层的主要功能是：连接管理子层的主要功能是：连接管理(建立和释放连接建立和释放连接)、与高层的、与高层的接口、帧的可靠、按序传输及流量控制。接口、帧的可靠、按序传输及流量控制。回顾：物理层的回顾：物理层的PDUPDU是是比特比特；数据链路层的；数据链路层的PDUPDU是是数据帧数据帧 荆 山 62.1 网络接口层简介网络接口层简介链路层协议按照应用范围和数据链路的不同，分为两类：链路层协议按照应用范围和数据链路的不同，分为两类：广域网协议：广域网协议：HD
5、LC，SLIP,PPP，帧中继，帧中继，ATM局域网协议：局域网协议：802系列（系列（802.2 LLC和和802.n MAC），以太网），以太网组帧、差错校验可靠传输介质访问控制(Media Access Control)点对点链路点对点链路多路访问链路多路访问链路网络适配器网络适配器点对点协议(PPP：Point-to-Point Protocol)以太网IEEE 802.3 IEEE 802.11广域网局域网 荆 山 72.1 网络接口层简介网络接口层简介最常用的两个局域网链路层协议是最常用的两个局域网链路层协议是Ethernet、IEEE802封封装。装。以太网（以太网（Ethern
6、et）：）：Ethernet v1是最原始的一种格式，是是最原始的一种格式，是由由Xerox PARC提出的提出的3Mbps CSMA/CD（载波监听多路访问（载波监听多路访问/冲冲突检测）以太网标准的封装格式，后来在突检测）以太网标准的封装格式，后来在1980年由年由DEC，Intel和和Xerox标准化形成标准化形成Ethernet v1标准；标准；1982年公布年公布Ethernet v2，主要更改了主要更改了Ethernet v1的电气特性和物理接口，在帧格式上并无的电气特性和物理接口，在帧格式上并无变化。变化。IEEE802：几年后，：几年后，IEEE（电子电气工程师协会）（电子电气
7、工程师协会）802委员会公委员会公布了一个稍有不同的标准集，其中布了一个稍有不同的标准集，其中802.3针对整个针对整个CSMA/CD网络，网络，802.4针对令牌总线网络，针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络。这三者的共同针对令牌环网络。这三者的共同特性由特性由802.2标准来定义，那就是标准来定义，那就是802网络共有的逻辑链路控制网络共有的逻辑链路控制（LLC）目前以太网朝千兆以太网、万兆以太网、十万兆以太网的方向发目前以太网朝千兆以太网、万兆以太网、十万兆以太网的方向发展。展。荆 山 82.1 网络接口层简介网络接口层简介802.3/802.2 LLC：这是这是IEEE 正式的正
8、式的802.3标准，它由标准，它由Ethernet v2发展而来。它将发展而来。它将Ethernet v2帧头的帧头的协议类型字段替换为帧长度字段协议类型字段替换为帧长度字段(取值为取值为0000-05dc;十进制的十进制的0-1500)；并加入；并加入802.2 LLC头用以标志上层协议头用以标志上层协议。长度字段是指它后续数据的字节长度，长度字段是指它后续数据的字节长度，不包括不包括CRC检验码。检验码。实际环境中大多数实际环境中大多数TCP/IP设备都使用设备都使用Ethernet v2格式帧。格式帧。这是因为第一种大规模使用的这是因为第一种大规模使用的TCP/IP系统系统(4.2/3
9、BSD UNIX)的出的出现时间介于现时间介于RFC 894（1984：A Standard for the Transmission of IP Datagrams over Ethernet Networks）和）和RFC 1042（1988：Standard for the transmission of IP datagrams over IEEE 802 networks）之间，它为了避免不能和别的主机互）之间，它为了避免不能和别的主机互操作的风险而采用了操作的风险而采用了RFC 894的实现；也由于大家都抱着这种想的实现；也由于大家都抱着这种想法，所以法，所以802.3标准并没有如
10、预期那样得到普及。标准并没有如预期那样得到普及。荆 山 92.1 网络接口层简介网络接口层简介最常用的广域网链路层协议是最常用的广域网链路层协议是HDLC、PPP。SLIP（串行线路网际协议）：非常简单的第（串行线路网际协议）：非常简单的第2层协议，层协议，仅为仅为IP提供基本的成帧功能。提供基本的成帧功能。PPP（点对点协议）：更加复杂的功能齐全的数据链（点对点协议）：更加复杂的功能齐全的数据链路层协议，常用于拨号接入路层协议，常用于拨号接入Internet的场合。在链路建的场合。在链路建立过程中检查链路质量，还支持立过程中检查链路质量，还支持PAP和和CHAP密码验证。密码验证。RFC16
11、61。目前衍生出的新形式：目前衍生出的新形式：ADSL，PPPoE，PPPoA。PPP使用使用HDLC封装数据。封装数据。荆 山 10第二讲第二讲 网络接口层网络接口层网络接口层简介网络接口层简介SLIPPPP以太网以太网v2和和802.3802系列系列 相关概念相关概念本章小结本章小结 荆 山 112.2 SLIPSLIP：Serial Line IP，串行线路网际协议。，串行线路网际协议。起始于起始于20世纪世纪80年代。年代。SLIP是最初用于是最初用于TCP/IP通信的通信的点到点协议，是一种点到点协议，是一种在串行线路上对在串行线路上对IP数据报进行封装数据报进行封装的简单形式。的简
12、单形式。在在RFC1055中描述中描述非标准非标准的的“经串行链路传输经串行链路传输IP数据报：数据报：SLIP”通常用来将远程终端链接到通常用来将远程终端链接到UNIX主机，也可通过租用主机，也可通过租用或拨号串行线路进行主机到路由器或路由器到路由器或拨号串行线路进行主机到路由器或路由器到路由器的通信，使用的线路速率一般介于的通信，使用的线路速率一般介于1200bps和和19.2Kbps之间。之间。仅支持仅支持TCP/IP，只用于点到点链接，帧界定是，只用于点到点链接，帧界定是SLIP提提供的唯一服务。供的唯一服务。荆 山 122.2 SLIPSLIP：Serial Line IP，串行线路
13、网际协议。，串行线路网际协议。IP数据包向下传给数据包向下传给SLIP。SLIP将其分解为字节，并以每次发送一将其分解为字节，并以每次发送一个字节的方式来传送。个字节的方式来传送。最后一个字节发送后，会发送一个特殊的字节，告诉接收设备该最后一个字节发送后，会发送一个特殊的字节，告诉接收设备该数据报已经结束，这个字节称为数据报已经结束，这个字节称为SLIP END。SLIP END的十进制字节值等于的十进制字节值等于192（十六进制的（十六进制的00，二进制的，二进制的11000000）简言之：简言之：SLIP成帧的基本过程：获取整个数据报，每次发送一个成帧的基本过程：获取整个数据报，每次发送一
14、个字节，然后发送字节字节，然后发送字节192以界定数据报的结束。以界定数据报的结束。改进：在数据报之前也加一个改进：在数据报之前也加一个END字符，以明确区分数据报的开字符，以明确区分数据报的开头和他之前的任何内容。头和他之前的任何内容。荆 山 132.2 SLIPSLIP协议定义的帧格式：协议定义的帧格式：IP数据报以数据报以END（0 xc0）开始和结束。）开始和结束。IP数据报中数据报中END字符，用两个字节字符，用两个字节0 xdb（是（是SLIP的的ESC字符，此字符，此处为转义符）和处为转义符）和0 xdc替代。替代。IP数据报中的数据报中的ESC字符，用字符，用0 xdb和和0
15、xdd替代。替代。荆 山 142.2 SLIPSLIP存在的缺陷：存在的缺陷：SLIP的最大数据报长度并未标准化，而是取决于各种实现。默认的最大数据报长度并未标准化，而是取决于各种实现。默认值为值为1006字节。如果使用了不同长度，必须在字节。如果使用了不同长度，必须在IP层进行重新编程。层进行重新编程。帧中没有类型段，只能传送帧中没有类型段，只能传送IP数据报，如果一条串行线路用于数据报，如果一条串行线路用于SLIP，那么它不能同时使用其它协议。，那么它不能同时使用其它协议。数据帧中没有检验和字段，不能检测错误。数据帧中没有检验和字段，不能检测错误。SLIP不提供寻址技术，如果通信双方必须知
16、道对方不提供寻址技术，如果通信双方必须知道对方IP地址，每一地址，每一端则没有办法把本端的端则没有办法把本端的IP地址通知给另一端。地址通知给另一端。SLIP不支持压缩，同时缺乏最基本的安全性。不支持压缩，同时缺乏最基本的安全性。荆 山 152.2 SLIPCSLIP：压缩的：压缩的SLIP由于串行线路的速率通常较低，而且通信经常是交互的（如由于串行线路的速率通常较低，而且通信经常是交互的（如Telnet），因此在），因此在SLIP线路上有许多小的线路上有许多小的TCP分组进行交换。分组进行交换。（例如：为了传送（例如：为了传送1个字节的数据需要个字节的数据需要20个字节的个字节的IP首部和首
17、部和20个字个字节的节的TCP首部，总数超过首部，总数超过40字节）字节）CSLIP（压缩（压缩SLIP）在）在RFC1144中被描述，上例的中被描述，上例的40个字节一般个字节一般能被压缩到能被压缩到3或或5个字节，它能在个字节，它能在CSLIP的每一端维持多达的每一端维持多达16个个TCP连接，并且知道其中每个连接的首部中的某些字段一般不会连接，并且知道其中每个连接的首部中的某些字段一般不会发生变化。对于那些发生变化的字段，大多数只是一些小的改变，发生变化。对于那些发生变化的字段，大多数只是一些小的改变，这些被压缩的首部大大地缩短的交互影响时间。这些被压缩的首部大大地缩短的交互影响时间。荆
18、 山 16第二讲第二讲 网络接口层网络接口层网络接口层简介网络接口层简介SLIPPPP以太网以太网v2和和802.3802系列系列 相关概念相关概念本章小结本章小结 荆 山 172.3 PPPPPP（Point-to-Point Protocol，点到点协议），点到点协议）与与PPP相关的第一个正式相关的第一个正式IETF文档是文档是RFC1134（1989）基于基于ISO的高层数据链路控制（的高层数据链路控制（HDLC）协议，）协议，HDLC最初由最初由IBM研制。研制。PPP是是TCP/IP网络协议集合中的一个子协议，主要用来创建电话网络协议集合中的一个子协议，主要用来创建电话线路以及线路
19、以及ISDN拨号接入拨号接入ISP的连接，具有多种身份验证方法、数的连接，具有多种身份验证方法、数据压缩和加密以及通知据压缩和加密以及通知IP地址等功能。地址等功能。提供数据封装机制，用于串行链路；既支持异步传输链路（面向提供数据封装机制，用于串行链路；既支持异步传输链路（面向字符的链路），又支持同步传输链路（面向比特的链路）。字符的链路），又支持同步传输链路（面向比特的链路）。提供链路控制协议（提供链路控制协议（LCP），用以建立、配置及测试数据链路连），用以建立、配置及测试数据链路连接。接。提供一组网络控制协议（提供一组网络控制协议（NCP），用以建立和配置不同的网络层），用以建立和配置不
20、同的网络层协议。协议。荆 山 182.3 PPPPPP的功能和体系的功能和体系PPP是一个面向连接的协议，支持同步和异步链路。是一个面向连接的协议，支持同步和异步链路。PPP位于位于TCP/IP的网络接口层（链路层），是的网络接口层（链路层），是IP与物与物理链路（如串行链路或拨号联网连接）之间的接口。理链路（如串行链路或拨号联网连接）之间的接口。参看：参看：RFC1134RFC1171RFC1548RFC1332RFC1661RFC1662 荆 山 192.3 PPPPPP主要组件主要组件PPP封装方法封装方法HDLC链路控制协议链路控制协议LCP网络控制协议网络控制协议NCP上层协议（比如
21、上层协议（比如IP，IPX等）等）cNCPLCPHDLC物理层（物理层（EIA/TIA-232；V.24；V.35；ISDN等）等）层层3层层2层层1OSI参考模型参考模型 荆 山 202.3 PPPPPP会话过程会话过程LCP(Link Control Protocol)协商协商建立、配置和检测数据链路连接建立、配置和检测数据链路连接LCP可选特性协议：可选特性协议：CCP、ECP、MP认证认证PAP（Password Authentication Protocol，口令验证协，口令验证协议）议）CHAP（Challenge-Handshake Authentication Protocol
22、，挑战握手验证协议），挑战握手验证协议）NCP（Network Control Protocol）协商）协商配置不同的网络层协议配置不同的网络层协议常用的是IP控制协议即IPCP三次握手认证口令为密文两次握手认证口令为明文 荆 山 212.3 PPP根据根据PPP承载的是承载的是数据信息数据信息还是还是控制信息控制信息，PPP协议的帧协议的帧分为分为3种格式：种格式：PPP信息帧、信息帧、PPP链路控制帧和链路控制帧和PPP网络网络控制帧控制帧。PPP信息帧格式如下图：信息帧格式如下图：标志字节标志字节标志字节标志字节(7E)(7E)地址地址地址地址(FF)(FF)控制控制控制控制(03)(0
23、3)协议协议协议协议信息信息信息信息FCSFCS标志字节标志字节标志字节标志字节(7E)(7E)2 2字字节节，包含高，包含高层层协议协议的地址信息的地址信息0021H0021HTCP/IP,TCP/IP,0023H0023HOSIOSI，002BH002BHNovellNovell帧帧校校验验序列序列,也称也称为为CRCCRC：2 2字字节节，保，保证证数据完整性。数据完整性。最多最多15001500字字节节0111111001111110 荆 山 222.3 PPPPPP链路控制协议帧链路控制协议帧用来用来指定某些数据链路的选项指定某些数据链路的选项（如在（如在异步链路中将什么字符当作转义
24、字符）。异步链路中将什么字符当作转义字符）。链路控制协议帧格式如下图：链路控制协议帧格式如下图：PPP网络控制协议帧网络控制协议帧是用来是用来协商采用报头压缩之类的问题协商采用报头压缩之类的问题。网络控制协议帧格式如下图：网络控制协议帧格式如下图：标志字节标志字节标志字节标志字节(7E)(7E)地址地址地址地址(FF)(FF)控制控制控制控制(03)(03)协议协议协议协议(C021(C021)链路控制信息链路控制信息链路控制信息链路控制信息FCS标志字节标志字节标志字节标志字节(7E)(7E)标志字节标志字节标志字节标志字节(7E)(7E)地址地址地址地址(FF)(FF)控制控制控制控制(0
25、3)(03)协议协议协议协议(8021(8021)网络控制信息网络控制信息网络控制信息网络控制信息FCS标志字节标志字节标志字节标志字节(7E)(7E)荆 山 232.3 PPPPPP转义方式转义方式：标志字符的值是标志字符的值是0 x7e，因此当该字符出现在信息字段中时，因此当该字符出现在信息字段中时，PPP需要对它进行转义。需要对它进行转义。在同步链路中，该过程是通过一种称作比特填充的硬件技术来在同步链路中，该过程是通过一种称作比特填充的硬件技术来完成的。完成的。在异步链路中，特殊字符在异步链路中，特殊字符0 x7d用作转义字符。当它出现在用作转义字符。当它出现在PPP数据帧中时，那么紧接
26、着的字符的第数据帧中时，那么紧接着的字符的第6个比特要取其补码，个比特要取其补码，具体实现过程如下：具体实现过程如下：1)当遇到字符当遇到字符0 x7e时，需连续传送两个字符：时，需连续传送两个字符：0 x7d和和0 x5e，以实现标志字符的转义。，以实现标志字符的转义。2)当遇到转义字符当遇到转义字符0 x7d时，需连续传送两个字符：时，需连续传送两个字符：0 x7d和和0 x5d，以实现转义字符的转义。，以实现转义字符的转义。3)默认情况下，如果字符的值小于默认情况下，如果字符的值小于0 x20（比如，一个（比如，一个ASCII控制字符），一般都要进行转义。控制字符），一般都要进行转义。荆
27、 山 242.3 PPPPPP和和SLIP的比较的比较PPP具有的优势：具有的优势：PPP支持在单根串行线路上运行多种协议，不只是支持在单根串行线路上运行多种协议，不只是IP协议；协议；每一帧都有冗余检验；每一帧都有冗余检验；通信双方可以进行通信双方可以进行IP地址的动态协商地址的动态协商(使用使用IP网络控制协议网络控制协议)；链路控制协议可以对多个数据链路选项进行设置。链路控制协议可以对多个数据链路选项进行设置。PPP的缺点：的缺点：在每一帧首部增加在每一帧首部增加3个字节，当建立链路时要发送几帧协商数个字节，当建立链路时要发送几帧协商数据，以及更为复杂的实现。据，以及更为复杂的实现。PP
28、P克服了克服了SLIP协议一些固有的效率低问题，是一种多用途协议一些固有的效率低问题，是一种多用途点到点协议，有着更多特性和更灵活，如今已广泛替代了点到点协议，有着更多特性和更灵活，如今已广泛替代了 SLIP。荆 山 252.3 PPPPPP协议的应用协议的应用典型应用：家庭拨号上网典型应用：家庭拨号上网衍生应用：衍生应用：ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Loop）、）、PPPoE（PPP over Ethernet）、）、PPPoA（PPP over ATM）特色协议：多链路协议特色协议：多链路协议MLPPP，宽带分配协议，宽带分配协议BAP，PPP
29、压缩控压缩控制协议制协议PPPCCP其它技术：其它技术：X.25X.25：RFC 1356RFC 1356帧中继：帧中继：RFC 2427RFC 2427ATMATM：RFC 1557RFC 1557和和16261626 荆 山 262.3 PPPPPPoE的引入的引入全称全称Point-to-Point Protocol Over Ethernet，定义了，定义了在以太网环境中使用在以太网环境中使用PPP的规范。的规范。PPP主要用于城域以太网以及个人用户基于以太网连主要用于城域以太网以及个人用户基于以太网连接接ADSL接入设备的场合。接入设备的场合。PPPoE同时融合了以太网和同时融合了以
30、太网和PPP的优点。的优点。它工作在它工作在OSI的数据链路层，的数据链路层，PPPOE协议提供了在广协议提供了在广播式的网络（如以太网）中多台主机连接到远端的访播式的网络（如以太网）中多台主机连接到远端的访问集中器（问集中器（我们对目前能完成上述功能的设备为宽带我们对目前能完成上述功能的设备为宽带接入服务器接入服务器）上的一种标准。）上的一种标准。荆 山 272.3 PPPPPPoE协议流程协议流程两个阶段：发现和两个阶段：发现和PPP会话会话发现阶段包含的四个步骤发现阶段包含的四个步骤发起发起（PPPoE Active Discovery Initiation,PADI），），即客户端通过
31、广即客户端通过广播请求以获取可用的服务器。播请求以获取可用的服务器。提供提供（PPPoE Active Discovery Offer,PADO），），在收到请求后，若在收到请求后，若服务器可以提供服务，则返回此报文。服务器可以提供服务，则返回此报文。请求请求（PPPoE Active Discovery Request,PADR），），若客户端收到来若客户端收到来自多个服务器的应答，则必须从中选择一个并向服务器发出请自多个服务器的应答，则必须从中选择一个并向服务器发出请求。求。确认确认（PPPoE Active Discovery Session-confirmation,PADS），），收
32、到收到请求后的服务器项客户端返回确认，从而建立请求后的服务器项客户端返回确认，从而建立PPP连接及会话。连接及会话。终止连接和会话终止连接和会话（PPPoE Active Discovery Termination，PADT），一旦发），一旦发送或收到该报文，立即停止所有与该会话相关的数据传递操作。送或收到该报文，立即停止所有与该会话相关的数据传递操作。荆 山 282.3 PPPPPPoE报文报文PPPoE报文作为以太网帧数据区封装于以太网帧中。报文作为以太网帧数据区封装于以太网帧中。若以太网帧封装的是发现阶段的报文，则帧类型为若以太网帧封装的是发现阶段的报文，则帧类型为0 x8863，否则，
33、否则设置为设置为0 x8864 荆 山 292.3 PPP基于以太网的基于以太网的PPPoE版本版本：1，协议中给，协议中给出了明确的规定，出了明确的规定，这个域的内容填充这个域的内容填充0 x1。类型类型：1协议中也给协议中也给了明确的规定，这了明确的规定，这里也职能填充里也职能填充0 x1代码代码：0 x09，表示，表示该报文是发现阶段该报文是发现阶段的的 PADI报文报文会话会话ID：0，表示还，表示还没有会话没有会话ID长度长度：16，表示，表示PPPOE数据报文中数据报文中净载荷的长度净载荷的长度PPP发现标记发现标记：在：在面我们列出的标记面我们列出的标记类型表可以看出。类型表可以
34、看出。荆 山 302.3 PPP基于以太网的基于以太网的PPPoE版本版本：1，协议中给，协议中给出了明确的规定，出了明确的规定，这个域的内容填充这个域的内容填充0 x1。类型类型：1协议中也给协议中也给了明确的规定，这了明确的规定，这里也职能填充里也职能填充0 x1代码代码：0 x09，表示，表示该报文是发现阶段该报文是发现阶段的的 PADI报文报文会话会话ID：0，表示还，表示还没有会话没有会话ID长度长度：16，表示，表示PPPOE数据报文中数据报文中净载荷的长度净载荷的长度PPP发现标记发现标记：在：在面我们列出的标记面我们列出的标记类型表可以看出。类型表可以看出。荆 山 312.3
35、PPPPPPoE标签类型和含义标签类型和含义类类 型型含含 义义说说 明明0 x0000最后一个标签最后一个标签-0 x0101请求的服务名请求的服务名值为值为“0”表示接受任何表示接受任何服务服务0 x0102服务器名服务器名-0 x0103用于匹配成对的请求和响应用于匹配成对的请求和响应-0 x0104防止防止DoS-0 x0105厂商自定义信息厂商自定义信息值中应包含厂商值中应包含厂商ID0 x0110由中间代理发出的报文由中间代理发出的报文-0 x0201所请求的服务名非法所请求的服务名非法-0 x0202服务器在处理请求时发生错误服务器在处理请求时发生错误-0 x0203其他错误其他
36、错误-荆 山 32第二讲第二讲 网络接口层网络接口层网络接口层简介网络接口层简介SLIPPPP以太网以太网v2和和802.3802系列系列 相关概念相关概念本章小结本章小结 荆 山 332.4 以太网第二版、以太网第二版、802.3802系列（系列（802.2 LLC和和802.n MAC），以太网），以太网802.2 802.2 逻辑链路控制协议（逻辑链路控制协议（逻辑链路控制协议（逻辑链路控制协议（LLCLLC）以太以太网第网第二版二版（v2）802.3CSMA/CD以太网以太网802.4令牌令牌总线总线802.5令牌令牌环环802.11无线无线LAN802.16无线无线MAN未来未来版本
37、版本MAC、PHY 802.1A 体体系系结结构构802.1D Bridge以太网第二版（以太网第二版（v2v2）是早期版本，它是由）是早期版本，它是由DECDEC、IntelIntel和和XeroxXerox联合首联合首创，后来创，后来IEEE802.3IEEE802.3以太网标准建立才被建立起来。这两种以太网帧以太网标准建立才被建立起来。这两种以太网帧都可以在同一局域网中传输。以太网都可以在同一局域网中传输。以太网IPIP数据报的封装是在数据报的封装是在RFC 894RFC 894中中定义的，帧格式与定义的，帧格式与IEEE802.3IEEE802.3相比，有细微变化。相比，有细微变化。荆
38、 山 342.4 以太网第二版、以太网第二版、802.3802系列系列MAC 帧帧物理层物理层MAC 层层IP 层层以太网以太网 V2 MAC 帧帧目的地址目的地址源地址源地址类型类型数数 据据 与与 填填 充充FCS6624字节字节46 1500IP 数据报数据报数据字段数据字段 46 1500 字节字节FCS 字段字段 4 字节字节类型字段类型字段 2 字节字节目的地址字目的地址字段段 6 字节字节源地址字段源地址字段 6 字节字节前同步码前同步码7字字节与帧首定节与帧首定界符界符1字节字节类型字段用来标志类型字段用来标志上一层上一层使用的是什么协议，以便把收到的使用的是什么协议，以便把收
39、到的 MAC 帧的数据帧的数据上交给上一层的这个协议。上交给上一层的这个协议。数据字段的最小长度数据字段的最小长度=最小长度最小长度 64 字节字节 18 字节的首部和尾部。字节的首部和尾部。当数据字段的长度小于当数据字段的长度小于 46 字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的充字段，以保证以太网的 MAC 帧长不小于帧长不小于 64 字节。字节。荆 山 352.4 以太网第二版、以太网第二版、802.3802系列系列6字节6字节2字节46-1500字节4字节目的地址源地址类型类型Data /PADData /PADFCSDI
40、X-以太网以太网v2帧格式帧格式IEEE-802.3以太以太网帧格式网帧格式6字节6字节2字节46-1500字节4字节目的地址目的地址源地址源地址长度长度LLC PDU LLC PDU/PAD/PADFCS0 x08000 x0800：IPIP0 x08060 x0806：ARPARP0 x8035:RARP0 x8035:RARPMACMAC地址地址实例分析实例分析报文长度报文长度报文长度报文长度 荆 山 362.4 以太网第二版、以太网第二版、802.3以太网第二版与以太网第二版与802.3的区别：的区别：以太网以太网v2含有类型字段，而含有类型字段，而 802.3含有长度字段。含有长度字
41、段。为区分类型字为区分类型字段和长度字段，类型字段值定义为从段和长度字段，类型字段值定义为从0 x0600开始。开始。相当于十进制相当于十进制1536，这是一个非法的以太网帧长度。，这是一个非法的以太网帧长度。以太网提供的服务对应于以太网提供的服务对应于OSI模型的第一层和第二层，而模型的第一层和第二层，而802.3提提供的服务对应于供的服务对应于OSI模型的第一层和第二层的信道访问部分（即第模型的第一层和第二层的信道访问部分（即第二层的一部分）。二层的一部分）。802.3没有定义逻辑链路控制协议，但定义了几个不同物理层没有定义逻辑链路控制协议，但定义了几个不同物理层(粗粗/细同轴电缆，双绞线
42、，光纤细同轴电缆，双绞线，光纤)，而以太网只定义了一个。，而以太网只定义了一个。问题：如何区分一个捕获帧是以太网问题：如何区分一个捕获帧是以太网v2，还是，还是802.3？类型字段值在类型字段值在0 x0600以上的帧是以太网以上的帧是以太网v2帧，反之为帧，反之为802.3。荆 山 372.4 以太网第二版、以太网第二版、802.3问题：如何判定一个无效的帧？问题：如何判定一个无效的帧？数据字段的长度与长度字段的值不一致；数据字段的长度与长度字段的值不一致；帧的长度不是整数个字节；帧的长度不是整数个字节；用收到的帧检验序列用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错；查出有差错；数据字段的长度不在
43、数据字段的长度不在 46 1500 字节之间。字节之间。有效的有效的 MAC 帧长度为帧长度为 64 1518 字节之间。对于检查字节之间。对于检查出的无效出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。弃的帧。课后思考题：一个有效帧的最小长度为什么定义为课后思考题：一个有效帧的最小长度为什么定义为课后思考题：一个有效帧的最小长度为什么定义为课后思考题：一个有效帧的最小长度为什么定义为64646464字节？有字节？有字节？有字节？有 没没没没有小于有小于有小于有小于64646464字节的特殊情况？字节的特殊情况？字节的特殊情况？字节的特殊情况？荆
44、山 382.4 以太网第二版、以太网第二版、802.3 荆 山 392.4 以太网第二版、以太网第二版、802.3 荆 山 402.4 以太网第二版、以太网第二版、802.3 荆 山 412.4 以太网第二版、以太网第二版、802.3 荆 山 42第二讲第二讲 网络接口层网络接口层网络接口层简介网络接口层简介SLIPPPP以太网以太网v2和和802.3802系列系列 相关概念相关概念本章小结本章小结 荆 山 432.5 802系列系列IEEE 802系列部分标准系列部分标准802.1概述、体系结构和网络互连，以及网络管理和性能测量；概述、体系结构和网络互连，以及网络管理和性能测量；802.2逻
45、辑链路控制。是高层协议与任何一种局域网逻辑链路控制。是高层协议与任何一种局域网MAC子层的接口；子层的接口；802.3CSMA/CD。定义。定义CSMA/CD总线网的总线网的MAC子层和物理层的规约子层和物理层的规约；802.4令牌总线网。定义令牌总线网的令牌总线网。定义令牌总线网的MAC子层和物理层规约；子层和物理层规约；802.5令牌环型网。定义令牌环型网的令牌环型网。定义令牌环型网的MAC子层和物理层规约；子层和物理层规约；802.6城域网城域网WAN。定义。定义WAN的的MAC子层和物理层规约；子层和物理层规约；802.7宽带技术；宽带技术；802.8光纤技术；光纤技术；802.9综合
46、话音数据局域网；综合话音数据局域网；802.10可互操作的局域网的安全；可互操作的局域网的安全；802.11无线局域网；无线局域网；802.12优先级高速局域网（优先级高速局域网（100Mb/s）；）；802.14电缆电视（电缆电视（Cable-TV）。）。荆 山 442.5 802系列系列IEEE 802.2逻辑链路控制（逻辑链路控制（LLC）是一种）是一种 IEEE 802.2 LAN 协议，规定了数协议，规定了数据链路层中据链路层中 LLC 子层的实现。子层的实现。IEEE 802.2 LLC 应用于应用于 IEEE802.3（以太网）和（以太网）和 IEEE802.5（令牌环）（令牌环
47、）LAN，以实现如下功能：，以实现如下功能：管理数据链路通信管理数据链路通信 链接寻址链接寻址 定义服务接入点定义服务接入点 Service Access Points（SAP）排序排序LLC 是在高级数据链路控制（是在高级数据链路控制（HDLC：High-Level Data-Link Control）的基础上发展起来的，并使用了）的基础上发展起来的，并使用了 HDLC 规范的子集。规范的子集。荆 山 452.5 802系列系列802系列包含系列包含LLC和和MAC两个子层两个子层LLC帧格式如下图帧格式如下图DSAPSSAP控制信息1字节1字节1字节SAP说明0 x06IP0 x0CSNA
48、0 x42IEEE 802.1网桥生成树协议0 xBC Banyan VINES0 xAA子网访问协议（SNAP）0 xE0Novell NetWare0 xF0IBM NetBIOSnDSAP：目的服务访问点，指：目的服务访问点，指出要到达网络层中的协议。出要到达网络层中的协议。类似以太网类似以太网v2中的类型字段。中的类型字段。nSSAP：源服务访问点。：源服务访问点。n控制控制：用于数据确认、错误：用于数据确认、错误恢复和流量控制等发送和接恢复和流量控制等发送和接收帧的计数。收帧的计数。荆 山 462.5 802系列系列802.3和和802.2 帧格式关系如下：帧格式关系如下：6字节字节
49、6字节字节2字节字节4字节字节目的地址目的地址源地址源地址长度长度46-1500字节信息字节信息FCSDSAPSSAP控制控制431497431497字节字节字节字节信息信息1 1字节字节字节字节1 1字节字节字节字节1 1字节字节字节字节LLC报头报头802.2802.3MAC首部首部MAC尾部尾部MAC数据数据 荆 山 472.5 802系列系列Ethernet SNAP（SubNetwork Access Protocol）为保证在为保证在802.2 LLC上支持更多的上层协议同时更好的支持上支持更多的上层协议同时更好的支持IP协议协议而发布的标准。而发布的标准。SNAP ID 前前3个
50、字节构成厂商代码，通常与个字节构成厂商代码，通常与MAC地址的前地址的前3个字节个字节相同，有时也被置为相同，有时也被置为0。SNAP ID 后后2个字节包含与个字节包含与Ethernet II格式相同的格式相同的以太类型以太类型码。码。802.3 标准定义的帧和以太网的帧都有标准定义的帧和以太网的帧都有最小长度最小长度要求。要求。802.3 SNAP 规定数据部分至少为规定数据部分至少为38字节，而以太网最少字节，而以太网最少46字节。为了字节。为了保证这一点，必须在不足的空间插入填充保证这一点，必须在不足的空间插入填充(pad)字节。字节。6 6字节字节字节字节6 6字节字节字节字节2 2