chanong 以太网帧有多种类型。 不同类型的帧具有不同的格式和MTU值。 但它们可以同时存在于相同的物理介质上。
(1) 以太网版本 2，即 II 帧、DIX 帧，是最常见的帧类型。 通常由IP协议直接使用；
(2) 非标准 IEEE 802.3 帧变体；
(3) IEEE 802.3帧（后面是逻辑链路控制（LLC）帧）；
(4) 子网访问协议（SNAP）帧。
1.II帧格式
以太网中大多数数据帧采用II格式：
Type II 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）。 在：
(1)前12字节分别标识发送数据帧的源节点的MAC地址和接收数据帧的目的节点的MAC地址。 (2) 接下来的2个字节标识以太网帧携带的上层数据类型，如十六进制数表示IP协议数据、十六进制数表示IPv6协议数据、十六进制数表示协议数据、十六进制数表示类型协议数据等。 ;
(3)在变长数据字段(Data)中：其长度为46至1500字节；
（4）4字节帧校验序列（Frame.Check，FCS），采用32位CRC循环冗余校验来验证从“目标MAC地址”字段到“数据”字段的数据。
2、IEEE 802.3帧格式：
各个字段的说明如下： (1)D-MAC && S-MAC：分别表示目的地址和源地址。 它们都是 6 字节长。 如果传输的目标地址第一位为0，则表示是普通地址； 如果为1，则表示是组地址。 (2)/Type：通常该字段用于指定消息头后连接的数据类型。 常用的值包括：IPv4()、IPv6()、ARP()。 该值表示 Q 帧 (802.1q)。 通常，基本以太网帧的长度为 1518 字节，但较新的标准将此值扩展到 2000 字节。 (3) MAC Data：数据主体，由LLC和Data组成。 最小长度为48字节（加上12字节帧头，CRC4字节正好是64字节）。 当数据体小于48字节时，将添加填充字段。 选择最小长度是出于冲突检测原因 (CSMA/CD)。 数据字段的最大长度为1502字节。
IEEE 802.2 LLC 的标头包括：
(A) DSAP目的服务访问字段，1字节长，指示该帧的目的上层协议类型； (B) ASAP源服务访问字段，1字节长，表示该帧的源上层协议类型； (C) 控制 1 个字部分或 2 个字节，长度取决于所封装的 LLC 数据的类型，对于 LLC 数据报（类型 1）为 1 个字节，对于 LLC 会话部分（类型 2）为 2 个字节。 类型1表示无连接、不可靠的LLC数据报，控制字段用0x03表示； 类型 2 表示面向连接的可靠 LLC 会话。 （4）FCS（Frame Check）：也称为CRC（Check），CRC是一种检错码，用于判断接收到的帧比特是否正确。
3.IEEE 802.3 SNAP
尽管IEEE 802.3是一个标准，但尚未被业界采用。 以太网 II 已成为事实上的标准。 于是IEEE 802.3扩展产生了IEEE 802.3 SNAP来兼容以太网网络报头协议，并将SNAP报头插入到IEEE 802.2 LLC报头之后。 SNAP 标头字段包含：
(1)组织码长3个字节，表示维持接下来2个字节含义的组织。 对于 IP 和 ARP，该字段设置为 0x00-00-00。
(2) 以太网类型 如果组织码为0x00-00-00，则接下来的2个字节是以太网类型IP() ARP()。 由于在 LLC 标头中添加了 3 个字节，在 SNAP 标头中添加了 5 个字节，因此有效负载比以太网 II 少了 8 个字节。
【实验任务】
1.切换到终端窗口
2、检查虚拟机eth0网卡的MAC地址、IP地址、子网掩码，并记录在实验报告中。 使用命令：
3、查看虚拟机网关IP地址使用命令：route对应行
4. 检查虚拟机网关的MAC地址。 使用命令：arp。 根据网关IP地址，查ARP表，获取对应的MAC地址，记录在实验报告中。
5、打开，开始抓网络接口eth0上的数据包，并最小化窗口； （双击）
6、打开浏览器，访问，等待网页打开；
7、切换到窗口，停止抢组；
8、使用群组过滤功能，过滤掉http群组； 单击以选择消息摘要窗口中的第一条 http 消息；
9、分析当前报文采用哪种以太网帧格式，并记录实验报告中的典型字段值。
10. 确保当前报文的目的MAC地址指向目标（可选：平台虚拟机的网关MAC地址/主机MAC地址），并填写到代码文件窗口第一行末尾（不要破坏“冒号”之前的提示内容）。 注：填写的内容仅限于范围（平台虚拟机、平台虚拟机网关、百度服务器，无法确定）
11、在捕获的报文中找到广播帧，记录广播MAC地址值（采用标准书写，十六进制，冒号分隔），填入到代码文件窗口第二行末尾（不要破坏“提示内容之前的冒号”）。
使用II帧格式。
第3级：IP报文分析 1. MAC帧和数据负载
在TCP/IP网络中，MAC帧的数据部分只有一个字段，其长度在46到1500字节之间。 所包含的信息是从网络层传输来的数据。 网络层常见的协议有IP、ARP、ICMP协议。 因此，MAC帧的数据字段通常是IP数据包或ARP消息。
2.IP数据报格式：
IP数据报（IP）是一种独立于硬件的虚拟数据包，由报头和数据组成。 其格式如下图所示。 报头的第一部分是 20 字节的固定长度，这是所有 IP 数据报所必需的。 标头的固定部分后面是长度可变的可选字段。 报头中的源地址和目的地址都是IP协议地址。
1、版本：在IP报文中，版本占据4位，用于指示协议使用哪个版本的IP。 只有相同版本的IP才能互通。 一般这里的值为4，表示ipv4。
2、报头长度：该字段由四位表示，表示整个IP数据包报头的长度，数字单位为4字节。 即二进制数0000-1111（十进制数0-15），其中之一的最小长度为0字节，最大长度为60字节。 一般来说，这里的值为0101，表示报头长度为20字节。
3.Tos服务字段：该字段由8位表示。 该字段一般不使用。
4、总长度：该字段表示整个IP报文的长度，单位为1字节。 可以表示的最大字节为2^16-1=65535字节。 但由于链路层的MTU限制。 如果超过1480字节，就会被分片（以太网帧MTU为1500时，会去掉20字节的报头）
5. 标识：该字段是IP软件实现时自动生成的。 该字段的目的不是为了让接收方按顺序接受而设置，而是为了识别IP分片后的同一个分片。 促进IP片段的重组。
6. Flag：该字段与ip分片相关。 共有三个，但只有两个有效，即 MF、DF 和 MF。 MF识别后面是否有碎片。 当为1时，表示后面有碎片。 DF标识是否可以分片。 如果为0，则表示可以分片。
7、Slice ：该字段是ip分片后对应ip slice在总ip slice中的位置。 该字段的单位是8字节。 例如，一条长度为4000字节的IP报文到达路由器。 这超出了链路层的MTU，需要进行分片。 4000字节中，20字节是报头，3980字节是数据。 需要划分为3个IP切片（链路层MTU为1500）。 那么第一个分片的分片偏移量为0，表示该分片从3980的第0位开始，到1479位结束。第二个IP分片的分片偏移量为185（1480/8），表示该分片从原始IP的第1480位开始，到2959位结束。第三个切片的切片偏移量是370（2960/8），这意味着它从2960位开始，到3979位结束。
8.TTL：这块表示生命周期，这个值占8位。 IP 片段每经过一个路由器，该值就会减一。 它似乎可以防止路由环路和带宽浪费。 例如，IP 从 R1 路由器发送到 R2 路由器。 R2 路由器又将其发送到 R1 路由器。 防止这种循环。 系统默认为128。
9. 协议：该值标识上层协议。 占据8个位置。 其中1表示ICMP，2表示IGMP，6表示TCP，17表示UDP，89表示OSPF。
10 校验和：该值是对整个数据包头部的校验。 占据16个位置。
11、源地址和目的地址。标识发送IP切片的源和目的IP，32位
12.可选的，一般会在本节中添加一些特殊要求。
3. ICMP报文格式
网络本身并不可靠。 在网络传输过程中，可能会发生许多意外事件，导致数据传输失败。 网络层的IP协议是无连接的协议。 它不会处理网络层传输中的故障。 然而网络层的ICMP协议正好弥补了IP的缺点。 它使用IP协议来传输信息，以数据包的形式传输数据。 网络中的源节点提供网络层发生的错误信息反馈。 ICMP 可以看作是IP 协议的配套协议。 ICMP 消息封装在 IP 数据报中并发送。
Type：标识生成的错误消息，为ICMP消息中的第一个字段；
代码：进一步限制ICMP报文的生成。 该字段用于查找错误原因；
：存储ICMP 使用的校验和值。
：保留字段供将来使用，起始值设置为0
数据：包含所有接收到的数据报的IP 标头。 还包含IP数据报中的前8个字节的数据；
4.Ping命令
其主要功能是进行网络连通性测试。 通信协议是ICMP。 系统下Ping命令的格式如下：
ping [-t] [-a] [-n 计数] [-l 大小] [-f] [-i TTL] [-v TOS] [-r 计数] [-s 计数]
[[-j 主机列表] | [-k host-list]] [-w ] 实验中可能用到的参数解释如下：
-t：用户主机继续向目标主机发送echo请求消息，直到用户中断；
-n count：指定 ping 的次数。 具体次数由count指定。 默认值为4；
-l size：指定发送到目标主机的数据包的大小。 默认为32字节，最大值为65,527；
-w：指定超时间隔，以毫秒为单位；
：指定要 ping 的远程计算机。
Unix/Linux系统下Ping命令的格式如下：
ping [-c 计数] [-s 大小]
-c count：指定ping多少次，具体次数由后面的count指定。
-s size：指定发送到目标主机的数据包大小，默认为32字节
：指定要 ping 的远程计算机。
五、命令及工作原理
它的主要功能是跟踪沿途的路线（消息传输）。 通信协议为ICMP，用于unix和linux系统环境。 在系统环境下，对应的命令是。 命令格式：目标主机名或IP。 该程序设计为使用 ICMP 和 IP 的 TTL（生存时间）字段。 首先发送一个TTL为1的IP（实际上每次发送3个40字节的数据包，包括发送数据包的源地址、目的地址和时间戳）到目的地。 当路径上的第一个路由器 () 收到此消息时，它会将 TTL 减 1。此时 TTL 变为 0，因此路由器会丢弃此消息，并发回一条“ICMP 时间”消息（包括源地址） IP 数据包的内容、IP 数据包的所有内容和路由器的 IP 地址）。 收到这条消息后，你就会知道这条路径上存在这个路由器，然后再发送一个 2 的 TTL 来寻找第二个路由器...每次在发送的 TTL 上加 1 来寻找另一个路由器，这个重复运动持续进行，直到到达某个目的地。 当到达目的地时，主机不会发回ICMP时间消息，因为它已经是目的地。 那么如何知道目的地已经到达呢？ 当向目的地发送UDP时，它选择传递的端口是一般应用程序不使用的数字（30000以上），因此当UDP到达目的地时，主机会发回一条“ICMP端口”消息，当收到此消息，您就知道已到达目的地。 提取发送ICMP TTL过期报文的设备IP地址并进行域名解析。 每次都会打印出一系列数据，包括所经过的路由设备的域名和IP地址，以及三个数据包各自来回所花费的时间。
【实验任务】
1.切换到终端窗口
2、已知目标机器的IP地址为119.38.215.130。 测试IP数据包从平台虚拟机发送到目标机器。 一路上经过哪些路由器？ 执行命令：119.38.215.130。 将获得的数据整理并保存在实验报告中。 课后分析沿途经过哪些路由器。
3、分析沿途经过的路由器数量，填写到代码文件窗口第一行末尾（不要破坏“冒号”之前的提示内容）。 注意：有两种可能的答案，系统只会识别其中一种（如果系统无法识别您的答案，您可以减 1 或加 1，然后重试）。
4.打开它，开始抓取网络接口eth0上的数据包，并将窗口最小化；
5、在终端窗口中执行以下命令： ping -c 3 -s 0 解释实验报告中命令行各参数的含义； 将获得的数据进行整理，保存在实验报告中，并在课后完成数据分析。
6、切换到窗口，停止抢组；
7、使用包过滤功能，过滤掉icmp包； 单击以选择消息摘要窗口中的第一个 icmp 数据包；
8. 调整数据包头详细信息窗口的大小，展开IP头和ICMP头的所有字段，然后截取窗口的屏幕截图并将其粘贴到实验报告中。 课后对主要领域进行分析和解读。
9、分析第一条icmp响应（回复）报文，并在代码文件窗口第二、三行末尾填写其类型值和代码（不要破坏“冒号”之前的提示内容）。
调整数据包头详细信息窗口的大小，展开IP头和ICMP头的所有字段，然后截取窗口的屏幕截图并将其粘贴到实验报告中。 课后对主要领域进行分析和解读。
图21 IP
这是一个IPv4数据包，其中包含源IP地址和目的IP地址，以及一些其他信息。 具体分析如下：
-版本号为4，表示这是IPv4协议。
- 标头长度为 20 个字节，即 5 个 32 位字。
- 区分服务字段为 0x14，其中 DSCP 为，ECN 为 Not-ECT。
- 总长度为 28 字节。
- 标识符是，即15127。
- 标志为 ，表示没有碎片。
- 生存时间为55。
- 该协议是 ICMP，即控制消息协议。
- 标头校验和是。
- 源IP地址是122.225.212.158。
- 目标 IP 地址是 172.16.49.192。
图22 icmp
这是一条ICMP协议回复报文，包含以下信息：
- Type：0，表示这是一条回复消息，而不是一条请求消息。
- 代码：0，表明这是一个 Echo (ping) 回复。
- : ，表示校验和正确。
- (BE): 552()，表示标识符为552。
- (LE): 10242 ()，表示该标识符的-字节顺序为10242。
- (BE): 0 ()，表示序列号为0。
- (LE): 0()，表示序列号的-字节序为0。
根据这些信息，我们可以确定这是一条回复消息，而不是一条请求消息，而且是一条 Echo（ping）回复。 标识符为552，序列号为0。校验和正确。
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