试验1乙太网路协定分析.ppt

實驗1 乙太網路協定分析 實驗目的： 明瞭CSMA/CD的工作原理 解析乙太網路協定下框架資料傳送的格式 背景資料 維基百科（）對乙太網路的說明如下：『乙太網路（Ethernet）是一種電腦區域網組網技術。IEEE制定的IEEE 802.3標準給出了乙太網路的技術標準。它規定了包括物理層的連線、電信號和介質訪問層協議的內容。 乙太網路的標準拓撲結構為匯流排型拓撲，但目前的快速乙太網路（100BASE-T、1000BASE-T標準）為了最大程度的減少衝突，最大程度的提高網路速度和使用效率，使用交換機（Switch）來進行網路連接和組織，這樣，乙太網路的拓撲結構就成了星型，但在邏輯上，乙太網路仍然使用匯流排型拓撲和CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect即帶衝突檢測的載波監聽多路訪問）的匯流排爭用技術。 典型的OSI模型的七層架構 通訊傳輸功能上的資料處理單位、通訊位置和裝置名稱 CSMA/CD原理 在網路上任何一台工作站主機要與網路上任何一台工作站或伺服器從事資料傳輸時，該主機要先傾聽（listen）網路上是否有其它工作站也在發出要求傳送資料到網路的信號，如果剛好兩台工作站主機一起同時發出信號，結果勢必產生信號碰撞，此時兩台工作站同時退出上網路爭奪戰，等一段任意時間（random time）後再重新發出上網路信號，如果很慶幸這個時段網路上沒有任何其他信號存在後，該工作站就可以傳輸資料至其欲送達之目的地，如果很不幸又發生碰撞或是網路還在從事資料傳輸工作，碰撞事件免不了要發生，因此該工作站仍須等一段任意時間後再嘗試下次機會，這種運作方式稱之為CSMA/CD CSMA/CD的傳送流程 乙太網路採用「廣播」（Broadcast）方式傳送框架 框架一旦傳送出去，網路上的所有電腦，無論是否為傳送對象，都會收到此框架。 為了使每一部電腦都能知道自己是否為傳送的對象？因此每張Ethernet網路卡都編有一個獨一無二的MAC（Media Access Control）位址，也有人將MAC 址稱為硬體位址（Hardware address）、Physical address或Layer 2 address。 由於每個框架都會記載「來源MAC位元址」和「目的MAC位元址」。所以每台電腦在比對目的MAC位元址之後，就可以得知自己是否為傳送的對象。若非傳送的對象，便丟棄此框架；若是傳送的對象，便繼續處理此框架。 CSMA/CD的接收流程 乙太網路四個重大缺失 由於採競爭式所以無法保證時效，所以需要時效多媒體的通訊並不可使用，或許讀者會說我還是可以在網路上聽廣播、打Skype等，請注意乙太網路可是在1975年就有了，目前雖然因通訊電子技術進步和頻寬增大，好像可以滿足時效性要求，但是不像電信網路系統般一定可以保證時效。 安全性有疑慮，因為要先傾聽網路上是否有其他工作站也在發出要求傳送資料到網路的信號，所以當乙太網路進入雜亂（promiscuous）模式時會將所有框架接收，這時他人便可以窺視（sniffer）你的通訊內容，日後我們用Wireshark協定分析實驗也就是用此模式。 乙太網路四個重大缺失 不確定目的端是否有接收到，CSMA/CD傳送採非連接導向式（connectionless）方式通訊，所以發送端根本不知接收端是否有正確接收到框架。 由於採競爭式系統故效率差，況且無法排除碰撞，當產生碰撞後等一段時間依舊會進入系統中競爭，容易有滾雪球效應而讓系統進入擁塞（congestion）後崩潰。 乙太網路框架格式 現行對乙太網路標準的訂定常用的大致有兩個，一個是以DEC（迪吉多電腦）、INTEL（英特爾）與Xerox（全錄）三家公司所共同制定的DIX乙太網路標準，目前常見的是Ethernet II，又稱作EV2框架 另一個則是由IEEE802委員會所制定的IEEE802.3標準。 至於網路系統中要如何決定採用何種框架格式，並非由使用者決定，而是要配合上層協定和下層網路卡驅動程式，這兩者都和作業系統關係密切，一般而言以Ethernet II為主，僅有少數系統使用802.3格式的框架，如IPX和Cisco Spanning Tree等。 乙太網路框架格式 乙太網路框架格式 Preamble（前序）：佔8 Bytes，前七個Bytes用以提供執行系統訊號同步處理工作，第八個Byte代表Preamble與框架內容的分界；也就是說，從這個BYTE之後的資料才會被網路設備視為框架內容開始解讀。在IEEE802.3將第八個Byte獨立出來，稱之為SFD（Start Frame Delimiter；起始框訊分界元）欄位，其實其整體的內容與功用與Ethernet2.0是一樣的。 (一般提到的乙太網路框架長