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2024年6月19日发(作者：)
实验三 以太网MAC数据帧的构成
【实验目的】
1. 掌握以太网的封装格式
2. 掌握MAC地址的作用
3. 掌握MAC广播地址的作用
【实验学时】
建议2学时
【实验环境配置】
采用网络结构一
【实验原理】
一、两种不同的MAC帧格式
常用的以太网MAC帧格式有两种标准，一种是DIX Ethernet V2标准；另一种是IEEE
的802.3标准。 目前MAC帧最常用的是以太网V2的格式。下图画出了两种不同的MAC
帧格式。
二、MAC层的硬件地址
1. 在局域网中，硬件地址又称物理地址或MAC地址，它是数据帧在MAC层传输的一
个非常重要的标识符。
2. 网卡从网络上收到一个 MAC 帧后，首先检查其MAC 地址，如果是发往本站的帧
就收下；否则就将此帧丢弃。这里“发往本站的帧”包括以下三种帧：
单播(unicast)帧（一对一），即一个站点发送给另一个站点的帧。
广播(broadcast)帧（一对全体），即发送给所有站点的帧(全1地址)。
多播(multicast)帧（一对多），即发送给一部分站点的帧。
【实验步骤】
练习一：领略真实的MAC帧
本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以
主机A和B为例，说明实验步骤。
1. 进入Packet Tracer仿真模式，设置事件过滤条件（提取ICMP协议）。
按照拓扑结构图连接网络，使用拓扑验证检查连接的正确性。
2. 主机A ping主机B；在事件列表中查看捕获的数据包，分析MAC帧格式。
练习二：理解MAC地址的作用
1. 设置事件过滤条件（提取ICMP协议）。
2. 主机A ping 主机C。
3. 逐步观察数据包的传递过程，在捕获的数据中查看主机B、C、D、E、F是否收到
源MAC地址为A的数据帧？如果收到分析该帧内容。
记录实验结果:
主机B
主机C
主机D
主机E
主机F
练习三：理解MAC广播帧
1. 清除所有主机的MAC地址映射表（arp -d）。
2. 设置事件过滤条件（提取ARP协议）。
3. 主机A ping 主机C。
4. 在捕获的数据中查看主机B、C、D、E、F是否收到源MAC地址为A的数据帧？
如果收到分析该帧内容。
主机B
主机C
本机MAC地址
报文源MAC地址
报文目的MAC地址
是否收到，为什么
1B 0001.643D.B10B
3B.E1D0 0001.643D.B10B
没收到,主机IP地址不符合.
收到,因为PING的是主机C的IP地址
没收到,主机IP地址不符合.
没收到,主机IP地址不符合.
没收到,主机IP地址不符合.
本机MAC地址
报文源MAC地址
报文目的MAC地址
是否收到，为什么
1B 0001.643D.B10B 3B.E1D0
3B.E1D0 0001.643D.B10B 3B.E1D0
0060.4719.B1CB 0001.643D.B10B
3B.E1D0
0001.4242.E074 0001.643D.B10B
3B.E1D0
00E0.B022.B022 0001.643D.B10B
3B.E1D0
没收到,因为报文的MAC和主机B
的MAC不匹配.
收到,A与C的通信.报文目的地址
是C.
没收到,因为报文的MAC和主机B
的MAC不匹配.
没收到,因为报文的MAC和主机B
的MAC不匹配.
没收到,因为报文的MAC和主机B
的MAC不匹配.
主机D
0060.4719.B1CB 0001.643D.B10B
主机E
主机F
0001.4242.E074 0001.643D.B10B
00E0.B022.B022 0001.643D.B10B
结合练习二的实验结果，简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。
答：广播(broadcast)帧（一对全体），即发送给所有站点的帧(全1地址)。
【思考问题】
为什么以太网有最短帧长度的要求？
答：传统的以太网是共享性局域网，采用载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD协议。最
小帧长必须大于整个网络的最大时延位（最大时延时间内可以传输的数据位）。
如果帧长度太小，就可能出现网络上同时有两个帧在传播，就会产生冲突（碰撞）而造成网
络无法发送数据。
如果数据帧太长就会出现有的工作长时间不能发送数据，而且可能超出接受端的缓冲区大
小，造成缓冲益出。
由于多方面的限制，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。
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