IBP帧详解
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> H264中I、B、P帧编码的基本流程
I帧编码的基本流程为：
(1) 进行帧内预测，决定所采用的帧内预测模式。
(2) 像素值减去预测值，得到残差。
(3) 对残差进行变换和量化。
(4) 编程编码和算术编码。
(5) 重构图像并滤波，得到的图像作为其它帧的参考帧。
P帧和B帧编码的基本流程为：
(1) 进行运动估计，计算采用帧间编码流程编码模式的率失真函数（节）值。P帧只参考前面的帧，B帧可参考后面的帧。
(2) 进行帧内预测，选取率失真函数值最小的帧内模式与帧间模式比较，确定采用哪种编码模式。
(3) 计算实际值和预测值的差值。
(4) 对残差进行变换和量化。
(5) 熵编码，如果是帧间编码模式，编码运动矢量
MPEG压缩中的I、B、P帧
首先,MPEG-1压缩的基本思想:帧内压缩和帧间压缩。
其次,时间相关性的统计分析:统计的结果表明,在间隔1~2帧的图像中,各像素只有10%以下的点,其亮度差值变化超过2%,而色度差值的变化只有1%以下。
采用的压缩方法: 分组:把几帧图像分为一组(GOP),为防止运动变化,帧数不宜取多。
1.定义帧:将每组内各帧图像定义为三种类型,即I帧、B帧和P帧;
2.预测帧:以I帧做为基础帧,以I帧预测P帧,再由I帧和P帧预测B帧;
3.数据传输:最后将I帧数据与预测的差值信息进行存储和传输。
I帧:帧内编码帧
I帧特点:
1.它是一个全帧压缩编码帧。它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输;
2.解码时仅用I帧的数据就可重构完整图像;
3.I帧描述了图像背景和运动主体的详情;
4.I帧不需要参考其他画面而生成;
5.I帧是P帧和B帧的参考帧(其质量直接影响到同组中以后各帧的质量);
6.I帧是帧组GOP的基础帧(第一帧),在一组中只有一个I帧;
7.I帧不需要考虑运动矢量;
8.I帧所占数据的信息量比较大。
P帧:前向预测编码帧。
P帧的预测与重构:P帧是以I帧为参考帧,在I帧中找出P帧“某点”的预测值和运动矢量,取预测差值和运动矢量一起传送。在接收端根据运动矢量从I帧中找出P帧“某点”的预测值并与差值相加以得到P帧“某点”样值,从而可得到完整的P帧。
P帧特点:
1.P帧是I帧后面相隔1~2帧的编码帧;
2.P帧采用运动补偿的方法传送它与前面的I或P帧的差值及运动矢量(预测误差);
3.解码时必须将I帧中的预测值与预测误差求和后才能重构完整的P帧图像;
4.P帧属于前向预测的帧间编码。它只参考前面最靠近它的I帧或P帧;
5.P帧可以是其后面P帧的参考帧,也可以是其前后的B帧的参考帧;
6.由于P帧是参考帧,它可能造成解码错误的扩散;
7.由于是差值传送,P帧的压缩比较高。
B帧:双向预测内插编码帧。
B帧的预测与重构
B帧以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧,“找出”B帧“某点”的预测值和两个运动矢量,并取预测差值和运动矢量传送。接收端根据运动矢量在两个参考帧中“找出(算出)”预测值并与差值求和,得到B帧“某点”样值,从而可得到完整的B帧。
B帧特点
1.B帧是由前面的I或P帧和后面的P帧来进行预测的;
2.B帧传送的是它与前面的I或P帧和后面的P帧之间的预测误差及运动矢量;
3.B帧是双向预测编码帧;
4.B帧压缩比最高,因为它只反映丙参考帧间运动主体的变化情况,预测比较准确;
5.B帧不是参考帧,不会造成解码错误的扩散。
注:I、B、P各帧是根据压缩算法的需要,是人为定义的,它们都是实实在在的物理帧,至于图像中的哪一帧是I帧,是随机的,一但确定了I帧,以后的各帧就严格按规定顺序排列
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 视频压缩中，每帧代表一幅静止的图像。而在实际压缩时，会采取各种算法减少数据的容量，其中IPB就是最常见的。
I帧表示关键帧，你可以理解为这一帧画面的完整保留；解码时只需要本帧数据就可以完成（因为包含完整画面）
P帧表示的是这一帧跟之前的一个关键帧（或P帧）的差别，解码时需要用之前缓存的画面叠加上本帧定义的差别，生成最终画面。（也就是差别帧，P帧没有完整画面数据，只有与前一帧的画面差别的数据）
B帧是双向差别帧，也就是B帧记录的是本帧与前后帧的差别（具体比较复杂，有4种情况，但我这样说简单些，有兴趣可以看看我上面提供的资料），换言之，要解码B帧，不仅要取得之前的缓存画面，还要解码之后的画面，通过前后画面的与本帧数据的叠加取得最终的画面。B帧压缩率高，但是解码时CPU会比较累~。
从上面的解释看，我们知道I和P的解码算法比较简单，资源占用也比较少，I只要自己完成就行了，P呢，也只需要解码器把前一个画面缓存一下，遇到P时就使用之前缓存的画面就好了，如果视频流只有I和P，解码器可以不管后面的数据，边读边解码，线性前进，大家很舒服。
但网络上的电影很多都采用了B帧，因为B帧记录的是前后帧的差别，比P帧能节约更多
的空间，但这样一来，文件小了，解码器就麻烦了，因为在解码时，不仅要用之前缓存的画面，还要知道下一个I或者P的画面（也就是说要预读预解码），而且，B帧不能简单地丢掉，因为B帧其实也包含了画面信息，如果简单丢掉，并用之前的画面简单重复，就会造成画面卡（其实就是丢帧了），并且由于网络上的电影为了节约空间，往往使用相当多的B 帧，B帧用的多，对不支持B帧的播放器就造成更大的困扰，画面也就越卡。
一般平均来说，I的压缩率是7（跟JPG差不多），P是20，B可以达到50，可见使用B帧能节省大量空间，节省出来的空间可以用来保存多一些I帧，这样在相同码率下，可以提供更好的画质。
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> B帧（B frame）
B帧法是双向预测的帧间压缩算法。当把一帧压缩成B帧时，它根据相邻的前一帧、本帧以及后一帧数据的不同点来压缩本帧，也即仅记录本帧与前后帧的差值。只有采用B帧压缩才能达到200：1的高压缩。
也就是说，有B帧的视频，是比较耗费CPU/图像处理器的
B 帧在 MPEG-4 中有四种参考模式，如果是同时参考前后的画面压缩，则记录的是和(前画面 pixel值后画面pixel值)/2的差值，也就是和「前后画面的平均」的差值。所以记录的差值个数和P帧一样,只有一个，没有增加。
而因为 B 帧位于前后画面的中间，以「前后画面的平均」，也就是「前后画面的中间值」来作为预测数值（预测 B 帧的 pixel 数值为多少？如果有误差，再记录差值），这样这个预测数值会比单独使用前一个画面来预测，更接近目前真正的 B 帧的数值，可想而知，如此所需要记录的差值就会很小甚至可以根本不用记录，所以便可以省下很多的 bits，提高压缩率。
例如亮度变化-> I B P 7 8 9
如果 B 只参考前一个画面压缩，则需记录差值1。如果以 (I P)/2 压缩，则差值为0，不需记录差值。（虽然要记录两个矢量，不过矢量也可以再做进一步预测压缩，总的来说，还是会比单独参考前一个画面压缩来得小很多）如果画面不是这样变化怎么办？通常来讲画面都会是这样变化，如果不是这样变化我们就不使用 B 帧就算变化不是如此规则，换个方式想，B 帧可以参考的画面还是比 P 帧多，再怎么找，也还是 B 帧可以找到误差更小的方块来使用的机率大（因为可以选择、参考的对象较多），所以 B 帧还是比 P 帧的压缩率来得高。（而且高很多，差距非常大）
除了压缩率以外，B 帧对画质的影响.....是有的，因为 B 帧这种参考前后画面的特性，等于有内插（interpolation）的效果，所以可以减少噪讯。
MPEG-4 中的 B 帧，也是非常具有威力的，除了以前的三种参考模式，还有 Direct Mode，连矢量的纪录都省了。虽然 MPEG-4 之中有 4MV 的功能，可以记录四个矢量，不过编码器在压缩的时候会判断，到底是使用 4MV 压出来的结果小，还是使用传统的方法压出来
的结果小？
如果使用传统的方法压出来的结果小，便使用传统的方法记录，如果使用 4MV 压出来的结果小，才使用 4MV 来记录。
（ps. 4MV 不会用在 backward 预测）
您可以观察 VirtualDub 压缩时画面上显示的蓝线，您会发现蓝线和蓝线之间通常会有很短的蓝线插在中间，造成空隙，而且差距很大，这个就是夹在 P 之间的 B 在发挥压缩威力如果是用 DivX 5 更明显，因为 DivX 5 只能够使用 IBPBPBPB... 这种一个 B 接一个 P 的形式，所以画面上的蓝线就是「一长一短、一长一短」这样排列。
关键帧和过渡帧的联系与区别
1、两个关键帧的中间可以没有过渡帧（如逐帧动画），但过渡帧前后肯定有关键帧，因为过渡帧附属于关键帧；
2、关键帧可以修改该帧的内容，但过渡帧无法修改该帧内容。
3、关键帧中可以包含形状、剪辑、组等多种类型的元素或诸多元素，但过渡帧中对象只能是剪辑（影片剪辑、图形剪辑、按钮）或独立形状。
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 在视频压缩中常需用到以下的一些基本概念：
（一）、有损和无损压缩:
在视频压缩中有损（Lossy ）和无损（Lossless）的概念与静态图像中基本类似。无损压缩也即压缩前和解压缩后的数据完全一致。多数的无损压缩都采用RLE行程编码算法。有损压缩意味着解压缩后的数据与压缩前的数据不一致。在压缩的过程中要丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音频信息,而且丢失的信息不可恢复。几乎所有高压缩的算法都采用有损压缩,这样才能达到低数据率的目标。丢失的数据率与压缩比有关,压缩比越小，丢失的数据越多,解压缩后的效果一般越差。此外,某些有损压缩算法采用多次重复压缩的方式,这样还会引起额外的数据丢失。
（二）、帧内和帧间压缩:
帧内（Intraframe）压缩也称为空间压缩（Spatial compression）。当压缩一帧图像时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息，这实际上与静态图像压缩类似。帧内一般采用有损压缩算法，由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系，所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。帧内压缩一般达不到很高的压缩。
采用帧间（Interframe）压缩是基于许多视频或动画的连续前后两帧具有很大的相关性，或者说前后两帧信息变化很小的特点。也即连续的视频其相邻帧之间具有冗余信息,根据这一特性，压缩相邻帧之间的冗余量就可以进一步提高压缩量，减小压缩比。帧间压缩也称为时间压缩（Temporal compression），它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。帧间压缩一般是无损的。帧差值（Frame differencing）算法是一种典型的时间压缩法，它通过比较本帧与相邻帧之间的差异，仅记录本帧与其相邻帧的差值，这样可以大大减少数据量。
（三）、对称和不对称编码:
对称性（symmetric）是压缩编码的一个关键特征。对称意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间，对称算法适合于实时压缩和传送视频，如视频会议应用就以采用对称的压缩编码算法为好。而在电子出版和其它多媒体应用中，一般是把视频预先压缩处理好，尔后再播放,因此可以采用不对称（asymmetric）编码。不对称或非对称意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间，而解压缩时则能较好地实时回放，也即以不同的速度进行压缩和解压缩。一般地说,压缩一段视频的时间比回放（解压缩）该视频的时间要多得多。例如，压缩一段三分钟的视频片断可能需要10多分钟的时间，而该片断实时回放时间只有三分钟。
（四）数字视频压缩说明
如果使用数字视频，需要考虑的一个重要因素是文件大小，因为数字视频文件往往会很大，这将占用大量硬盘空间。解决这些问题的方法是压缩—让文件变小。
使用文本文件，大小问题就显得不那么重要了,因为这样的文件充满了“空格”，可以大幅度压缩—一个文本文件至少可以压缩 90%,压缩率是相当高的（压缩率是指已压缩数据与未压缩数据之比值）。其他类型的文件，如 MPEG 视频或 JPEG 照片几乎无法压缩，因为它们是用非常紧密的压缩格式制成的。
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 采样率,比特率,帧率,码率
简单来讲，采样率和比特率就像是坐标轴上的横纵坐标。
横坐标的采样率表示了每秒钟的采样次数。
纵坐标的比特率表示了用数字量来量化模拟量的时候的精度。
采样率类似于动态影像的帧数，比如电影的采样率是24赫兹，PAL制式的采样率是25赫兹，NTSC制式的采样率是30赫兹。当我们把采样到的一个个静止画面再以采样率同样的速度回放时，看到的就是连续的画面。
同样的道理，把以44.1kHZ采样率记录的CD以同样的速率播放时，就能听到连续的声音。显然，这个采样率越高，听到的声音和看到的图像就越连贯。当然，人的听觉和视觉器官能分辨的采样率是有限的，基本上高于44.1kHZ采样的声音，绝大部分人已经觉察不到其中的分别了。
而声音的位数就相当于画面的颜色数，表示每个取样的数据量，当然数据量越大，回放的声音越准确，不至于把开水壶的叫声和火车的鸣笛混淆。同样的道理，对于画面来说就是更清晰和准确，不至于把血和西红柿酱混淆。不过受人的器官的机能限制，16位的声音和24位的画面基本已经是普通人类的极限了，更高位数就只能靠仪器才能分辨出来了。比如电话就是3kHZ取样的7位声音，而CD是44.1kHZ取样的16位声音，所以CD就比电话更清楚。原本44.1K×16×2 =1411.2 Kbps
但是压扩技术在低位的时候,非线形特性近似于线形,故折线斜率可以认为不变,16段可以用13段折线来代替.所以可以认为只有13个量化单位,13段折线相当于A=87.6的A律压扩特
性.具体的计算可以修改如下:
以电话为例，每秒3000次取样，每个取样是7比特，那么电话的比特率是21000。而CD 是每秒44100次取样，两个声道，每个取样是13位PCM编码，所以CD的比特率是44100*2*13=1146600，这个参数也被称为数据带宽，它和ADSL中的带宽是一个概念。将码率除以8,就可以得到这个它的数据速率，1146600/8=143325，也就是说CD每秒的数据量大约是144KB，而一张CD的容量是74分等于4440秒，就是639360KB＝640MB。即刚好为一张cd的容量。
码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps即千位每秒。通俗一点的理解就是取样率，单位时间内取样率越大，精度就越高，处理出来的文件就越接近原始文件，但是文件体积与取样率是成正比的,即码率高,视频文件的何种就大,反之则小.
帧率即每秒显示帧数，帧率表示图形处理器处理场时每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。一般来说30fps就是可以接受的，但是将性能提升至60fps 则可以明显提升交互感和逼真感，但是一般来说超过75fps一般就不容易察觉到有明显的流畅度提升了。
码率和帧率不代表视频的播放速度,帧率的提高可使视频画面显得流畅,码率的提高可使画面更清晰,
以上是摘自网络上一些文章，个人感觉是比特率（码率）=采样率（帧率）×采样位宽×声道数
因此，比特率决定文件大小，即总信息量；而采样率决定文件播放流畅程度；位宽决定文件清晰程度。许多格式转换软件都可以设置比特率和采样率，在比特率一定的情况下，采样率越高，越流畅但越不清晰。
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 关于I帧、P帧和B帧（转一篇维基百科上关于视频压缩的帧类型的说明）收藏
转一篇维基百科上关于视频压缩的帧类型的说明，暂时是英文的，以后我会翻译出来和大家共享。
he three major picture types found in typical video compression designs are Intra coded frames, Predicted pictures, and Bi-directional predictive pictures. They are also commonly referred to as I frames, P frames, and B frames.
In video compression formats, such as in ITU-T VCEG or ISO/IEC MPEG video standards, often only the differences between pictures will be encoded. For example, in a scene in which a person walks past a stationary background, only the moving region will need to be represented (either using motion compensation or as image data or as a combination of the two, depending on which representation requires fewer bits to adequately represent the picture). The parts of the scene that are not changing need not be sent repeatedly.Contents
1 Introduction to frame types
2 Intra coded frames (or slices or I-frames or Key frames)
3 Predicted frames (or slices)
4 Bi-directional predicted frames (or slices)
5 See also
6 External links
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Introduction to frame types
Strictly speaking, the term picture is a more general term than frame, as a picture can be either a frame or a field, where a frame is essentially an image captured at some instant in time and a field is the set of every-other line that would form an image at some instant in time. When sending video in interlaced-scan format, the coding of pictures as individual fields is often used rather than the coding of complete frames. Informally, the term "frame" is often used when the actual intent is the more general term "picture".
Typically, pictures are segmented into macroblocks, and individual prediction types can be selected on a macroblock basis rather than being the same for the entire picture, as follows:
I pictures can contain only intra macroblocks
P pictures can contain either intra macroblocks or predicted macroblocks
B pictures can contain intra, predicted, or bi-predicted macroblocks
Furthermore, in the most recent video codec standard H.264, the picture can be segmented into smaller regions called slices and instead of using I, B and P picture type selections, the encoder can choose the prediction style distinctly on each individual slice. Also in H.264 suggested:
SI-frames/slices (Switching I); Facilitates switching between coded streams; contains SI macroblocks (a special type of intra coded macroblock).
SP-frames/slices (Switching P); Facilitates switching between coded streams; contains P and/or I macroblocks
multi-frame motion estimation (up to 16 reference frames, or 32 reference fields)
Multi-frame motion estimation will allow increases in the quality of the video while allowing the same compression ratio. SI- SP-frames (defined for Extended profile) will allow for increases in the error resistance. When such frames are used along with a smart decoder, it is possible to recover the broadcast streams of damaged DVDs.
Intra coded frames (or slices or I-frames or Key frames)
Are pictures coded without reference to any pictures except themselves.
May be generated by an encoder to create a random access point (to allow a decoder to start decoding properly from scratch at that picture location).
May also be generated when differentiating image details prohibit generation of effective P or B frames.
Typically require more bits to encode than other picture types.
Often, I-frame are used for random access and are used as references for the decoding of other pictures. Intra refresh periods of a half-second are common on such applications as digital television broadcast and DVD storage. Longer refresh periods may be used in some environments. For example, in videoconferencing systems it is common to send I frames very infrequently.
Predicted frames (or slices)
Require the prior decoding of some other picture(s) in order to be decoded.
May contain both image data and motion vector displacements and combinations of the two.
Can reference previous pictures in decoding order.
In older standard designs (such as MPEG-2), use only one previously-decoded picture as a reference during decoding, and require that picture to also precede the P picture in display order.
In H.264, can use multiple previously-decoded pictures as references during decoding, and can have any arbitrary display-order relationship relative to the picture(s) used for its prediction.
Typically require fewer bits for encoding than I pictures do.
Bi-directional predicted frames (or slices)
Require the prior decoding of some other picture(s) in order to be decoded.
May contain both image data and motion vector displacements and combinations of the two.
Include some prediction modes that form a prediction of a motion region (e.g., a macroblock or a smaller area) by averaging the predictions obtained using two different previously-decoded reference regions.
In older standard designs (such as MPEG-2), B pictures are never used as references for the prediction of other pictures. As a result, a lower quality encoding (resulting in the use of fewer bits than would otherwise be the case) can be used for such B pictures because the loss of detail will not harm the prediction quality for subsequent pictures.
In H.264, may or may not be used as references for the decoding of other pictures (at the discretion of the encoder).
In older standard designs (such as MPEG-2), use exactly two previously-decoded pictures as references during decoding, and require one of those pictures to precede the B picture in display order and the other one to follow it.
In H.264, can use one, two, or more than two previously-decoded pictures as references during decoding, and can have any arbitrary display-order relationship relative to the picture(s) used for its prediction.
Typically require fewer bits for encoding than either I or P pictures do.
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I 帧编码的基本流程为：
(1) 进行帧内预测，决定所采用的帧内预测模式。
(2) 像素值减去预测值，得到残差。
(3) 对残差进行变换和量化。
(4) 变长编码和算术编码。
(5) 重构图像并滤波，得到的图像作为其它帧的参考帧。
P 帧和 B 帧编码的基本流程为：
(1) 进行运动估计，计算采用帧间编码模式的率失真函数(节)值。P帧只参考前面的帧，B 帧可参考后面的帧。
(2) 进行帧内预测，选取率失真函数值最小的帧内模式与帧间模式比较，确定采用哪种编码模式。
(3) 计算实际值和预测值的差值。
(4) 对残差进行变换和量化。
(5) 熵编码，如果是帧间编码模式，编码运动矢量
什么是I帧/P帧/B帧
I 帧图像采用帧内编码方式，即只利用了单帧图像内的空间相关性，而没有利用时间相关性。
I 帧使用帧内压缩，不使用运动补偿，由于I 帧不依赖其它帧，所以是随机存取的入点，同时是解码的基准帧。I帧主要用于接收机的初始化和信道的获取，以及节目的切换和插入，I帧图像的压缩倍数相对较低。I帧图像是周期性出现在图像序列中的，出现频率可由编码器选择。
P帧和B帧图像采用帧间编码方式，即同时利用了空间和时间上的相关性。P帧图像只采用前向时间预测，可以提高压缩效率和图像质量。P帧图像中可以包含帧内编码的部分，即P帧中的每一个宏块可以是前向预测，也可以是帧内编码。
B帧图像采用双向时间预测，可以大大提高压缩倍数。值得注意的是，由于B帧图像采用了未来帧作为参考，因此MPEG-4编码码流中图像帧的传输顺序和显示顺序是不同的
QCIF,CIF,4CIF,D1,720P,1080I,1080P 分辩率、清晰度及其应用
2010-11-16 21:551、 sub-QCIF 128×96 目前监控行业中主要使用Qcif(176×144)、CIF(352×288)、HALF D1(704×288)、D1 (704×576)等几种分辨率。2、QCIF全称Quarter common intermediate format. 在H.323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率.QCIF = 176×144像素. 3、CIF(Common Intermediate Format). 在H.323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率.CIF = 352×288像素 CIF格式具有如下特性: (1) 电视图像的空间分辨率为家用录像系统(Video Home System,VHS)的分辨率,即352×288. (2) 使用非隔行扫描(non-interlaced scan). (3) 使用NTSC帧速率,电视图像的最大帧速率为30 000/1001≈29.97幅/秒. (4) 使用1/2的PAL水平分辨率,即288线. (5) 对亮度和两个色差信号(Y、Cb 和Cr)分量分别进行编码,它们的取值范围同ITU-R BT.601.即黑色=16,白色=235,色差的最大值等于240,最小值等于16.下面为5种CIF 图像格式的参数说明.参数次序为“图象格式亮度取样的象素个数(dx) 亮度取样的行数 (dy) 色度取样的象素个数(dx/2) 色度取样的行数(dy/2)” CIF录像分辨率是主流分辨率,绝大部分产品都采用CIF分辨率. 市场接受CIF分辨率,主要理由有四点: 1、目前数码监控要求视频码流不能太高; 2、视频传输带宽也有限制; 3、使用HALF D1、D1分辨率可以提高清晰度,满足高质量的要求,但是以高码流为代价. 4、采用CIF分辨率,信噪比在32db以上,一般用户是可以接受的,但不是理想的视频图像质量. 4、4CIF 704×576 (即我们经常说的D1) 什么是D1? 做闭路电视监控系统这一行久了,大家都以为D1是硬盘录像机显示、录像、回放的分辨率,实际上不是的,D1是数字电视系统显示格式的标准,共分为以下5种规格: D1:480i格式(525i):720×576(480?)(水平480线,隔行扫描),和NTSC模拟电视清晰度相同,525条垂直扫描线，483条可见垂直扫描线，4：3 或16：9，隔行/60Hz，行频为15.25KHz,相当于我们所说的4CIF(704×576) D2:480P格式(525p):720×576(480?)(水平480线,逐行扫描),较D1隔行扫描要清晰不少,和逐行扫描DVD规格相同,525条垂直扫描线，480条可见垂直扫描线，4：3 或 16：9，分辨率为640×480(?)，逐行/60Hz，行频为31.5KHz。 D3:1080i格式(1125i):1920×1080(水平1080线,隔行扫描),是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，16：9，分辨率为1920×1080，
隔行/60Hz，行频为33.75KHz。 D4:720p格式(750p):1280×720(水平720线,逐行扫描),是标准数字电视显示模式，750条垂直扫描线，720条可见垂直扫描线，16：9，分辨率为1280×720，逐行/60Hz，行频为45KHz。虽然分辨率较D3要低,但是因为逐行扫描,市面上更多人感觉相对于1080I(实际逐次540线)视觉效果更加清晰.不过个人感觉来说,在最大分辨率达到1920×1080的情况下,D3要比D4感觉更加清晰,尤其是文字表现力上,分辨率为1280×720p/60Hz,行频为45kHz D5:1080p格式(1125p):1920×1080(水平1080线,逐行扫描),目前民用高清视频的最高标准,分辨率为1920×1080P/60Hz,行频为67.5KHZ. 是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，16：9，专业格式。60HZ只是理想状态下的场频,而它的行频为67.5KHZ,在专业领域里1080P的场频只有24HZ,25HZ和30HZ.电影是以每秒24幅的方式播放胶片的。以1080p/24Hz方式拍摄的数字图像可以无损失的传送到DLP/D-ILA等数字电影投影机上，以电影格式播放。1080p/24Hz是为电影准备的一种格式。如果采用1080p/25Hz格式拍摄高清晰度内容，则可以方便地将每一帧完整的1080p 图像拆成两帧隔行扫描的1080i图像。这样1080p/25Hz格式就变成了1080i/50Hz的图像，方便应用于欧洲和中国这些原PAL制国家的数字高清晰度电视。同理，1080p/30Hz上也可以在拍摄完毕后方便地转换为1080i/60Hz的图像，方便应用于美国ATS和日本ISDB等原NTSC制模拟电视国家。其中D1和D2标准是我们一般模拟电视的最高标准,并不能称的上高清晰,D3的1080i标准是高清晰电视的基本标准,它可以兼容720p格式,需要指出的一点是,D端子是日本独有的特殊接口,国内电视鲜带这种接口的,最多的是色差接口,而色差接口最多支持到D4,理论上肯定没有HDMI(纯数字信号,支持到1080P)的最高清晰度高,但在1920:1080以下分辨率的电视机上,一般也没有很大差别. 1080P，就是能够显示1920*1080的节目，但是电视机本身并不具有1920*1080的物理分辨率，只是把1920*1080的图像经过处理降低到电视实际的物理分辨率后，显示出来。32英寸的液晶电视物理分辨率为1366*768，但是说明书上可能标明的是1080P，就是把1920*1080的图像处理成1366*768的显示出来。这个1080P是最高分辨率或显示分辨率，只代表这个电视机可以接收1920*1080的信号，但是显示的时候就不是1920*1080了。 FULL HD 就是能够完全显示1920*1080像素或者说物理分辨率达到1920*1080的平板电视机。如果收看HDTV节目，要想达到最佳效果，需要使用FULL HD电视。需要注意的是，FULL HD和先前很多厂家宣传的1080P并不是同样的概念。5、DCIF：528×384 经过研究发现一种更为有效的监控视频编码分辨率(DCIF),其像素为528×384.DCIF分辨率的是视频图像来历是将奇、偶两个HALF D1,经反隔行变换,组成一个D1(720*576),D1作边界处理,变成4CIF(704×576),4CIF经水平3/4缩小、垂直2/3缩小,转换成528×384. 6、16CIF 1408×1152 国内主流的硬盘录像机(DVR,Digital Video Recording)采用什么分辨率?怎样计算硬盘容量? 国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率:CIF和4CIF(D1),分为两种型号. 硬盘录像机常见的路数有1路、4路、8路和16路.最大可以连接8块2000GB的硬盘如果采用CIF分辨率,通常计算编码为H.264的硬盘录像机的录像的硬盘容量为180MB~320MB/小时,如果是D1的分辨率每小时录像需要的硬盘容量为720MB~1500MB/小时. 528×384的像素数正好是CIF像素数的两倍,为了与常说的2CIF(704*288)区分,我们称之为DOUBLE CIF,简称DCIF.显然,DCIF在水平和垂直两个方向上,比Half D1更加均衡.为什么选用DCIF分辨率? 数字化监控行业对数字监控产品提出两项要求: 首先要求数据量低,保证系统能够长时间录像和稳定实时的网络传输; 其次要求回放图像清晰度高,满足对细节的要求. DCIF分辨率在目前的软硬件平台上,能很好的满足以上两项要求. Half D1分辨率已被部分产品采用,用来解决CIF清晰度不够高和D1存储量高、价格高昂的缺点.但由于他相对于CIF只是水平分辨率的提升,图像质量提高不是特别明显,但码流增加很大.基于目前的视频压缩算法,DCIF分辨率比Half D1能更好解决CIF清晰度不够高和D1存储量高、价格高昂的缺点,用来解决CIF和4CIF,特别是在512Kbps码率之间,能获得
稳定的高质量图像, 解决CIF清晰度不够高和D1存储量高、价格高昂的缺点,静态回放分辨率理论上最高可达360TVline的图像质量,超过模拟监控中标准VHS磁带录像机280TVline 的图像水平,达到公安部安防行业视频标准二级和三级项目的清晰度要求,满足绝大部分视频监控的要求.
* QCIF全称Quarter common intermediate format。QCIF是常用的标准化图像格式。在H.323协议簇中，规定了视频采集设备的标准采集分辨率。QCIF = 176×144像素。
* CIF是常用的标准化图像格式（Common Intermediate Format）。在H.323协议簇中，规定了视频采集设备的标准采集分辨率。CIF = 352×288像素
CIF格式具有如下特性：
(1) 电视图像的空间分辨率为家用录像系统(Video Home System，VHS)的分辨率，即352×288。
(2) 使用非隔行扫描(non-interlaced scan)。
(3) 使用NTSC帧速率，电视图像的最大帧速率为30 000/1001≈29.97幅/秒。
(4) 使用1/2的PAL水平分辨率，即288线。
(5) 对亮度和两个色差信号(Y、Cb和Cr)分量分别进行编码，它们的取值范围同ITU-R BT.601。即黑色=16，白色=235，色差的最大值等于240，最小值等于16。
下面为5种CIF 图像格式的参数说明。参数次序为“图象格式亮度取样的象素个数(dx) 亮度取样的行数 (dy) 色度取样的象素个数(dx/2) 色度取样的行数(dy/2)”。
·sub-QCIF 128×96 64 48
·QCIF 176×144 88 72
·CIF 352×288 176 144
·4CIF 704×576 352 288（即我们经常说的D1）
·16CIF 1408×1152 704 576
目前监控行业中主要使用Qcif（176×144）、CIF（352×288）、HALF D1（704×288）、D1（704×576）等几种分辨率，CIF录像分辨率是主流分辨率，绝大部分产品都采用CIF 分辨率。目前市场接受CIF分辨率，主要理由有四点：1、目前数码监控要求视频码流不能太高；2、视频传输带宽也有限制；3、使用HALF D1、D1分辨率可以提高清晰度，满足高质量的要求，但是以高码流为代价的。在现阶段，出现了众多D1的产品，但市场份额非常小；4、采用CIF分辨率，信噪比在32db以上，一般用户是可以接受的，但不是理想的视频图像质量。目前业内人士正在尝试用HALF D1来寻求CIF、D1之间的平衡。但随着单块硬盘的容量达到750GB甚至1000GB，而国内的大部分DVR已经可以做到连接8块1000GB 的硬盘，故D1逐渐会变成时常的主流。
* DCIF分辨率是什么？
经过研究发现一种更为有效的监控视频编码分辨率（DCIF），其像素为528×384。 DCIF 分辨率的是视频图像来历是将奇、偶两个HALF D1，经反隔行变换，组成一个D1（720*576），D1作边界处理，变成4CIF（704×576），4CIF经水平3/4缩小、垂直2/3缩小，转换成528×384.528×384的像素数正好是CIF像素数的两倍，为了与常说的2CIF（704*288）区分，我们称之为DOUBLE CIF，简称DCIF。显然，DCIF在水平和垂直两个方向上，比Half D1更加均衡。
为什么选用DCIF分辨率？
数字化监控行业对数字监控产品提出两项要求：首先要求数据量低，保证系统能够长时间录像和稳定实时的网络传输；其次要求回放图像清晰度高，满足对细节的要求。而DCIF 分辨率在目前的软硬件平台上，能很好的满足以上两项要求。
Half D1分辨率已被部分产品采用，用来解决CIF清晰度不够高和D1存储量高、价格
高昂的缺点。但由于他相对于CIF只是水平分辨率的提升，图像质量提高不是特别明显，但码流增加很大。
经过对大量视频信号进行测试，基于目前的视频压缩算法，DCIF分辨率比Half D1能更好解决CIF清晰度不够高和D1存储量高、价格高昂的缺点，用来解决CIF和4CIF，特别是在512Kbps码率之间，能获得稳定的高质量图像，满足用户对较高图像质量的要求，为视频编码提供更好的选择。
CIF清晰度不够高和D1存储量高、价格高昂的缺点分辨率，静态回放分辨率理论上最高可达 360TVline的图像质量，超过模拟监控中标准VHS 磁带录像机280TVline的图像水平，达到公安部安防行业视频标准二级和三级项目的清晰度要求，满足绝大部分视频监控的要求。
什么是D1？
做闭路电视监控系统这一行久了，大家都以为D1是硬盘录像机显示、录像、回放的分辨率，实际上不是的，D1是数字电视系统显示格式的标准，共分为以下5种规格：D1：480i格式（525i）：720×480（水平480线，隔行扫描），和NTSC模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz，相当于我们所说的4CIF（720×576）
D2：480P格式（525p）：720×480（水平480线，逐行扫描），较D1隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描DVD规格相同，行频为31.5kHz
D3：1080i格式（1125i）：1920×1080（水平1080线，隔行扫描），高清放松采用最多的一种分辨率，分辨率为1920×1080i/60Hz，行频为33.75kHz
D4：720p格式（750p）：1280×720（水平720线，逐行扫描），虽然分辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，市面上更多人感觉相对于1080I（实际逐次540线）视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率达到1920×1080的情况下，D3要比D4感觉更加清晰，尤其是文字表现力上，分辨率为1280×720p/60Hz，行频为45kHz
D5：1080p格式（1125p）：1920×1080（水平1080线，逐行扫描），目前民用高清视频的最高标准，分辨率为1920×1080P/60Hz,行频为67.5KHZ。
其中D1 和D2标准是我们一般模拟电视的最高标准，并不能称的上高清晰，D3的1080i 标准是高清晰电视的基本标准，它可以兼容720p格式，而D5的1080P只是专业上的标准，并不是民用级别的，上面所给出的60HZ只是理想状态下的场频，而它的行频为67.5KHZ，目前还没有如此高行频的电视问世，实际在专业领域里1080P的场频只有24HZ，25HZ和30HZ。
需要指出的一点是，D端子是日本独有的特殊接口，国内电视几乎没有带这种接口的，最多的是色差接口，而色差接口最多支持到D4，理论上肯定没有HDMI（纯数字信号，支持到1080P)的最高清晰度高，但在1920：1080以下分辨率的电视机上，一般也没有很大差别。
国内主流的硬盘录像机（DVR，Digital Video Recording）采用什么分辨率？怎样计算硬盘容量？
国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率：CIF和4CIF（D1），分为两种型号。
硬盘录像机常见的路数有1路、2路、4路、8路、9路、12路和16路。最大可以连接8块2000GB的硬盘，总容量可高达1.6T（目前市面上最大的硬盘在1000GB左右），如果采用CIF分辨率，通常每1路的硬盘容量为180MB~250MB/小时，通常情况下取值200MB/小时；如果是D1的分辨率每小时录像需要的硬盘容量为720MB~1000MB/小时，通常情况下为了减少硬盘的容量可以按照500MB/小时计算，帧率智能设置比25fps少一些，码流也
要少一些！相信大家可以计算出一台装满8块500GB的16路硬盘录像机可以录像多长时间了吧？
帧的几种分类：普通帧.关键帧.空白关键帧
区别在于,普通帧主要用于延续效果.而关键帧则是构成动画的基本单元.没有关键帧就不能制作动画.空白关键帧和关键帧的区别就是空白关键帧中有对像而关键帧中没有,需填加上去.
1、普通帧：
（1）位置：往往跟在一个关键帧之后。
（2）作用：起到延长关键帧的播放时间的效果。普通帧里的对象是静态的。
（3）插入方法：点击关键帧之后的帧，在不松开左键的前提下，向后拉。这一步是想设置想插入普通帧的区域。松开左键，点击右键，在快捷菜单中点击“插入帧”。
（4）讨论要想让一个画面保持一段时间而不是一闪即逝，就采用普通帧。插入的普通帧越多，在主时间轴上占用的时间越长，播放的时间也越长。
2、关键帧：
（1）作用：关键帧是制作动画的基本元素。任何一段动画，都是在两个关键帧之间进行的。（2）插入方法：构思好要希望插入关键帧的位置，右键点击。在弹出的下拉菜单中点选“插入关键帧”。
（3）应用：插入关键帧，目的就是创建动画。要想在两个关键帧之间创建动画，可以在两个关键帧中间的任意一个帧上，点击右键，在弹出的下拉菜单中，选“创建补间动画”，这时创建的是动作类的动画。如果想创建“移动补间动画”即“变形动画”，必须在帧属性面板中的“补间”选项中，点向下的箭头，在弹出的类型中选“移动”。
3、空白关键帧
（1）插入方法：构思好要希望插入空白关键帧的位置，右键点击。在弹出的下拉菜单中点选“插入空白关键帧”。
（2）作用：与“关键帧”刚好相反。通过空白关键帧，可以结束前面的关键帧，以便重打锣鼓另开张，为创建下一段新的动画打基础。
（3）应用：空白关键帧是一张白纸，需要画上新的图形或插入新的元件实例，才能发光。当在它上面创建了一些对象之后，其实它又变成“关键帧”了，又可以创建新的动画了。
帧——就是影像动画中最小单位的单幅影像画面，相当于电影胶片上的每一格镜头。
关键帧——任何动画要表现运动或变化，至少前后要给出两个不同的关键状态，而中间状态的变化和衔接电脑可以自动完成，在Flash中，表示关键状态的帧叫做关键帧。
空白关键帧——关键状态的帧在还未添加画面时叫空白关键帧
过渡帧——在两个关键帧之间，电脑自动完成过渡画面的帧叫做过渡帧。
关键帧和过渡帧的联系和区别
两个关键帧的中间可以没有过渡帧（如逐帧动画），但过渡帧前后肯定有关键帧，因为过渡帧附属于关键帧；
关键帧可以修改该帧的内容，但过渡帧无法修改该帧内容。
关键帧中可以包含形状、剪辑、组等多种类型的元素或诸多元素，但过渡帧中对象只能是剪辑（影片剪辑、图形剪辑、按钮）或独立形状。
影片是由一张张连续的图片组成的，每幅图片就是一帧，PAL制式每秒钟25帧，NTSC 制式每秒钟30帧。
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> GOP(Group of Pictures)策略影响编码质量：所谓GOP，意思是画面组，一个GOP就是一组连续的画面。MPEG编码将画面（即帧）分为I、P、B三种，I是内部编码帧，P是前向预测帧，B是双向内插帧。简单地将，I帧是一个完整的画面，而P帧和B帧记录的是相对于I 帧的变化。没有I帧，P帧和B帧就无法解码，这就是MPEG格式难以精确剪辑的原因，也是我们之所以要微调头和尾的原因。
MPEG‐2帧结构
MPEG‐2压缩的帧结构有两个参数，一个是GOP（Group Of Picture）图像组的长度，一般可按编码方式从1‐15；另一个是I帧和P帧之间B帧的数量，一般式1‐2个。前者在理论上记录为N，即多少帧里面出现一次I帧；后者描述为多少帧里出现一次P帧，记录为M。
Frank 2011-9-21
HDLC数据帧的格式
1、HDLC数据帧格式： 起始标志要传输的数据块结束标志 011111100011011000010110011011101111110 包括起始和终止标志的信息块称为HDLC的“数据帧”。起始和终止标志采用相同的帧间隔符“01111110”，即在HDLC规程中，帧与帧之间用“01111110” 所分隔，“帧”构成了通信双方交换的最小单位。 2、一些术语： HDLC来源于IBM公司的SDLC，因此也采用了一些SDLC的术语和说明。
说明： （1）F ：帧间隔模式：“01111110”——同步符号、 帧之间的填充字符。 011111101111100001111000101011111101010100111111101010 01111110 （2）A ：地址字段：通信对方的地址 （3）C ：控制字段：用于区分帧的类型（数据帧、监控帧、无编号帧） （4）I ：信息字段：携带高层用户数据，可以是任意的二进制位串； （5）FCS ：校验码：对A 、C 、I 字段进行循环校验。 g(x)=x 16 +x 12 +x 5 +1 （CCITT 和ISO 使用）； g(x)=x 16 +x 15 +x 2 +1 （IBM 的SDLC 使用）。 由于帧中至少含有A （地址）、C （控制）和FCS （帧校验序列）字段，因此整个帧长度应大于32位。 5、“0”比特插入法 为了保证帧间隔符“01111110”的唯一性和帧内数据的透明性，保证A （地址字段）、C （控制字段）、I （信息字段）、FCS （帧校验序列）中不出现01111110的位模式，HDLC 采用了‘0’位插入法。 发送端：发送“01111110”后，开始数据发送，并在数据发送过程中，检查发送的位流，一旦发现连续的5个‘1’，则自动在其后插(附)上1个‘0’，并继续传输后继的位流；数据发送结束后，追加帧间隔符“01111110”。 接收端： 执行相反的动作：一旦识别出帧间隔符“01111110”之后的位流不是“01111110”，则启动接收过程；若识别出连续5个‘1’和1个‘0’，则自动丢弃该‘0’，以恢复原来的位流；若识别出连续的6个‘1’，表示数据结束，该数据帧接收完成。 6、HDLC 控制帧格式： 说明： （1）信息帧（I ）：用于传输用户数据，控制字段的第0位规定为‘0’；
以太网帧格式
以太网帧格式 百科名片 现在的以太网帧格式 以太网帧格式，即在以太网帧头、帧尾中用于实现以太网功能的域。目录
编辑本段 编辑本段历史分类 1.Ethernet V1 这是最原始的一种格式，是由Xerox PARC提出的3Mbps CSMA/CD以太网标准的封装格式，后来在1980年由DEC，Intel和Xerox标准化形成Ethernet V1标准. 2.Ethernet V2(ARPA) 由DEC，Intel和Xerox在1982年公布其标准，主要更改了Ethernet V1的电气特性和物理接口，在帧格式上并无变化；Ethernet V2出现后迅速取
代Ethernet V1成为以太网事实标准；Ethernet V2帧头结构为6bytes的源地址+6bytes的目标地址+2Bytes的协议类型字段+数据。 以太网帧格式 3.RAW 802.3 这是1983年Novell发布其划时代的Netware/86网络套件时采用的私有以太网帧格式，该格式以当时尚未正式发布的802.3标准为基础；但是当两年以后IEEE正式发布802.3标准时情况发生了变化—IEEE在802.3帧头中又加入了802.2 LLC(Logical Link Control)头，这使得Novell的RAW 802.3格式跟正式的IEEE 802.3标准互不兼容. 4.802.3/802.2 LLC 这是IEEE 正式的802.3标准，它由Ethernet V2发展而来。它将Ethernet V2帧头的协议类型字段替换为帧长度字段(取值为0000-05dc;十进制的1500)；并加入802.2 LLC头用以标志上层协议，LLC头中包含DSAP，SSAP以及Crontrol字段. 5.802.3/802.2 SNAP 这是IEEE为保证在802.2 LLC上支持更多的上层协议同时更好的支持IP协议而发布的标准，与802.3/802.2 LLC一样802.3/802.2 SNAP也带有LLC头，但是扩展了LLC属性，新添加了一个2Bytes的协议类型域（同时将SAP的值置为AA），从而使其可以标识更多的上层协议类型；另外添加了一个3Bytes的OUI字段用于代表不同的组织，RFC 1042定义了IP报文在802.2网络中的封装方法和ARP协议在802.2 SANP中的实现. 802.3以太网帧格式备注： 前导码（7字节）、帧起始定界符（1字节）、目的MAC地址（6字节）、源MAC地址（6字节）、类型/长度（2字节）、数据（46~1500字节）、帧校验序列（4字节）[MAC地址可以用2－6字节来表示，原则上是这样，实际都是6字节] 图2 IEEE802.3以太帧头
Ethernet帧结构解析..
实验一Ethernet帧结构解析 一．需求分析 实验目的：（1）掌握Ethernet帧各个字段的含义与帧接收过程； （2）掌握Ethernet帧解析软件设计与编程方法； （3）掌握Ethernet帧CRC校验算法原理与软件实现方法。 实验任务：（1）捕捉任何主机发出的Ethernet 802.3格式的帧和DIX Ethernet V2（即Ethernet II）格式的帧并进行分析。 （2）捕捉并分析局域网上的所有ethernet broadcast帧进行分析。 （3）捕捉局域网上的所有ethernet multicast帧进行分析。 实验环境：安装好Windows 2000 Server操作系统+Ethereal的计算机 实验时间; 2节课 二．概要设计 1.原理概述： 以太网这个术语通常是指由DEC，Intel和Xerox公司在1982年联合公布的一个标准，它是当今TCP/IP采用的主要的局域网技术，它采用一种称作CSMA/CD的媒体接入方法。几年后，IEEE802委员会公布了一个稍有不同的标准集，其中802.3针对整个CSMA/CD网络，802.4针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络；此三种帧的通用部分由802.2标准来定义，也就是我们熟悉的802网络共有的逻辑链路控制（LLC）。以太网帧是OSI参考模型数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾，构成可由数据链路层识别的数据帧。虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但根据被封装数据包大小的不同，以太网帧的长度也随之变化，变化的范围是64-1518字节（不包括8字节的前导字）。 帧格式Ethernet II和IEEE802.3的帧格式分别如下。 EthernetrII帧格式： ---------------------------------------------------------------------------------------------- | 前序| 目的地址| 源地址| 类型| 数据 | FCS | ---------------------------------------------------------------------------------------------- | 8 byte | 6 byte | 6 byte | 2 byte | 46~1500 byte | 4 byte| IEEE802.3一般帧格式 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 前序| 帧起始定界符| 目的地址| 源地址| 长度| 数据| FCS | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 7 byte | 1 byte | 2/6 byte | 2/6 byte| 2 byte| 46~1500 byte | 4 byte | Ethernet II和IEEE802.3的帧格式比较类似，主要的不同点在于前者定义的2字节的类型，而后者定义的是2字节的长度；所幸的是，后者定义的有效长度值与前者定义的有效类型值无一相同，这样就容易区分两种帧格式 2程序流程图：
MAC帧格式分析与应用
IEEE 802.3 MAC帧格式的分析与应用 学生姓名：学号：指导老师： 摘要本文介绍了IEEE802．3标准中规定的两种以太网帧格式，基本帧格式和扩展帧格式。得出以下结论，IEEE802.3-2005基本帧格式，主要由前导、SDF、DA、SA、Length/Type、DATA、Pad、FCS等8部分组成，还可增添4字节的扩展部分，其总长度为64-1518字节。扩展帧格式在基本帧格式上增加了“802.1Q TAG”类型和TCI字段，可实现对用户优先级和VLAN加标帧的控制。 关键词 IEEE 802.3 基本帧格式扩展帧格式 Abstract This essay introduces two different kinds of Ethernet MAC frame,the basic and Q-tagged. We concluded that,the basic MAC frame of IEEE 802.3-2005,whose length is 64-1518 bytes, are mainly consisted of by 8 parts,including Preabmle, SDF,DA,SA,Length/Type,Data,Pad,FCS, and additional part,sized 4 bytes. While, the Q-tagged frame adds another two parts on the bisas of the basic one, that is ‘802.1Q TAQ’ and ‘TCI’, whose fuction are dividually to control the VLAN Tagged Frame and the user’s priority. Keyword IEEE 802.3 Basic Frame Q-tagged Frame
以太网的帧结构
以太网的帧结构 要讲帧结构，就要说一说OSI七层参考模型。 一个是访问服务点，每一层都对上层提供访问服务点（SAP），或者我们可以说，每一层的头里面都有一个字段来区分上层协议。 比如说传输层对应上层的访问服务点就是端口号，比如说23端口是telnet，80端口是http。IP层的SAP是什么？ 其实就是protocol字段，17表示上层是UDP，6是TCP,89是OSPF，88是EGIRP,1是ICMP 等等。 以太网对应上层的SAP是什么呢？就是这个type或length。比如 0800表示上层是IP，0806表示上层是ARP。我 第二个要了解的就是对等层通讯，对等层通讯比较好理解，发送端某一层的封装，接收端要同一层才能解封装。 我们再来看看帧结构，以太网发送方式是一个帧一个帧发送的，帧与帧之间需要间隙。这个叫帧间隙IFG—InterFrame Gap IFG长度是96bit。当然还可能有Idle时间。 以太网的帧是从目的MAC地址到FCS,事实上以太网帧的前面还有preamble，我们把它叫做先导字段。作用是用来同步的，当接受端收到 preamble，就知道以太网帧就要来了。preamble 有8个字节前面7个字节是10101010也就是16进制的AA，最后一个字节是 10101011,也就是AB，当接受端接受到连续的两个高电平，就知道接着来的就是D_mac。所以最后一个字节AB我们也叫他SFD（帧开始标示符）。 所以在以太网传输过程中，即使没有idle，也就是连续传输，也有20个字节的间隔。对于
大量64字节数据来说，效率也就显得不 1s = 1,000ms=1,000,000us 以太网帧最小为64byte（512bit） 10M以太网的slot time ＝512×0.1 = 51.2us 100M以太网的slot time = 512×0.01 = 5.12us 以太网的理论帧速率： Packet/second=1second/(IFG+PreambleTime+FrameTime) 10M以太网：IFG time=96x0.1=9.6us 100M以太网：IFG time=96x0.01=0.96us 以太网发送方式是一个帧一个帧发送的，帧与帧之间需要间隙。这个叫帧间隙IFG—InterFrame Gap 10M以太网：Preamble time= 64bit×0.1=6.4us 100M以太网：Preamble time= 64bit×0.01=0.64us Preamble 先导字段。作用是用来同步的，当接受端收到preamble，就知道以太网帧就要来了 10M以太网：FrameTime=512bit×0.1=51.2us 100M以太网：FrameTime=512bit×0.01=5.12us 因此，10M以太网64byte包最大转发速度＝1,000,000 sec÷（9.6+6.4+51.2）= 0.014880952Mpps 100M以太网64byte包最大转发速度＝1,000,000 sec÷（0.96+0.64+5.12）= 0.14880952Mpps
HART命令帧格式
前段时间做了一部分有线HART的解析，整理了一下基本的帧结构，在此做个笔记 HART帧结构： [cpp]view plain copy 1.|-------------------------------------------------------------------| 2.| PREAMBLE[5..20] | START | ADDR | COM | BCNT | STATUS | DATA | CHK | 3.|-------------------------------------------------------------------| 4. 5. 6.FF FF FF FF FF 82 A6 06 B2 BF 01 0F 00 21 1. PREAMBLE 引导码, 一般是5..20个0xFF, 他是一组同步传输的同步信号, 用以保证信息的同步. 在开始通讯的时候，使用的是20个FF引导码, 从机应答0信号时将告之主机他“希望”接收几个字节的引导码, 另外主机也可以用59号命令告诉从机应答时应用几位引导码. 2. START(1Byte) 起始字节, 说明结构为“长”还是“短”, 消息源, 是否是“突发”模式消息. [cpp]view plain copy 1.0x02: 主机到从机的短帧 2.0x82: 主机到从机的长帧 3.0x06：从机到主机的短帧 4.0x86: 从机到主机的长帧 5.0x01: 突发模式的短帧 6.0x81: 突发模式的长帧 一般设备进行通讯接收到2个FF字节后, 就表示数据位的接收已经同步, 就将侦听起始位. 3. ADDR(1/5Bytes)
以太网帧格式 EthernetⅡ和ETHERNET 802.3 IEEE802.2.SAP和SNAP的区别
EthernetⅡ/ETHERNET 802.3 IEEE802.2.SAP/SNAP的区别 1.Ethernet V1：这是最原始的一种格式，是由Xerox PARC提出的3Mbps CSMA/CD 以太网标准的封装格式，后来在1980年由DEC，Intel和Xerox标准化形成Ethernet V1标准； 2.Ethernet V2(ARPA)： 这是最常见的一种以太网帧格式，也是今天以太网的事实标准，由DEC，Intel 和Xerox在1982年公布其标准，主要更改了Ethernet V1的电气特性和物理接口，在帧格式上并无变化；Ethernet V2出现后迅速取代Ethernet V1成为以太网事实标准；Ethernet V2帧头结构为6bytes的源地址+6bytes的目标地址 +2Bytes的协议类型字段+数据。 常见协议类型如下： 0800 IP 0806 ARP 8137 Novell IPX 809b Apple Talk 如果协议类型字段取值为0000-05dc(十进制的0-1500)，则该帧就不是Ethernet V2(ARPA)类型了，而是下面讲到的三种802.3帧类型之一；Ethernet可以支持TCP/IP，Novell IPX/SPX，Apple Talk Phase I等协议；RFC 894定义了IP报文在Ethernet V2上的封装格式； Ethernet_II中所包含的字段：
在每种格式的以太网帧的开始处都有64比特（8字节）的前导字符，如图所示。其中，前7个字节称为前同步码（Preamble），内容是16进制数0xAA，最后1字节为帧起始标志符0xAB，它标识着以太网帧的开始。前导字符的作用是使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备。 ——PR：同步位，用于收发双方的时钟同步，同时也指明了传输的速率（10M和100M的时钟频率不一样，所以100M网卡可以兼容10M网卡），是56位的二进制数101010101010..... ——SD: 分隔位,表示下面跟着的是真正的数据,而不是同步时钟,为8位的10101011,跟同步位不同的是最后2位是11而不是10. ——DA:目的地址,以太网的地址为48位(6个字节)二进制地址,表明该帧传输给哪个网卡.如果为FFFFFFFFFFFF,则是广播地址,广播地址的数据可以被任何网 卡接收到. ——SA:源地址,48位,表明该帧的数据是哪个网卡发的,即发送端的网卡地址, 同样是6个字节. ----TYPE：类型字段，表明该帧的数据是什么类型的数据，不同的协议的类型字段不同。如：0800H 表示数据为IP包，0806H 表示数据为ARP包，814CH是SNMP 包,8137H为IPX/SPX包，（小于0600H的值是用于IEEE802的，表示数据包的长度。） ----DATA：数据段，该段数据不能超过1500字节。因为以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节。（14字节为DA，SA，TYPE） ----PAD：填充位。由于以太网帧传输的数据包最小不能小于60字节, 除去（DA，SA，TYPE 14字节），还必须传输46字节的数据，当数据段的数据不足46字节时，后面补000000.....(当然也可以补其它值) ----FCS:32位数据校验位.为32位的CRC校验,该校验由网卡自动计算,自动生成,自动校验,自动在数据段后面填入.对于数据的校验算法,我们无需了解. ----事实上,PR,SD,PAD,FCS这几个数据段我们不用理它 ,它是由网卡自动产生的,我们要理的是DA,SA,TYPE,DATA四个段的内容.
CAN报文的传送和帧结构
CAN 报文的传送和帧结构 9.2.2 CAN 报文的传送和帧结构 在进行数据传送时，发出报文的节点为该报文的发送器。该节点在总线空闲或丢失仲裁前恒为发送器，如果一个节点不是报文发送器，并且总线不处于空闲状态，则该节点为接收器。 构成一帧的帧起始、仲裁场、控制场、数据场和CRC 序列均借助位填充规则进行编码。当发送器在发送的位流中检测到5位连续的相同数值时，将自动在实际发送的位流中插入一个补码位。而数据帧和远程帧的其余位场则采用固定格式，不进行填充，出错帧和超载帧同样是固定格式。报文中的位流是按照非归零（NZR ）码方法编码的，因此一个完整的位电平要么是显性，要么是隐性。 在“隐性”状态下， CAN 总线输出差分电压 =— 近似为零， 在“显性”状态下，以大于最小阈值的差分电压表示，如图9.2所示。在总线空闲或“隐性”位期间，发送“隐性”状态。在“显性”位期间，“隐性”状态改写为“显性”状态。 图9.2总线上的位电平表示 CAN 有两种不同的帧格式，不同之处为识别符场的长度不同：具有11位识别符的帧称之为标准帧；而含有29位识别符的帧为扩展帧。CAN 报文有以下4个不同的帧类型： ● 数据帧：数据帧将数据从发送器传输到接收器。 ● 远程帧：总线节点发出远程帧，请求发送具有同一识别符的数据帧。 ● 错误帧：任何节点检测到总线错误就发出错误帧。 ● 过载帧：过载帧用以在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时。 数据帧和远程帧可以使用标准帧及扩展帧两种格式。它们用一个帧间空间与前面的帧分 隔。 1. 数据帧 数据帧由7个不同的位场组成：帧起始（Start of Frame ）、仲裁场（Arbitration Frame ）、控制场（Control Frame ）、数据场（Data Frame ）、CRC 场（CRC Frame ）、应答场（ACK Frame ）、帧结尾（End of Frame ）。数据场的长度为0到8位。报文的数据帧一般结构如图9.3所示。 diff V CANH V CANL V
以太网帧格式
以太网帧格式详解: Etherne II 报头8 目标地址6 源地址6 以太类型2 有效负载46－1500 帧检验序列4 报头：8个字节，前7个0，1交替的字节（10101010）用来同步接收站，一个1010101011字节指出帧的开始位置。报头提供接收器同步和帧定界服务。 目标地址：6个字节，单播、多播或者广播。单播地址也叫个人、物理、硬件或MAC地址。广播地址全为1，0xFF FF FF FF。 源地址：6个字节。指出发送节点的单点广播地址。 以太网类型：2个字节，用来指出以太网帧内所含的上层协议。即帧格式的协议标识符。对于IP报文来说，该字段值是0x0800。对于ARP信息来说，以太类型字段的值是0x0806。 有效负载：由一个上层协议的协议数据单元PDU构成。可以发送的最大有效负载是1500字节。由于以太网的冲突检测特性，有效负载至少是46个字节。如果上层协议数据单元长度少于46个字节，必须增补到46个字节。 帧检验序列：4个字节。验证比特完整性。 IEEE 802.3 根据IEEE802.2 和802.3标准创建的，由一个IEEE802.3报头和报尾以及一个802.2LLC报头组成。 报头7 起始限定符1 目标地址6（2）源地址6（2）长度2 DSAP1 SSAP1 控件2 有效负载3 帧检验序列4 －－－－－－－－－－－802.3报头－－－－－－－－－－－－－－§－ －－802.2报头－－－－§ §－802.3报尾－§
IEEE802.3报头和报尾 报头：7个字节，同步接收站。位序列10101010 起始限定符：1个字节，帧开始位置的位序列10101011。 报头＋起始限定符＝Ethernet II的报头 目标地址：同Ethernet II。也可以为2个字节，很少用。 源地址：同Ethernet II。也可以为2个字节，很少用。 长度：2个字节。 帧检验序列：4个字节。 IEEE802.2 LLC报头 DSAP：1个字节，指出帧的目标节点的上层协议。Destination Service Access Point SSAP：1个字节，指出帧的源节点的上层协议。Source Service Access Point DSAP和SSAP相当于IEEE802.3帧格式的协议标识符。为IP定义的DSAP和SSAP 字段值是0x06。但一般使用SNAP报头。 控件：1－2个字节。取决于封装的是LLC数据报（Type1 LLC）还是LLC通话的一部分（Type2 LLC）。 Type1 LLC：1个字节的控件字段，是一种无连接，不可靠的LLC数据报。无编号信息，UI帧，0x03。 Type2 LLC：2个字节的控件字段，是一种面向连接，可靠的LLC对话。 对IP和ARP，从不使用可靠的LLC服务。所以，都只用Type1 LLC，控件字段设为0x03。 区分两种帧 根据源地址段后的前两个字节的类型不同。 如果值大于1500（0x05DC），说明是以太网类型字段，EthernetII帧格式。值小于等于1500，说明是长度字段，IEEE802.3帧格式。因为类型字段值最小的是0x0600。而长度最大为1500。 IEEE802.3 SNAP 虽然为IP定义的SAP是0x06，但业内并不使用该值。RFC1042规定在IEEE802.3， 802.4， 802.5网络上发送的IP数据报和ARP帧必须使用SNAP（Sub Network Access Prototol)封装格式。 报头7 起始限定符1 目标地址6 源地址6 长度2 DSAP1 SSAP1 控件1 组织代码3 以太类型2 IP数据报帧检验序列 －－－－IEEE802.3报头－－－－－－－－－－－§IEEE8023 LLC报头－－－§－－SNAP报头－－－－§ §802.3报尾§ 0x0A 0x0A 0x03 0x00-00-00 0x08-00 (38-1492字节) Ethernet地址 为了标识以太网上的每台主机，需要给每台主机上的网络适配器（网络接口卡）分配一个唯一的通信地址，即Ethernet地址或称为网卡的物理地址、MAC 地址。 IEEE负责为网络适配器制造厂商分配Ethernet地址块，各厂商为自己生产的每块网络适配器分配一个唯一的Ethernet地址。因为在每块网络适配器出厂时，其Ethernet地址就已被烧录到网络适配器中。所以，有时我们也将此地址称为烧录地址（Burned-In-Address，BIA）。
各种不同以太网帧格式
各种不同以太网帧格式 利用抓包软件的来抓包的人，可能经常会被一些不同的Frame Header搞糊涂，为何用的Frame的Header是这样的，而另外的又不一样。这是因为在Ethernet中存在几种不同的帧格式，下面我就简单介绍一下几种不同的帧格式及他们的差异。 一、Ethernet帧格式的发展 1980 DEC,Intel,Xerox制订了Ethernet I的标准； 1982 DEC,Intel,Xerox又制订了Ehternet II的标准； 1982 IEEE开始研究Ethernet的国际标准802.3； 1983迫不及待的Novell基于IEEE的802.3的原始版开发了专用的Ethernet帧格式； 1985 IEEE推出IEEE 802.3规范； 后来为解决EthernetII与802.3帧格式的兼容问题推出折衷的Ethernet SNAP 格式。 (其中早期的Ethernet I已经完全被其他帧格式取代了所以现在Ethernet只能见到后面几种Ethernet的帧格式现在大部分的网络设备都支持这几种Ethernet 的帧格式如:cisco的路由器在设定Ethernet接口时可以指定不同的以太网的帧格式:arpa,sap,snap,novell-ether) 二、各种不同的帧格式 下面介绍一下各个帧格式 Ethernet II 是DIX以太网联盟推出的，它由6个字节的目的MAC地址，6个字节的源MAC地址，2个字节的类型域（用于表示装在这个Frame、里面数据的类型)，以上为Frame Header,接下来是46--1500 字节的数据，和4字节的帧校验） Novell Ethernet 它的帧头与Ethernet有所不同其中EthernetII帧头中的类型域变成了长度域，后面接着的两个字节为0xFFFF用于标示这个帧是Novell Ether类型的Frame，由于前面的0xFFFF站掉了两个字节所以数据域缩小为44-1498个字节,帧校验不变。
计算机网络实验报告(以太网帧格式分析)
计算机网络实验报告 学院计算机与通信工程学院专业网络工程班级1401班 学号20姓名实验时间：2016.5.13 一、实验名称： FTP协议分析实验 二、实验目的： 分析FTP 报文格式和FTP 协议的工作过程，同时学习 Serv-U FTP Server服务软件的基本配置和FTP 客户端命令的使用。 三、实验环境： 实验室局域网中任意两台主机PC1，PC2。 四、实验步骤及结果： 步骤1：查看实验室PC1和PC2的IP地址，并记录，假设PC1的IP 地址为10.64.44.34，PC2的IP地址为10.64.44.35。 步骤2：在PC1上安装Serv-U FTP Server，启动后出现图1-20所示界面。 点击新建域，打开添加新建域向导，完成如下操作。 添加域名：https://www.sodocs.net/doc/311459192.html,；设置域端口号：21（默认）；添加域IP地址：10.28.23.141；设置密码加密模式：无加密，完成后界面如图1-21所示。 完成上述操作后，还需要创建用于实验的用户帐号。点击图1.20中
浮动窗口中的“是”按钮，打开添加新建用户向导：添加用户名：test1；添加密码：123；设置用户根目录（登陆文件夹）；设置是否将用户锁定于根目录：是（默认）；访问权限：只读访问，完成后界面如图1-22所示。 新建的用户只有文件读取和目录列表权限，为完成实验内容，还需要为新建的用户设置目录访问权限，方法为点击导航——〉目录——〉目录访问界面，然后点击添加按钮， 按照图1-23所示进行配置。 步骤3：在PC1 和PC2 上运行Wireshark，开始捕获报文。 步骤4：在PC2 命令行窗口中登录FTP 服务器，根据步骤2中的配置信息输入用户名和口令，参考命令如下： C:\ >ftp ftp> open To 10.28.23.141 //登录ftp 服务器 Connected to 10.28.23.141 220 Serv-U FTP Server v6.2 for WinSock ready... User(none): test1 //输入用户名 331 User name okay, need password. Password:123 //输入用户密码 230 User logged in, proceed. //通过认证，登录成功
实验3 分析MAC帧格式分析
实验3 分析MAC帧格式 3.1 实验目的 1．了解MAC帧首部的格式； 2．理解MAC帧固定部分的各字段含义； 3．根据MAC帧的内容确定是单播，广播。 3.2 实验设备 Winpcap、Wireshark等软件工具 3.3 相关背景 1．据包捕获的原理：为了进行数据包,网卡必须被设置为混杂模式。在现实的网络环境中,存在着许多共享式的以太网络。这些以太网是通过Hub 连接起来的总线网络。在这种拓扑结构的网络中,任何两台计算机进行通信的时候,它们之间交换的报文全部会通过Hub进行转发,而Hub以广播的方式进行转发,网络中所有的计算机都会收到这个报文,不过只有目的机器会进行后续处理,而其它机器简单的将报文丢弃。目的机器是指自身MAC 地址与消息中指定的目的MAC 地址相匹配的计算机。网络监听的主要原理就是利用这些原本要被丢弃的报文,对它们进行全面的分析,这样就可以得到整个网络中信息的现状。 2．Tcpdump的简单介绍：Tcpdump是Unix平台下的捕获数据包的一个架构。Tcpdump最初有美国加利福尼亚大学的伯克利分校洛仑兹实验室的Van Jcaobson、Craig Leres和Steve McCanne共同开发完成，它可以收集网上的IP数据包文，并用来分析网络可能存在的问题。现在，Tcpdump已被移植到几乎所有的UNIX系统上，如：HP-UX、SCO UNIX、SGI Irix、SunOS、Mach、Linux和FreeBSD等等。更为重要的是Tcpdump是一个公开源代码和输出文件格式的软件，我们可以在Tcpdunp的基础上进行改进，加入辅助分析的功能，增强其网络分析能力。（详细信息可以参看相关的资料）。 3．Winpcap的简单介绍：WinPcap是由意大利Fulvio Risso和Loris Degioanni等人提出并实现的应用于Win32 平台的数据包捕获与分析的一种软件包,包括内核级的数据包监听设备驱动程序、低级动态链接库(Packet.dll)和高级系统无关库(Winpcap.dll)，其基本结构如图3-1所示：
实验一 以太网数据帧的构成
【实验一以太网数据帧的构成】 【实验目的】 1、掌握以太网帧的构成，了解各个字段的含义； 2、能够识别不同的MAC地址并理解MAC地址的作用； 3、掌握网络协议分析器的基本使用方法； 4、掌握协议仿真编辑器的基本使用方法； 【实验学时】 4学时； 【实验类型】 验证型； 【实验内容】 1、学习协议仿真编辑器的五个组成部分及其功能； 2、学习网络协议分析器的各组成部分及其功能； 3、学会使用协议仿真编辑器编辑以太网帧，包括单帧和多帧； 4、学会分析以太网帧的MAC首部； 5、理解MAC地址的作用； 6、理解MAC首部中的LLC-PDU长度/类型字段的功能； 7、学会观察并分析地址本中的MAC地址； 8、了解LLC-PDU的内容； 【实验原理】 局域网（LAN）是在一个小的范围内，将分散的独立计算机系统互联起来，实现资源的共享和数据通信。局域网的技术要素包括了体系结构和标准、传输媒体、拓扑结构、数据编码、媒体访问控制和逻辑链路控制等，其中主要的技术是传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方法。局域网的主要的特点是：地理分布范围小、数据传输速率高、误码率低和协议简单等。 1、三个主要技术 ⑴传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆、无线。 ⑵拓扑结构：总线型拓扑、星型拓扑和环型拓扑。 ⑶媒体访问控制方法：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）技术。 2、IEEE 802标准的局域网参考模型 IEEE 802参考模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和数据链路层）的功能。OSI/RM的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成媒体访问控制MAC（Medium Access Control）和逻辑链路控制LLC（Logical Link Control）两个子层。由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为了使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体访问控制方法，IEEE 802 标准特意把LLC 独立出来形成单独子层，使LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体和媒
Ethernet帧结构解析
计算机网络实验 学院:计算机科学与信息工程学院 班级: 学号： 2 姓名：
实验1 Ethernet帧结构解析 1. 需求分析 实验目的：掌握Ethernet帧各个字段的含义与帧接收过程； 掌握Ethernet帧解析软件设计与编程方法； 掌握Ethernet帧CRC校验算法原理与软件实现方法。 实验任务：实现帧解析的软件编程 实验环境：1台PC机 操作系统：Windows 7 开发环境：Visual Studio 2010。 1.1问题重述 根据给出的IEEE802.3格式的Ethernet帧结构，编写程序来解析并显示帧的各个字段值，并将得到的数据字段值组合写入输出文件。Ethernet帧数据从输入文件获得，默认文件为二进制数据文件。 2概要设计 2.1原理概述 TCP/IP支持多种不同的链路层协议，这取决于网络所使用的硬件，如Ethernet，令牌环网，FDDI（Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数据接口）等。基于不同的硬件的网络使用不同形式的帧结构，Ethernet是当今应用最广泛的局域网技术。 Ethernet V2.0的帧结构： 1.前导码和帧前定界符。
字段前导码由56位（7B）的101010...1010比特序列组成，帧前定界符由一个8位的字节组成，其比特序列为10101011。 如果将前导码与帧前定界符一起看，那么在62位101010...1010比特序列之后出现11。在这个11之后便是Ethernet帧的目的地址字段。从Ethernet物理层角度看，接收电路从开始接收比特到进入稳定状态，需要一定的时间。设计前62位1和0的交替比特序列的目的是保证接收电路在帧的目的地址到来之前到达正常状态。接收端在收到最后两位11时，标志在他之后应该是帧的目的地址。前导码与帧前定界符主要起到接收同步的作用，这8个字节接收后不需要保留，也不计入帧头长度。 2.目的地址和源地址。 目的地址与源地址分别表示帧的接收节点与发送节点的硬件地址。硬件地址一般称作MAC地址，物理地址或Ethernet地址。地址长度为6B（即48位）。为了方便起见，通常使用十六进制数字书写。 Ethernet帧的目的地址可分为3种： ●单播地址（unicast address）：目的地址的第一位为0表示单播地址。 目的地址是单播地址，则表示该帧只被与目的地址相同的节点所接收 ●多播地址（multicast address）：目的地址第一位为1表示多播地址。 目的地址是多播地址，则表示该帧被一组节点所接收。 ●广播地址（broadcast address）：目的地址全为1表示广播地址。目的 地址是广播地址，则表示该帧被所有所有节点接收。 3.类型字段 类型字段表示的是网络层使用的协议类型。常见的协议类型：0800表示网络层使用IP协议，0806表示网络层使用ARP协议，8137表示网络层使用Novell IPX协议，809b表示网络层使用Apple Talk协议。 4. 数据字段
以太网帧格式分析
实验报告 实验名称以太网帧格式分析 姓名学号实验日期 实验报告要求：1.实验目的 2.实验要求 3.实验环境 4.实验作业 5.问题及解决 6.思考问题 7.实验体会 【实验目的】 1．复习Wireshark抓包工具的使用及数据包分析方法。 2．通过分析以太网帧了解以太网数据包传输原理。 【实验要求】 用Wireshark1.4.9截包，分析数据包。 观察以太网帧，Ping同学的IP地址，得到自己和同学的mac地址。 观察以太网广播地址，观察ARP请求的帧中目标mac地址的格式。 用ping-l指定数据包长度，观察最小帧长和最大帧长。 观察封装IP和ARP的帧中的类型字段。 【实验环境】 用以太网交换机连接起来的windows 7操作系统的计算机，通过802.1x方式接入Internet。 【实验中出现问题及解决方法】 1．在使用命令行“ping -l 0 IP”观察最小帧长时抓到了长度为42字节的帧，与理论上最小帧长64字节相差甚远。通过询问教员和简单的分析，知道了缺少字节的原因是当Wireshark抓到这个ping请求包时，物理层还没有将填充（Trailer）字符加到数据段后面，也没有算出最后4字节的校验和序列，导致出现最小42字节的“半成品”帧。可以通过网卡的设置将这个过程提前。 2．在做ping同学主机的实验中，发现抓到的所有ping请求帧中IP数据部分的头校验和都是错误的。原本以为错误的原因与上一个问题有关，即校验和错误是因为物理层还没有将填充字符加到数据段后面。但是这个想法很快被证明是错误的，因为在观察最大帧长时，不需要填充字符的帧也有同样的错误。一个有趣的现象是，封装在更里层的ICMP数据包的校验和都是正确的。这就表明IP层的头校验和错误并没有影响正常通信。进一步观察发现，这些出错的头校验和的值都是0x0000，这显然不是偶然的错误。虽然目前还没有得到权威的答案，但是可以推测，可能是这一项校验实际上并没有被启用。作为中间层的IP头的意义是承上启下，而校验的工作在更需要的上层的IMCP包和下层MAC头中都有，因此没有必要多此一举。 【思考问题】 1．为什么可以ping到同宿舍（连接在同一个交换机上）的主机而ping不到隔壁宿舍的主机？ 通常情况下，如果配置正确，设备都连接着同一个网络（互联网），而且没有防火墙等阻拦，就可以正常ping到同一网络中的任何主机。在第一次实验中，我们曾成功地ping到了https://www.sodocs.net/doc/311459192.html,的IP。 在ping其他宿舍的IP时需要通过宿舍的交换机将ping请求先转发给楼层交换机，再由楼层交换机转发给目标IP所在的宿舍交换机。分析无法ping到隔壁宿舍主机的原因，很可能是楼层交换机设置了禁止内部ping的防火墙，阻止了本楼层交换机地址段内的主机相互ping对方。而同宿舍之所以可以相互ping 到，是因为ping请求没有经过楼层交换机，直接由宿舍交换机转发给了目标IP主机。 2．什么是ARP攻击？ 让我们继续分析4.1 ARP原理，A得到ARP应答后，将B的MAC地址放入本机缓存。但是本机MAC 缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程。（类似与我们所学的学习网桥）。 然而，ARP协议并不只在发送了ARP请求才接收ARP应答。当计算机接收到ARP应答数据包的时候，就会对本地的ARP缓存进行更新，将应答中的IP和MAC地址存储在ARP缓存中。 这时，我们假设局域网中的某台机器C冒充B向A发送一个自己伪造的ARP应答，即IP地址为B
以太网数据帧的格式分析比较
一、 以太网数据帧的格式分析 大家都知道我们目前的局域网大多数是以太网，但以太网有多种标准，其数据帧有多种格式，恐怕有许多人不是太清楚，本文的目的就是通过帧格式和Sniffer捕捉的数据包解码来区别它们。 以太网这个术语一般是指数字设备公司（Digital Equipment）、英特尔公司（Intel）和施乐公司（Xerox）在1982年联合公布的一个标准（实际上它是第二版本，第一版本早在1972年就在施乐公司帕洛阿尔托研究中心PARC里产生了）。它是目前TCP/IP网络采用的主要的局域网技术。它采用一种称作CSMA/CD的媒体接入方法，其意思是带冲突检测的载波侦听多路接入（Carrier Sense, Multiple Access with Collision Detection）。它的速率为10 Mb/s，地址为48 bit。 1985年，IEEE（电子电气工程师协会） 802委员会公布了一个稍有不同的标准集，其中802.3针对整个CSMA/CD网络，802.4针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络。这三者的共同特性由802.2标准来定义，那就是802网络共有的逻辑链路控制（LLC）。不幸的是，802.2和802.3定义了一个与以太网不同的帧格式，加上1983年Novell为其Netware 开发的私有帧，这些给以太网造成了一定的混乱，也给我们学习以太网带来了一定的影响。 1、通用基础 注：* VLAN Tag帧和Gigabit Jumbo帧可能会超过这个限制值 图1-1 图1-1中，数据链路层头（Header）是数据链路层的控制信息的长度不是固定的，根据
以太网IEEE 802.3帧的结构
以太网/IEEE 802.3帧的结构 下图所示为以太网/IEEE 802.3帧的基本组成。 如图所示，以太网和IEEE 802.3帧的基本结构如下： 前导码(Preamble)：由0、1间隔代码组成，可以通知目标站作好接收准备。 IEEE 802.3帧的前导码占用7个字节，紧随其后的是长度为1个字节的帧首定界符（SOF）。 以太网帧把SOF包含在了前导码当中，因此，前导码的长度扩大为8个字节。 帧首定界符（SOF: Start-of-Frame Delimiter）： IEEE 802.3帧中的定界字节，以两个连续的代码1结尾，表示一帧实际开始。 目标和源地址（ DA、SA）： 表示发送和接收帧的工作站的地址，各占据6个字节。其中，目标地址可以是单址，也可以是多点传送或广播地址。 类型（以太网）：
占用2个字节，指定接收数据的高层协议。 xxL（IEEE 802.3）： 表示紧随其后的以字节为单位的数据段的长度。 数据L（以太网）： 在经过物理层和逻辑链路层的处理之后，包含在帧中的数据将被传递给在类型段中指定的高层协议。虽然以太网版本2中并没有明确作出补齐规定，但是以太网帧中数据段的长度最小应当不低于46个字节。 数据（IEEE 802.3：LLCPDU逻辑链路层协议数据单元）： IEEE 802.3帧在数据段中对接收数据的上层协议进行规定。如果数据段长度过小，使帧的总长度无法达到64个字节的最小值，那么相应软件将会自动填充数据段，以确保整个帧的长度不低于64个字节。 LLCPDU——它的范围处在46字节至1500字节之间。 最小LLCPDU长度46字节是一个限制，目的是要求局域网上所有的站点都能检测到该帧，即保证网络工作正常。如果LLCPDU小于46个字节，则发送站的MAC子层会自动填充“0”代码补齐。 802.3一个帧的xx计算公式： DA+SA+L+LLCPDU+FCS=6+6+2+(46～1500)+4=64～1518 即当LLCPDU为46个字节时，帧最小，帧长为64字节；当LLCPDU为1500字节时，帧最大，帧长为1518字节 帧校验序列（FCS: