7-2019050385-李媛-数据链路层和网络层协议分析1

【实验报告】——数据链路层与网络层协议分析 本次实验主要目的是深入理解数据链路层和网络层的关键协议，包括以太网帧、ARP、IP和ICMP协议的工作原理，以及如何使用网络嗅探工具Wireshark进行协议分析。实验通过捕获和解析数据包，探究网络通信的基本过程。 实验内容涉及以下几点： 1. **以太网帧分析**：以太网帧是数据链路层的主要结构，它包含源和目的MAC地址、类型/长度字段等。例如，当主机A向主机B发送一个PING请求时，Wireshark捕获的数据包显示，TYPE字段值为0x800，表明上层协议为IP。此外，MAC地址的IG位（第8位）为0，表示这是一个单播传输，而非组播或广播。 2. **ARP协议解析**：ARP协议用于解析IP地址到MAC地址的映射。实验中，通过arp -a命令查看ARP缓存表，并删除特定条目。当网络连接恢复时，Wireshark可以捕获到ARP请求和响应报文，这些报文是主机重新建立IP-MAC映射的过程。 3. **IP协议与ICMP协议**：ICMP协议是IP协议的一部分，主要用于错误报告和网络诊断。在实验中，通过分析PING命令（ICMP echo request）和响应（ICMP echo reply）的数据包，可以了解IP头部信息和ICMP报文结构。 4. **网络命令应用**：实验还探讨了ping、tracert和arp命令的使用，以及它们在网络通信中的作用。通过改变主机的网关设置，观察ping命令的结果，从而理解网关和子网掩码的重要性。 实验环境包括两台计算机和一台交换机，确保了数据包在局域网内的有效传输和捕获。 实验步骤及分析过程中，首先安装Wireshark，然后捕获和分析不同协议的数据包。在Wireshark中，前序和FCS（帧开始定界符和循环冗余校验）字段通常不显示，因为它们在物理层被处理，只保留了有效载荷部分供分析。 通过对实验的深入理解和分析，我们可以更清楚地认识到数据链路层和网络层协议如何协同工作，为网络通信提供基础。同时，掌握Wireshark等网络嗅探工具的使用，有助于我们在网络故障排查和网络安全领域提升技能。通过这样的实践操作，学生能够将理论知识与实际应用相结合，增强对网络协议的理解。