7-2019053750-孙靖-数据链路层和网络层协议分析1

数据链路层和网络层是计算机网络中两个关键的层次，它们负责数据的传输和路由。在这个实验报告中，孙靖同学对这两个层次的主要协议进行了分析，包括以太网协议、ARP协议和IP协议。 以太网协议是数据链路层的基础，用于规定在局域网（LAN）中如何传输数据帧。在以太网帧中，有多个字段，如Header Length指示了IPv4头部的长度，Differentiated Services Field用于提供差异化服务，允许网络为特定的数据包提供优先级或特殊处理。Total Length字段则给出了整个数据包（包括头部和数据）的总长度。Identification字段用于唯一标识每个数据包，Flags字段控制分片和重组，而Time to Live（TTL）字段则限制了数据包在网络中的生存时间，防止无尽循环。Protocol字段标明了数据包携带的数据所遵循的协议，而Checksum用于检查数据包头部的完整性。 接下来，ARP协议位于数据链路层和网络层之间，它的主要作用是解决IP地址到物理（MAC）地址的映射问题。ARP协议包含硬件类型、协议类型、硬件大小、协议大小、操作码（Opcode）以及发送者和接收者的MAC和IP地址。Opcode区分了查询请求（1）和应答（2）。 IP协议则是网络层的核心，负责数据包的路由。IP头部包括版本号、首部长度、区分服务字段、总长度、标识符、标志、片偏移、生存时间（TTL）、协议字段、头部校验和、源IP地址和目的IP地址。版本字段定义了IP协议的版本，首部长度字段表示IP头部的大小，区分服务字段与以太网协议中的类似，用于服务质量控制。总长度字段包含头部和数据的总字节数。标识符、标志和片偏移用于分片和重组大型数据包。生存时间字段防止数据包在网络中无限传播，协议字段指示上层使用的协议，头部校验和用于验证头部的完整性。 实验中，孙靖同学使用了Wireshark作为网络嗅探器来捕获和分析这些协议的数据包。通过实践，他学习了如何使用ping、tracert和arp命令，并观察不同网络配置下ping命令的结果。此外，他还了解了如何通过修改网关和IP地址来影响数据包的传输。 总结来说，这个实验深入探讨了数据链路层和网络层的关键协议，使学生能够理解协议格式、工作原理以及网络通信的基本过程。这对于理解和诊断网络问题、优化网络性能至关重要。同时，通过Wireshark的使用，也提升了学生的网络数据分析和故障排查能力。