理解数据链路层与网络层协议：Wireshark实验分析

该实验报告主要探讨了计算机网络中的数据链路层和网络层协议，包括以太网帧、ARP协议、IP协议以及ICMP协议的格式和工作原理。实验目的是让学生理解这些协议的重要功能，并学会使用网络嗅探器Wireshark进行数据包分析，同时掌握ping、tracert、arp等网络诊断命令的工作机制。 实验详细内容涉及以下几个方面： 1. **以太网协议分析**：以太网是数据链路层的主要协议之一，它定义了物理地址（MAC地址）和网络协议（如IPv4）的表示方式。实验中，通过ping命令发送ICMP请求报文，Wireshark捕获的数据包展示了以太网帧结构，包括目标和源MAC地址，以及IP协议标识（0800）和ICMP信息头。 2. **ARP协议分析**：ARP（地址解析协议）负责将IP地址转换为对应的MAC地址。实验中，学生执行arp-a和arp-d命令来查看和清除ARP缓存。在断网重连和ping操作后捕获的ARP数据包展示了ARP请求和应答的过程，其中包含了硬件类型、协议类型、操作类型（request或response）以及源和目的的物理和IP地址。 3. **IP协议分析**：IP协议在网络层运行，负责数据包的路由和传输。实验中，尽管未详细展开，但通过Wireshark可以观察到IP帧头的结构，包括源和目标IP地址，以及协议类型。 4. **ICMP协议分析**：ICMP（Internet控制消息协议）用于网络诊断和错误报告。实验中，tracert（traceroute）命令通过发送ICMP请求来追踪到目标的路径，Wireshark捕获的超时报文显示了类型11（目的地不可达）和代码0（网络不可达）。 5. **网络诊断命令的应用**：实验还要求学生通过改变主机的网关设置，观察ping命令的结果变化，并通过嗅探器分析数据包，以深入理解网关和子网掩码的作用。 通过这个实验，学生不仅能够理解这些基本网络协议的工作流程，还能提升网络故障排查和分析能力，为今后的网络相关工作打下坚实基础。