掌握链路层与网络层协议：以太网、ARP、IP及ICMP实战分析

在本次实验中，学生许铭燊（2019051106）在暨南大学智能科学与工程系信息安全专业学习期间，针对计算机网络实验项目进行了深入研究。实验的主要目的是理解数据链路层和网络层的基本协议，包括以太网帧、ARP协议、IP协议和ICMP协议的工作原理，以及网关和子网掩码的概念。 首先，实验涉及了以太网帧的分析，通过Wireshark嗅探工具捕获数据包，学生需要解析并理解MAC帧各个字段的含义，这是连接物理层和数据链路层的关键环节。以太网帧是数据在网络中传输的基本单元，包含源和目标MAC地址、数据负载等信息。 接着，实验深入到了ARP协议的探究。学生通过命令行操作，如arp –a和arp –dB，观察ARP表的动态变化，理解地址解析的过程。此外，他们还会模拟网络环境中的不同状态，比如断开和恢复连接，来观察和分析ARP报文的生成和更新。 IP协议分析部分，学生通过ping命令发送数据包，并使用Wireshark捕获，对比实际数据包格式，学习IP头部的组成，如版本、头部长度、服务类型、总长度、标识符、标志、头部校验和、生存时间、协议类型等，同时观察和解析IP分片和重组的过程，以理解IP数据包在网络中的路径选择和流量控制。 ICMP协议的学习则通过ping和tracert命令来展开，这两个命令展示了ICMP在网络诊断中的应用，特别是ICMP请求（如回显请求和应答）在数据包发送和路由跟踪中的角色。学生通过这些命令的执行，可以掌握ICMP协议在处理网络问题时的作用。 实验过程中，还强调了对网关的理解和使用，以及子网掩码的应用。网关是连接不同网络的设备，而子网掩码用于确定一个IP地址在哪个网络段，这有助于理解网络结构和数据包的路由。 这个实验通过实战操作和数据分析，帮助许铭燊巩固了对数据链路层和网络层协议的理解，提升了网络故障排查和协议分析的能力，对网络基础设施的运行原理有了更深的认识。