北航计网实验二：数据链路层解析与MAC地址表机制

在北航2021年的计算机网络实验中，主要关注的是数据链路层（Data Link Layer）的以太网（Ethernet）部分，特别是802.3标准和ETHERNET II协议。实验的核心内容包括理解以太网MAC（Media Access Control）层报文的结构和报文字段的含义，以及MAC地址表的管理和学习机制。 首先，实验中提到的以太网报文由7字节的前导符（用于同步传输）、1字节的起始符（frame delimiter）、6字节的目的MAC地址、6字节的源MAC地址、2字节的类型（通常用于标识上层协议）、数据字段和4字节的数据校验字段（如CRC，帧检验序列FCS）组成。实验要求分析某个报文可能缺失的字段，并解释原因，即前同步码和帧开始界定符在数据包捕获过程中已经确认，而FCS在接收时已进行校验，所以无需保留这些字段。 其次，实验通过MAC地址表的学习机制来探讨其与数据帧的关系。MAC地址表中包含连在交换机端口上的主机的MAC地址、VLAN ID（虚拟局域网标识符）、状态（如是否学习到）、学习时间等信息。实验试图验证MAC地址表的学习是否基于数据帧的源MAC地址而非目的MAC地址。答案是否定的，因为发送报文的目的是为了与目标设备通信，因此交换机学习的是源MAC地址，而非目的MAC地址。验证方法包括使用PCA和PCB设备进行ping测试，观察MAC地址表的变化，以及在VLAN环境下分析端口之间的通信情况。 在VLAN实验部分，未配置VLAN时，四个物理端口构成了四个冲突域和一个广播域，所有端口都属于同一个域。然而，配置VLAN后，每个VLAN创建了自己的逻辑子网，原来的冲突域和广播域被分割，不同VLAN内的端口之间形成独立的冲突域，同时保留了广播域的概念，但只在各自VLAN内部有效。 通过这次实验，学生不仅深入理解了数据链路层的协议细节，还掌握了VLAN如何划分网络拓扑，提高对计算机网络通信的理解和实际操作能力。