CS144计算机网络实验：深入网络接口

"CS144 lab5实验指导书是一个关于计算机网络的实验教程，主要探讨网络接口层的内容。实验截止日期为2021年11月19日下午5点，有延迟提交的截止时间。实验遵循严格的协作政策，强调个人独立完成作业，可以讨论但禁止抄袭。学生可以在Piazza上提问，但不得发布源代码。" 在这次CS144实验（Lab5）中，主题是“深入网络栈（网络接口）”。这通常涉及到计算机网络的物理层和数据链路层，这两个层次是网络通信的基础。在物理层，你将学习到如何处理电信号、传输介质以及接口卡（NIC）的工作原理。数据链路层则涵盖了帧的封装、错误检测与纠正、媒体访问控制（MAC）协议，如载波监听多路访问/冲突避免（CSMA/CD）或CSMA/CA等。 实验可能会要求你实现或理解以下知识点： 1. **网络接口卡（Network Interface Card, NIC）**：了解其功能，包括接收和发送数据包，以及如何通过物理连接与网络进行通信。 2. **以太网协议**：学习以太网的帧结构，包括前导码、同步序列、源和目标MAC地址、类型字段、数据和校验和。 3. **MAC地址**：理解每个设备在网络中的唯一标识，如何查找和使用MAC地址进行通信。 4. **物理层传输**：理解信号的编码和解码过程，例如曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码，以及它们如何确保数据的准确传输。 5. **CSMA/CD与CSMA/CA**：理解这两种媒体访问控制策略，何时使用它们，以及它们如何避免网络中的冲突。 6. **ARP协议**：学习地址解析协议（ARP）是如何将IP地址映射到MAC地址的，这对于网络通信至关重要。 7. **数据链路层的错误检测**：例如CRC校验，它是如何帮助检测和防止数据在传输过程中出现错误的。 8. **虚拟局域网（VLAN）**：了解VLAN如何划分和隔离网络流量，以及它们如何提高网络安全性。 9. **网络嗅探工具**：可能会使用像Wireshark这样的工具来捕获和分析网络流量，以理解数据在物理层和数据链路层的传输情况。 实验可能包括编程任务，如编写或修改代码来模拟这些网络接口层的功能。你可能需要编写程序来生成或解析以太网帧，模拟冲突检测，或者实现简单的ARP协议。此外，实验报告通常会要求你解释你的代码实现，讨论观察到的现象，以及这些现象如何与理论知识相吻合。 在进行实验时，务必遵守合作政策，确保所有代码都是自己独立完成的。如果遇到问题，可以在Piazza上提问，但不要分享源代码。同时，如果你与同学讨论了实验内容，记得在提交的代码中注明讨论伙伴。通过这个实验，你将更深入地理解计算机网络的底层工作原理，这对未来的网络工程或系统管理工作非常有益。