计算机网络实验报告专业班级学号姓名指导教师试验一以太网帧的构成练习一：领略真实的MAC帧各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。
本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。
现仅以主机A、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作。
1. 主机B启动协议分析器，新建捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ICMP协议）。
2. 主机A ping 主机B，察看主机B协议分析器捕获的数据包，分析MAC帧格式。
3. 将主机B的过滤器恢复为默认状态。
实验截图：练习二：理解MAC地址的作用1. 主机B 、D 、E 、F 启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（源MAC 地址为主机A 的MAC 地址）。
2. 主机A ping 主机C 。
3. 主机B 、D 、E 、F 上停止捕获数据，在捕获的数据中查找主机A 所发送的ICMP 数据帧，并分析该帧内容。
● 记录实验结果表1-3实验结果实验截图：练习三：编辑并发送MAC 广播帧1. 主机E启动协议编辑器。
2. 主机E编辑一个MAC帧：目的MAC地址：FFFFFF-FFFFFF源MAC地址：主机E的MAC地址协议类型或数据长度：大于0x0600数据字段：编辑长度在46—1500字节之间的数据3. 主机A、B、C、D、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（源MAC地址为主机E的MAC地址）。
4. 主机E发送已编辑好的数据帧。
5. 主机A、B、C、D、F停止捕获数据，察看捕获到的数据中是否含有主机E所发送的数据帧。
●结合练习三的实验结果，简述FFFFFF-FFFFFF作为目的MAC地址的作用。
答：该地址为广播地址，作用是完成一对多的通信方式，即一个数据帧可发送给同一网段内的所有节点。
实验截图：练习四：编辑并发送LLC帧本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。
现仅以主机A、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作。
1. 主机A启动协议编辑器，并编写一个LLC帧。
目的MAC地址：主机B的MAC地址源MAC地址：主机A的MAC地址协议类型和数据长度：001F控制字段：填写02（注：回车后变成0200，该帧变为信息帧，控制字段的长度变为2字节）用户定义数据/数据字段：AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDD（注：长度为27个字节）2. 主机B启动协议分析器并开始捕获数据。
3. 主机A发送编辑好的LLC帧。
4. 主机B停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的LLC帧，分析该帧内容。
●记录实验结果表1-4 实验结果●简述“协议类型和数据长度”字段的两种含义。
5. 将第1步中主机A已编辑好的数据帧修改为“无编号帧”(前两个比特位为1)，用户定义数据/数据字段修改为AAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDDD（注：长度为28个字节），重做第2、3、4步实验截图：●简述“类型和长度”字段的两种含义答：一是如果字段的值小于1518，它就是长度字段，用于定义下面数据字段的长度；二是如果字段的值大于1536，用于定义一个封装在帧中的PDU分组的类型。
思考问题：1、为什么IEEE802标准将数据链路层分割为MAC子层和LLC子层？答：出于厂商们在商业上的激烈竞争，IEEE的802委员会未能形成一个统一的、最佳的局域网标准，而是被迫制定了几个不同标准，如802.4令牌总线网、802.5令牌环网等。
为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层，即逻辑链路控制LLC子层和媒体接入控制MAC子层。
与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的。
2、为什么以太网有最短帧长度的要求？答：传统的以太网是共享性局域网，采用载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD协议。
最小帧长必须大于整个网络的最大时延位（最大时延时间内可以传输的数据位）。
如果帧长度太小，就可能出现网络上同时有两个帧在传播，就会产生冲突（碰撞）而造成网络无法发送数据。
如果数据帧太长就会出现有的工作长时间不能发送数据，而且可能超出接受端的缓冲区大小，造成缓冲益出。
由于多方面的限制，每个以太网帧都有最小的大小64bytes最大不能超过1518bytes，对于小于或者大于这个限制的以太网帧我们都可以视之为错误的数据帧，一般的以太网转发设备会丢弃这些数据帧。
试验二地址转换协议ARP练习一：领略真实的ARP（同一子网）各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。
本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
1. 主机A、B、C、D、E、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP、ICMP）。
2. 主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存。
3. 主机A ping 主机D（172.16.1.4）。
4. 主机E ping 主机F（172.16.0.3）。
5. 主机A、B、C、D、E、F停止捕获数据，并立即在命令行下运行“arp -a”命令察看ARP高速缓存。
● ARP高速缓存表由哪几项组成？●结合协议分析器上采集到的ARP报文和ARP高速缓存表中新增加的条目，简述ARP协议的报文交互过程以及ARP高速缓存表的更新过程。
实验截图：打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性：运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存：运行“arp -a”命令察看ARP高速缓存：捕获数据：● ARP高速缓存表由哪几项组成？答：ARP高速缓存表由状态、硬件类型、协议类型、硬件地址长度、协议地址长度、接口号、队列号、尝试、超时、硬件地址、协议地址构成。
●结合协议分析器上采集到的ARP报文和ARP高速缓存表中新增加的条目，简述ARP 协议的报文交互过程以及ARP高速缓存表的更新过程。
答：源主机在发送IP报文时，先检查高速缓存，若找到目的主机IP地址对应的MAC 地址，则开始发送报文，若没有，则发送一个带有ARP报文的以太网广播帧询问，在收到目的主机返回的ARP响应报文后更新高速缓存再发送IP报文。
练习二：编辑并发送ARP报文（同一子网）本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
1. 在主机E上启动协议编辑器，并编辑一个ARP请求报文。
其中：MAC层：目的MAC地址：设置为FFFFFF-FFFFFF源MAC地址：设置为主机E的MAC地址协议类型或数据长度：0806ARP层：发送端硬件地址：设置为主机E的MAC地址发送端逻辑地址：设置为主机E的IP地址（172.16.0.2）目的端硬件地址：设置为000000-000000目的端逻辑地址：设置为主机F的IP地址（172.16.0.3）2.主机B、F启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP协议）。
3.主机B、E、F在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存。
主机E发送已编辑好的ARP报文。
4.主机B、F停止捕获数据，分析捕获到的数据，进一步体会ARP报文交互过程。
实验截图：运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存：捕获数据：练习三: 跨路由地址解析（不同子网）本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
1. 主机B在命令行方式下输入staticroute_config命令，开启静态路由服务。
2. 主机A、B、C、D、E、F在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP高速缓存。
3. 主机A、B、C、D、E、F重新启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP、ICMP）。
4. 主机A ping 主机E（172.16.0.2）。
5. 主机A、B、C、D、E、F停止数据捕获，察看协议分析器中采集到的ARP报文，并回答以下问题：●单一ARP请求报文是否能够跨越子网进行地址解析？为什么？● ARP地址解析在跨越子网的通信中所起到的作用？6. 主机B在命令行方式下输入recover_config命令，停止静态路由服务。
实验截图：●单一ARP请求报文是否能够跨越子网进行地址解析？为什么？答：不能。
由于ARP请求是以广播的方式进行而广播报文不能跨越子网因此单一ARP 请求报文不能够跨越子网进行地址解析。
● ARP地址解析在跨越子网的通信中所起到的作用？答：解析网关的MAC地址。
思考题：1、ARP分组的长度是固定的吗？试加以解释。
答：不是。
ARP报文格式对任何协议和硬件地址都是充分通用的。
对于不同的网络，ARP 分组的长度可能不同。
ARP分组中含有HTYPE（硬件类型）字段，用来定义运行ARP的网络类型（例如以太网是类型1），ARP分组中包含HLEN（硬件长度）字段，用来定义以字节为单位的物理地址长度（例如以太网为6）。
ARP分组中包含SHA（发送端硬件地址）和THA（目标硬件地址）用来定义物理地址，这两个字段都是可变长度字段。
2、试解释为什么ARP高速缓存每存入一个项目就要设置10-20分钟的超时计时器。
这个时间设置得太大或太小会出现什么问题？答：超时计时器用来维护ARP高速缓存，在一段时间内如果表中的某一项没有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询速度。
时间设置得太大就会导致ARP缓存表的长度过长或者过旧，IP地址与MAC地址的映射关系可能已经发生改变，但ARP 缓存表却还没更新。
时间设置得太小会导致ARP高速缓存更改过于频繁，从而导致ARP广播数据包在网络上大量出现，增加网络流量，并降低了工作速度。
3.至少举出两种不需要发送ARP请求分组的情况。
答：当目的IP在ARP高速缓存中有对应的项目或者目的IP是广播地址时都不用发送ARP 请求。
试验三网际协议IP练习一：编辑并发送IP数据报练习内容：各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。
本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
1. 主机B在命令行方式下输入staticroute_config命令，开启静态路由服务。
2. 主机A启动协议编辑器，编辑一个IP数据报，其中：MAC层：目的MAC地址：主机B的MAC地址（对应于172.16.1.1接口的MAC）。
源MAC地址：主机A的MAC地址。