華中科技大學(xué)電子信息與通信學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諗?shù)據(jù)鏈路層(L2)的基本原理掌握觀察和配置主機(jī)、交換機(jī)觀察主機(jī)在局域網(wǎng)中發(fā)送的幀格式觀察交換機(jī)的生成樹算法的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)任務(wù)(一)熟悉環(huán)境本機(jī)IP配置，MAC地址觀察，網(wǎng)內(nèi)ARP觀察1.配置本機(jī)的兩個(gè)IP地址在windowscommand窗口下，使用arp和ipconfig命令，記錄本機(jī)MAC地址配置如下：IP地址192.168.1.146子網(wǎng)掩碼255.255.255.0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)192.168.0.254IP地址192.168.8.146子網(wǎng)掩碼255.255.255.0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)192.168.0.254MAC地址54-e6-fc-6e-f5-b92.觀察網(wǎng)內(nèi)的IP和MAC地址啟動(dòng)“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀”使用“地址本”功能觀察本組6臺(tái)主機(jī)的IP地址，記錄其相應(yīng)的MAC地址。據(jù)幀進(jìn)行分析，會(huì)話視圖和協(xié)議視圖，所示的會(huì)話視圖可以清楚的看到捕獲數(shù)據(jù)包的分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果：分析（1）源物理地址：BC-30-5B-C8-D8-50（2）目的物理地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF（3）上層協(xié)議類型：IPv4,UDP,WINS(四)端口鏡像1.在交換機(jī)上配置端口鏡像主機(jī)A連接交換機(jī)的FastEthernet0/1端口，主機(jī)B連接交換機(jī)的FastEthernet0/10端口，主機(jī)C連接交換機(jī)的FastEthernet0/15端口，在交換機(jī)上配置：Switch#configureterminalSwitch(config)#monitorsession1sourceinterfacefastEthernet0/1both！配置源端口為F0/1端口，監(jiān)控雙向數(shù)據(jù)流Switch(config)#monitorsession1destinationinterfacefastEthernet0/15！配置目的端口為F0/15端口Switch(config)#exit2.從主機(jī)Aping主機(jī)B為主機(jī)A配置IP地址192.168.1.10/24，并在主機(jī)A上運(yùn)行ipconfig/all命令，得到主機(jī)A的MAC地址為：00-21-85-04-8B-DB為主機(jī)B配置IP地址192.168.1.20/24，并在主機(jī)B上運(yùn)行ipconfig/all命令，得到主機(jī)B的MAC地址為：00-15-58-2F-7E-7E為主機(jī)C配置IP地址192.168.1.30/24，并在主機(jī)C上運(yùn)行ipconfig/all命令，得到主機(jī)C的MAC地址為：00-12-3F-01-AF-5A從主機(jī)Aping主機(jī)B，可以看到主機(jī)A的Windows系統(tǒng)會(huì)發(fā)出4個(gè)ping包，并收到主機(jī)B的4個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包；3.在主機(jī)C上運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)分析儀捕獲數(shù)據(jù)包在主機(jī)Aping主機(jī)B的同時(shí)，在主機(jī)C上運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀，點(diǎn)擊工具欄上的“開始”按鈕，捕獲數(shù)據(jù)包，并在ping命令運(yùn)行結(jié)束后，點(diǎn)擊工具欄上的“結(jié)束”按鈕，停止捕獲；在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀的“會(huì)話樹”中，可以看到8個(gè)ICMP數(shù)據(jù)包，說(shuō)明已經(jīng)捕獲到全部的ping數(shù)據(jù)包；4.測(cè)試驗(yàn)證使用命令將交換機(jī)中的端口鏡像配置清除Switch(config)#nomonitorsession1三.思考問題1、在網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)中，MAC層的作用是什么？該協(xié)議位于OSI七層協(xié)議中數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層分為上層LLC（邏輯鏈路控制），和下層的MAC（媒體訪問控制），MAC主要負(fù)責(zé)控制與連接物理層的物理介質(zhì)。在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，MAC協(xié)議可以事先判斷是否可以發(fā)送數(shù)據(jù)，如果可以發(fā)送將給數(shù)據(jù)加上一些控制信息，最終將數(shù)據(jù)以及控制信息以規(guī)定的格式發(fā)送到物理層；在接收數(shù)據(jù)的時(shí)候，MAC協(xié)議首先判斷輸入的信息并是否發(fā)生傳輸錯(cuò)誤，如果沒有錯(cuò)誤，則去掉控制信息發(fā)送至LLC（邏輯鏈路控制）層。MAC子層的主要功能包括數(shù)據(jù)幀的封裝/卸裝，幀的尋址和識(shí)別，幀的接收與發(fā)送，鏈路的管理，幀的差錯(cuò)控制等。MAC子層的存在屏蔽了不同物理鏈路種類的差異性。MAC子層與物理層相關(guān)聯(lián)，而LLC子層則完全獨(dú)立出來(lái)，為高層提供服務(wù)，這樣就實(shí)現(xiàn)了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的完全獨(dú)立，解決了lSO制定的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)7層參考模型（即OSI模型）中局域網(wǎng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層不能完全獨(dú)立的問題。2、以太網(wǎng)的最短幀長(zhǎng)度是(64字節(jié))，最大幀長(zhǎng)度是()？標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)的最大字節(jié)長(zhǎng)度為1518/1522：untagged的frame最大幀長(zhǎng)為1518tagged的frame最大幀長(zhǎng)為1522最小包長(zhǎng)由CSMA/CD的最小檢測(cè)碰撞時(shí)間來(lái)決定考慮如下的情況，主機(jī)發(fā)送的幀很小，而兩臺(tái)沖突主機(jī)相距很遠(yuǎn)。在主機(jī)A發(fā)送的幀傳輸?shù)紹的前一刻，B開始發(fā)送幀。這樣，當(dāng)A的幀到達(dá)B時(shí)，B檢測(cè)到?jīng)_突，于是發(fā)送沖突信號(hào)。假如在B的沖突信號(hào)傳輸?shù)紸之前，A的幀已經(jīng)發(fā)送完畢，那么A將檢測(cè)不到?jīng)_突而誤認(rèn)為已發(fā)送成功。由于信號(hào)傳播是有時(shí)延的，因此檢測(cè)沖突也需要一定的時(shí)間。這也是為什么必須有個(gè)最小幀長(zhǎng)的限制。按照標(biāo)準(zhǔn)，10Mbps以太網(wǎng)采用中繼器時(shí)，連接的最大長(zhǎng)度是2500米，最多經(jīng)過(guò)4個(gè)中繼器，因此規(guī)定對(duì)10Mbps以太網(wǎng)一幀的最小發(fā)送時(shí)間為51.2微秒。這段時(shí)間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為512位，因此也稱該時(shí)間為512位時(shí)。這個(gè)時(shí)間定義為以太網(wǎng)時(shí)隙，或沖突時(shí)槽。512位＝64字節(jié)，這就是以太網(wǎng)幀最小64字節(jié)的原因。最大包長(zhǎng)沒有特別的規(guī)定，但是考慮到如下的因數(shù)，將IP最大包長(zhǎng)設(shè)置為1500bytes：1.以太網(wǎng)是所有的終端共享傳輸介質(zhì)，如果一臺(tái)終端發(fā)送一個(gè)很長(zhǎng)的幀，傳輸時(shí)將占用太多的時(shí)間，其它的終端將等待，直到這個(gè)幀傳輸完畢。幀越長(zhǎng)，等待的時(shí)間將越長(zhǎng)2.如果一個(gè)幀太長(zhǎng)，如果在傳輸?shù)倪^(guò)程中，發(fā)生一個(gè)傳輸錯(cuò)誤，那么整個(gè)幀要重傳，這樣又要占有大量的時(shí)間，導(dǎo)致效率不高---—早期的以太網(wǎng)由于傳輸?shù)腻e(cuò)誤率非常高3.幀越長(zhǎng)，需要的緩存越大，1979年在設(shè)計(jì)網(wǎng)卡時(shí)，緩存的價(jià)格非常昂貴，所以當(dāng)時(shí)選用1500bytes作為最大的長(zhǎng)度。3、為什么IEEE802標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)鏈路層分割為MAC子層和LLC子層？LLC為上