本次实验旨在深入理解网络协议栈的工作原理以及实际应用场景，通过搭建模拟环境进行实验操作,以增强对计算机网络知识的掌握和应用能力。
实验目的与要求
- 理解TCP/IP协议栈的基本结构和工作流程；
- 掌握数据链路层和传输层的常见协议及其功能；
- 通过实验验证不同网络配置下的性能表现，分析网络延迟、丢包率等指标的影响因素。
实验设备与环境设置
实验采用虚拟机软件VMware Workstation作为主机平台，安装了Ubuntu操作系统,利用NetBeans集成开发环境编写Java程序来模拟网络通信过程。
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实验设计与实施
（一）TCP/IP协议栈构建
- 在Ubuntu系统中安装并启动NetBeans IDE；
- 创建一个新的Java项目，命名为“NetworkExperiment”；
- 在该项目中创建两个类：ServerSocketClient.java和ServerSocketServer.java；
- 实现客户端和服务端的socket连接,完成数据的发送和接收。
（二）数据链路层协议测试
- 使用Wireshark抓取网络流量,观察以太网帧的结构和数据包传输情况；
- 分析不同类型的数据包（如ICMP、UDP、TCP等）在网络中的行为特点；
- 调整网络参数（如MTU大小、拥塞控制算法等）,记录其对网络性能的影响。
实验结果与分析
（一）TCP/IP协议栈工作流程验证
通过NetBeans编写的Java程序成功实现了服务端和客户端之间的双向通信，展示了TCP/IP协议栈从应用层到物理层的完整工作流程。
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（二）数据链路层协议性能评估
- Wireshark捕获结果显示，在默认情况下，以太网的MTU为1500字节,符合标准规定；
- 当改变MTU值时，发现较大的MTU可能导致数据包分片过多，增加处理时间和带宽消耗；而较小的MTU则可能引起不必要的分段开销,降低效率；
- 比较不同拥塞控制策略的效果，例如TCP Reno和TCP Cubic,发现它们在不同负载条件下表现出不同的吞吐量和延迟特性。
结论与建议
本实验加深了对计算机网络基本概念的理解，特别是对于TCP/IP协议栈各层次功能的认识有了质的飞跃，通过对实际网络环境的模拟和分析,我们能够更加直观地感受到各种网络参数和网络协议对整体性能的影响。
由于受限于实验条件和时间限制，还有一些细节问题未能充分探讨，比如网络安全防护措施的实施、多线程并发处理的优化等，未来可以进一步扩展实验范围，深入研究这些方面的问题,以期获得更全面的认识和实践经验。
本次实验不仅巩固了理论知识，也为后续的学习和研究奠定了坚实基础，期待在未来能够继续探索计算机网络的奥秘,不断提升自身的技术水平。
标签： #计算机网络实验报告
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