實驗4--交換機與集線器工作機理分析

1、實驗4:交換機與集線器工作機理分析1. 實驗目的1）觀察交換機處理廣播和單播報文的過程。2）比較交換機與集線器工作過程。3）掌握使用PacketTrace模擬網(wǎng)絡場景的基本方法，加深對網(wǎng)絡環(huán)境、網(wǎng)絡設 備和網(wǎng)絡協(xié)議交互過程等方面的理解。2. 實驗環(huán)境1）運行 Windows 2008 Server/Windows XP/Windows 7操作系統(tǒng)的 PC 一臺。2）下載CISCO公司提供的PacketTracer版本。3. 實驗步驟1）在PacketTracer模擬器中配置網(wǎng)絡拓撲在PacketTracer模擬器中配置如圖所示的網(wǎng)絡拓撲，其中通用交換機連接4臺普通PC，通用集線器hub連接2臺

2、普通PC。實驗網(wǎng)絡拓撲圖點擊PC，在每臺PC的配置窗口中配置合理的IP地址和子網(wǎng)掩碼，設置IP 地址由左到右為，子網(wǎng)掩碼都為。無需為交換機和集線器配置 IP地址（為 什么）。因為交換機和集線器主要是處于數(shù)據(jù)鏈路層，不涉及轉發(fā) IP數(shù)據(jù)包，所 以不必設置IP地址。2）觀察交換機如何處理廣播和單播報文（1）在實時與模擬模式之間切換 4次，完成生成樹協(xié)議。所有鏈路指示燈應 變?yōu)榫G色。最后停留在模擬模式中。使用Inspect檢查）工具（放大鏡）打開PC 0和PC 1的ARP表以及交換 機的MAC表。本練習不關注交換機的 ARP表。將選擇箭頭移到交換機上，查 看交換機端口及其接口 MAC地址的摘要。注意

3、，這不是交換機獲取的地址表。將窗口排列在拓撲上方。（3）添加簡單PDU以從PC 0發(fā)送ping到PC 1也可以在PC 0的DeskTop窗 口中打開模擬命令行“ Comma nd Prompt，運行PING命令）。MX HI* HMi TDCEi.-HET1-54,1hJIIfwrfw*31S. l35.i-J-DaaZ.LrM.DeE：-F*riEH-+K艸和勢“國.獰胡i mii毗欣L W ?GCC MCTpco-PhyscolConf 中DcsktsqSofirareZScniiMS使用Add Simple PDU（添加簡單PDU）（閉合的信封）從PC 0發(fā)送一個ping 到PC 1。點

4、擊PC 0（源），然后點擊PC 1（目的）。Eve nt List（事件列表）中將會顯 示兩個事件：一個ICMP回應請求和一個 ARP請求，用以獲取PC 1的MAC地址。點擊Info（信息）列中的彩色框以檢查這些事件PDU hifarmaticn at DfiMiee： PCIos Madtai pinlhund POJ tetaih | Gaftajidi rou 沁aHAC PCI5flUrte： PC3氏如皿門PCIPDU InfiOfmaticm art Device： RC1Q51 Model Iribound P&J DriLaihOutltMKIAdl PDU OetBi配PDU

5、 Fonwats匕葉rr>匸Lsytr.3： IP HP-acier?rc.p：ICMF N=ssa jeT.pt 3L.ger 3： P Hfl*der5lT P2, Desk. JP.Lay曰 2. HthsjneL n Hej J-sr0OM-】g W Lfli2 17&A.LfiE52： ELbsmst n Hud；已W02M8A QE陽 0t?ll2.17Cl.44.2BLayer 1. Part Fadthcrr*=tUbarer 1: pQrt.（3）: FasfcEthemctO I 呷喚out I affm1. FatRtiAmptQ rec刊丫叭 tn*1 Fram已L

6、aiaiDiDiiarr mac- DaZL7E_-2H50*0217CB-4.1.2Qtyk；MT .-Sr. JLE LE?J；T-FCSLWW3019| D5CP：ETUTO IkXooooTH: 25S Pfio：g：lCHKSUNCSTF: lZilHphZOPT M1CME01E“ 訃；匪輯Cha Efiw 除 FtevingLis Lavr Not Layer QATR （VARIABIX LEJfcHTCPTWPE： DK8 | GODE； DUDOECKBUMI D CM5EQ NUMK6 百*工 Blit（4）逐步運行模擬使用Capture/Forward（捕獲/轉發(fā)）按鈕

7、跟蹤數(shù)據(jù)包的最終順序。由于PC 0ARP表中沒有PC 1的相應條目，因此為了完成 ping,它必須發(fā)出ARP請求。 交換機從ARP請求獲取PC 0的MAC地址及其連接的端口，從ARP回復獲取 PC 1的MAC地址及其連接的端口，交換機會將ARP請求從所有端口泛洪出去，因為ARP請求始終是廣播。PC 0收到ARP回復之后，便可以完成 ping0 從交換機的角度來看，ping是已知單播。完成對數(shù)據(jù)包的跟蹤之后，點擊ResetSimulation（重置模擬）按鈕。PL*、L5FKJL*9e Eft CVHT4 4*ecihI: IdTiIxnijiai Life. KK3AcDwm7p- *1，腫4

8、KW*U3MEC1tavtcvlour*WgKUIHWKMIumPCEHHFMrlifltlILMI* 1rtecar TiMjlvTi-n 4 i4sat lrfxi :hlEo - aitIL-a &i. FiLiw. g ll FTT. H. Ek E7I ififF. 蘆* un mff m m- R3F.巧Ml. ?ff.TjmT3-. im-. EnZiMh hih m-3）觀察交換機如何處理未知單播（可選）（1）清除交換機的MAC地址表。點擊交換機。點擊CLI選項卡。在出現(xiàn)命令提示符時，按幾次 Enter鍵，將 會顯示Switch提示。鍵入enable并按Enter鍵。提示應會變

9、為 Switch#。鍵入 命令 clearmac-address-table dynamic并按 Enter鍵。請注意，早先顯示的交換機 MAC表重新為空。但仍會填充 PC ARP表。關閉交換機配置窗口。（2）重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。您應該還是處于模擬模式。用戶創(chuàng)建的PDU（在任務1中創(chuàng)建的從PC 0到PC 1的pi ng）仍然在Eve nt List（事件列表）中。使用 Capture/Forward（捕獲/轉發(fā)） 按鈕跟蹤數(shù)據(jù)包的最終順序。由于ARP表已經(jīng)填充，因此無需 ARP請求。但是，當回應請求數(shù)據(jù)包到達 MAC地址表為空的交換機時，將被視為未知單播。 在這種情況下，交換機就會像處理廣播一樣，

10、將數(shù)據(jù)包從除接收端口以外的所有 其他端口泛洪出去。完成之后，點擊Delete（刪除）按鈕刪除場景0。4）觀察交換機和集線器的工作過程 現(xiàn)在嘗試使用 Add Simple PDU（添加簡單PDU）按鈕從PC 5 ping PC 0 跟蹤數(shù)據(jù)包，嘗試了解發(fā)生的變化。（2）進行其他實驗，了解交換機和集線器的不同4. 相關概念集線器工作在物理層，僅對電信號進行放大整形向所有端口轉發(fā)，并不識別 數(shù)據(jù)鏈路層的幀，更不執(zhí)行 CSMA/CD協(xié)議。交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層，對接口接收的數(shù)據(jù)鏈路層的幀進行處理，查看其 目的MAC地址，選擇正確的接口進行存儲轉發(fā)，在向其他接口轉發(fā)時要執(zhí)行 CSMA/CD協(xié)議。交換機通

11、過其接收的幀來學習每個端口連接的設備的物理地址， 并將該信息存儲在地址表中。如果交換機收到的幀的目的設備物理地址在其地址 表中，它只會將該幀從連接該設備的端口發(fā)送出去。這稱為已知單播。如果交換 機收到一個廣播，就會將該幀從接收端口以外的所有其他端口泛洪出去。另外， 如果交換機收到的幀的目的設備 MAC 地址不在其地址表中 （即未知單播 ），它也 會將該幀從除接收端口以外的所有其他端口泛洪出去。 當交換機將幀從除接收端 口以外的所有其他端口泛洪出去時，其行為類似于集線器。一個集線器形成了一個網(wǎng)絡碰撞域；而對局域網(wǎng)交換機而言，每個端口可能 構成一個獨立的碰撞域，大大減少了分組訪問網(wǎng)絡沖突的機會。只要 PC 兩兩之 間訪問交換機的不同端口， 并且這些端口配置為全雙工的， 它們之間就不存在碰 撞域。廣播域是對廣播分組直接到達的區(qū)域而言的， 由于局域網(wǎng)交換機轉發(fā)廣播 報文，