交互式网站定义,wordpress 刷单,天津建设工程信息网招投标正规吗,健康生活网站开发系统背景实验 3#xff1a;集线器和交换器的区别及交换器的自学习算法
一、 实验目的 加深对集线器和交换器的区别的理解。 了解交换器的自学习算法。
二、 实验环境
• Cisco Packet Tracer 模拟器
三、 实验内容
1、熟悉集线器和交换器的区别
(1) 第一步#xff1a;构建网络…实验 3集线器和交换器的区别及交换器的自学习算法
一、 实验目的 加深对集线器和交换器的区别的理解。 了解交换器的自学习算法。
二、 实验环境
• Cisco Packet Tracer 模拟器
三、 实验内容
1、熟悉集线器和交换器的区别
(1) 第一步构建网络拓扑构建四个以太网上面两个以太网使用的网络互联设备为集线器下面两个使用的网络互联设备为交换机并分别设置好IP地址。如图1所示。 图 1 构建网络拓扑
(2) 第二步为了防止ARP广播请求对本次实验的影响需要在实时模式下让各以太网的主机之间相互发送数据包发送完数据包之后删除刚才的场景。如图2********3所示。 图2 主机之间相互发送数据包 图3 删除场景
(3) 第三步切换到仿真模式下然后过滤协议只选择ICMP协议如图4所示。 图4 只保留ICMP协议
(4) 第四步让个人电脑0给个人电脑2发送一个ICMP的报文如图5所示。 图5 发送数据包
(5) 第五步点击捕获前进之后ICMP报文通过了集线器广播之后上面的个人电脑1发现报文的目的MAC地址和自己的网卡的MAC地址是不相同的所以个人电脑1拒绝接收此报文而个人电脑2发现地址一样选择接收。如图6所示。 图6 集线器广播数据包
(6) 第六步点击捕获前进个人电脑2发现报文是发送给自己的所以还需要发送回去一个响应响应经过集线器之后被广播出去同理上面的个人电脑1是不会接收的而个人电脑0就接收到了响应。如图7所示 图7 集线器广播响应
(7) 第七步在网络互联设备使用的交换机上让个人电脑6给个人电脑7发送一个报文并点击捕获前进。发现交换机会明确的转发给目的计算机而不是向集线器那样广播出去。如图8所示。 图8 交换机明确转发报文
(8) 第八步发回响应同样经过交换机之后会明确转发出去给目的计算机而不是广播出来。如图9所示。这表明交换机对数据帧有过滤功能可以明确的转发数据帧或者不转发这个数据帧而集线器收到数据帧之后都会将其广播出去。 图9 交换机明确转发响应
(9) 第九步将上面两个使用集线器作为网络互联设备的集线器连接起来同理让下面的两个交换机连接起来构建成更大的网络如图10所示 图10 集线器互联交换机互联
(10) 第十步让个人电脑0给个人电脑2发送一个ICMP数据包并点击捕获前进发现集线器将收到的数据包广播出去但是只有网卡的MAC地址与数据包携带的MAC地址一样才会接受剩下的都不会接收。如图1112所示 图11 集线器的广播 图12 MAC地址不一样拒绝接受
(11) 第十一步目的计算机收到数据包之后发回去一个响应同理集线器收到相应之后广播出去经过MAC地址的比对最终成功发回目的计算机。如图13所示 图13 个人电脑0成功收到响应
(12) 第十二步在下面使用交换机的网络上重复刚才的操作。如图14所示。发现交换机并不会广播出去而是明确的将数据包发给了目的计算机并将响应明确的发送了回去。 图14 使用交换机发送数据包
(13) 第十三步让个人电脑0给个人电脑2发送一个数据包并让个人电脑5给个人电脑4发送一个数据包点击捕获前进发现集线器发生碰撞如图15所示并且之后碰撞信号会传遍整个网络如图16所示。 图15 集线器的碰撞 图16 全部检测到碰撞信号
(14) 第十四步在下面的交换机上重复刚才的操作发现并没有碰撞而是明确的发送给了目的计算机并成功的接收到了响应。如图17所示。 图17 交换机并没有产生碰撞
(15) 第十五步给下面的个人电脑6添加一个复杂的PDU并设置好目的IP地址255.255.255.255以及源IP地址即设置的IP地址序号填1单次时间1秒。如图18所示。 图18 添加复杂的PDU
(16) 第十六步点击捕获前进发现交换机会将广播帧转发输入接口除外出去。如图19所示。 图19 交换机转发广播帧
(17) 第十七步将上面的集线器之间的连线断开并在它们中间设置一个交换机此时通信范围变大了但是并不会合成一个更大的冲突域还是两个个小的冲突域此时再让个人电脑0给个人电脑2发送一个数据包。先转发一次让交换机自学习一下然后再转发一次发现交换机具有隔离冲突域的作用。如图20所示。 图20 交换机具有隔离冲突域的作用
2、交换机的自学习算法
(1) 第一步构建网络拓扑在逻辑工作空间上拖动三个普通计算机和一个交换机选择自动连接把设备连接起来并设置好IP并在计算机旁边写好IP注释。如图21所示。 图 21 构建网络拓扑并写好IP注释
(2) 第二步写好IP注释以后点击个人电脑点击配置点击FastEthernet0查看当前计算机的MAC地址复制MAC地址写好MAC地址注释如图2223所示。 图 22 查看当前计算机的MAC地址 图 23 标注好MAC地址注释
(3) 第三步切换到仿真模式过滤协议只保留ARP和ICMP协议。如图24所示。 图 24 切换仿真并过滤协议
(4) 第四步让下方的计算机给右上角的计算机发送一个简单的PDU如图25所示。可以看到有两个数据包一个是ICMP另一个是ARP之所以会有两个数据包是因为下方的计算机首先并不知道目的计算机的IP地址和MAC地址的对应关系所以不能发送ICMP数据包所以先发送一个ARP的数据包去询问IP地址为192.168.0.2的主机的MAC地址是什么知道MAC地址之后才能在数据链路层封装的时候填上目的计算机的MAC地址之后才可以成功地发送ICMP数据包。 图 25 发送一个简单的PDU
(5) 第五步查看交换机的真转发表即MAC地址表。如图26所示**。**由于个主机之间还没有相互传送数据所以真转发表此时是空的。 图 26 查看交换机的真转发表
(6) 第六步点击捕获前进再次查看交换机的真转发表发现交换机登记了传送过来的数据的相关信息也就是交换机的自学习如图27所示。 图 27 再次查看交换机的真转发表
(7) 第七步交换机的转发转发是根据数据帧的目的MAC地址来操作的查看交换机上的PDU信息发现是一个广播帧。如图28所示。 图 28 查看交换机的PDU信息
(8) 第八步点击捕获前进交换机会将此广播帧进行转发除了输入端口的其余端口如图29所示。然后根据IP地址以及MAC地址的对应关系来选择是否接收。 图 29 交换机转发广播帧
(9) 第九步点击捕获前进目的计算机收到数据包之后将自身的IP地址以及MAC地址封装成一个单波响应再发送回交换机。如图30所示。此时再查看交换机上的PDU信息发现真转发表上多出来了一条记录。记录了发送出去的端口号以及MAC地址。如图31所示。 图 30 交换机收到单波响应 图 31 查看交换机上的PDU信息
(10) 第十步点击捕获前进此时由于交换机的真转发表里面记录了下方的主机的MAC地址所以就不会将收到的单波响应转发给所有的端口而是按照真转发表里面的MAC地址正确的转发给下方的主机从而下方的主机受到了来自目的计算机的单波响应即是ARP的响应报文如图32所示。 图 32 主机收到目的主机的ARP响应报文
(11) 第十一步点击捕获前进经过上述的操作之后ARP报文发送出去了此时就可以发送真正的ICMP报文了到达交换机之后进行同样的登记转发这两个操作如图33所示。目的计算机收到报文之后发回去一个响应经过交换机原主机收到目的计算机发回来的响应。如图34所示。 图 33交换机收到ICMP报文 图34原主机收到目的主机的响应
(12) 第十二步拓建网络拓扑五个主机一个交换机一个集线器并配置好IP地址以及写好IP注释以及MAC注释以及使用自动连线连好设备并重启各个设备。如图35所示。 图 35 拓建网络拓扑
(13) 第十三步在实时模式下让右上角的计算机发送一个简单的PDU给右下角的计算机目的其一是为了让这两个计算机之间知道对方的IP地址和MAC地址的对应关系以免ARP的广播请求影响对实验效果的观察其二是为了让交换机登记两个计算机的MAC地址也就是自学习了两次第一次自学习是原主机发送的PDU通过集线器广播出去了所以交换机就记录了第一台主机的MAC地址以及端口第二次学习是目的计算机发回的响应同样通过集线器广播出去了所以交换机就记录了第二台主机的MAC地址以及端口。如图36所示。查看交换机的真转发表。如图37所示。 图 36 主机之间发送简单的PDU 图 37 交换机的真转发表
(14) 第十四步切换到仿真模式下让右上角的计算机给右下角的计算机再发送一个简单的PDU并点击捕获前进通过集线器的广播这个PDU会到达交换机但是会被交换机给丢弃。如图38所示。这是因为交换机在查看了自己的真转发表之后发现再转发出去没有必要了因为数据已经到达目的计算机了所以交换器选择丢掉此数据包。这就是交换机可以对帧进行过滤的特性。 图38 交换机丢掉不必要的数据包
(15) 第十五步删除刚才的场景点击交换机再点击命令行界面点击回车输入enable进入特权模式输入show mac-a指令查看交换机的MAC地址表如图39所示。 图 39 查看交换机的MAC地址表
(16) 第十六步使用命令clear mac-a清除MAC地址表里面的内容。如图40所示。 图 40 清除交换机的MAC地址表
(17) 第十七步清除了交换机里面的MAC地址表之后再次切换到仿真模式再次让右上角的计算机给右下角的计算机发送一个简单的PDU此时经过集线器的广播之后到达交换机但是交换机里面的MAC地址表是空的所以它只能向外转发输入端口除外这就是交换机的洪泛。如图41所示。 图 41交换机的洪泛
四、 实验体会
1.这两个实验的步骤都遵循构建网络拓扑、配置网络环境、跟踪数据包和查看数据包这四个规则。
2. Cisco Packet Tracer 模拟器可以清晰地展示 PDU 在传送过程设备是如何处理 PDU 的。通过仿真传送过程有助于我们理解有关的知识。
3.了解了集线器和交换机的区别集线器是会将传过来的数据进行广播出去但是交换机是会明确的转发出去不是广播有的时候集线器会存在碰撞的情况并且交换机也具有隔离冲突域的作用交换机还具有过滤数据帧的作用。
4.了解了交换机的自学习算法从主机传送过来的数据包经过交换机之后交换机会登记并转发若此时交换机的MAC地址表是空的那么交换机就会洪泛的转发出去但是转发过后就会在MAC地址表里面留下记录下次转发的时候就不是洪泛的转发了而是根据MAC地址表里存储的信息来具体的操作。
