集线器与交换机地对比试验

1、实用文档计算机科学与技术学院计算机网络实验实验报告实验项目集线器与交换机的对比实验 实验日期 2016/4/22一实验目的了解集线器和交换机的如何转发数据。理解冲突域和广播域的概念。对比单播以太网帧和广播以太网帧的目标MA电址。二实验原理冲突域与广播域冲突域：在该域内某一时刻只能有一个站点发送数据，如果两个站点同时发送数据会引起 冲突，则这两个站点处于同一个冲突域内。广播域：在以太网中，能够接收到任意站点发送的广播帧的所有站点的集合称为一个广播 域。集线器和交换机集线器和交换机都是为了扩大以太网覆盖范围而使用的连接设备，但二者的工作原理存在很大差异。集线器工作在OSI体系结构的物理层。集线器的

2、主要功能是对接收到的信号进行放大、转 发，从而扩展以太网的覆盖范围。由于物理层传输的信号是无结构的，因此集线器无法识别接 收方，只能将从一个端口接收到信号放大后复制到所有其他端口，即向与该集线器连接的所有 站点转发。交换机工作在OSI参考模型的第二层数据链路层。交换机使用以太网帧中的MACM址进行数据帧转发，从而有效地过滤数据帧。交换机可以在多个端口对之间同时建立多条并发连接， 使得与不同端口连接站点同时发送数据时，各连接线路彼此互不影响。三实验要求拓扑图该实验用到4个拓扑图。其中拓扑图1和拓扑图2是以集线器为中心的共享式以太网；拓 扑图3和拓扑图4是以交换机为中心的交换式以太网。其中拓扑图

3、1和拓扑图2主要用于观察 标准文案大全实用文档集线器的运行及理解冲突域的概念；拓扑图 3和拓扑图4主要用于观察交换机的运行及理解交 换机隔离冲突域但不隔离广播域的特性。 在对应的实验步骤中，我们需要将拓扑图1和拓扑图2 使用交叉双绞线连接起来，将拓扑图 3和拓扑图4使用交叉双绞线连接起来，从而观察使用集线器和交换机进行以太网扩展时对冲突域和广播域的影响，从而理解两类设备在扩展以太网时 的作用和局限性。PC 5行扑里2二兰一2PC 10PC 11IP地址配置PCIP地址子网掩码PC0192.168.1.1255.255.255.0PC1192.168.1.2255.255.255.0PC2192

4、.168.1.3255.255.255.0PC3192.168.1.4255.255.255.0标准文案大全实用文档PC4192.168.1.5255.255.255.0PC5192.168.1.6255.255.255.0PC6192.168.1.1255.255.255.0PC7192.168.1.2255.255.255.0PC8192.168.1.3255.255.255.0PC9192.168.1.4255.255.255.0PC10192.168.1.5255.255.255.0PC11192.168.1.6255.255.255.0四 实验步骤、结果（程序+注释+截图）及分析观察

5、集线器和交换机的运行准备工作打开软件，添加设备进行连接，按照实验要求配置PC的IP地址。若此时交换机端口指示灯呈橙色，则单击主窗口右下角Realtime （实时）Simulation （模拟）模式切换按钮数次，直至交换机指示灯呈绿色。此步骤可加速完成交换机的初始化。观察集线器对单播包的处理进入Simulation （模拟）模式。设置 Event List Filters （事件列表过滤器）只显示 ICMP标准文案大全实用文档事件。单击Add Simple PDU（添加简单PDU股钮，在拓扑图中添加 PC0向PC2发送的数据包自动捕获/执行）按钮，捕获数据包。单击 Auto Capture/Pl

6、ay(现象：PC0发送单播包到集线器Vis+Time(sec)La式 Device At DeviceType Irr40.002HubOPC2ICMP0.002HubOPCIICMP10.002HubOPCSICMP 0.003PC2HubOICMPJ0.004HubOPCDICMP二0.004HubOPCIICMP0.004HubOPC3ICMPnrEvent List1,通过集线器发给PC1 PC2 PC3但只有PC2成功接收,PC2通过集线器发单播包PCQ PC1PC3只有PC0接收。观察交换机对单播包的处理进入Simulation （模拟）模式。设置 Event List Filte

7、rs （事件列表过滤器）只显示 ICMP事件。单击Add Simple PDU（添加简单PDU股钮，在拓扑图中添加 PC6向PC8发送的数据包。现象：PC6发送单播包到交换机1,交换机将其发送给PC8 PC8接收单播包，然后PC8经 交换机单播包返回PC6结束执行。经过步骤3,4现象的对比，得出集线器工作在物理层，接收到单播包时向所有端口转发； 交换机工作在数据链路层，依据目标 MAC地址转发数据帧，所以接收到单播包时仅向目标节点 所连接的端口转发数据帧。观察集线器对广播包的处理单击窗口下方Delete按钮，删除任务一产生的场景标准文案大全实用文档单击Add Complex PDU（添力口复杂

8、PDU按钮，单击PCQ在弹出的对话框中设置参数：（如下图）。然后单击该对话框下方的 Create PDU按钮，创建数据包Create Complex PDUSource SettingsSource Device: PCOOutgoing Port:FastEthernstOPDU SettingsSelect Application:Destination IP Address:Source IP Address:TTL：TOS：Sequence NumberSize: Auto Select PortPING255-255,255.255192,168.1,132010Simulation

9、 SettingsQ One Shot Time: 1Seconds Periodic Interval：SecondsCreate PDU单击（捕获/执行）按钮，数据包到达集线器，再次单击（捕获/执行），集线器向与源站点”线器1右扑图1PC0在同一广播域的所有站点转发数据包标准文案大全实用文档Vis.,1.0001.001中 1.002，1.002，：1.002PCOHubOHubOHubOPCDHubOPC2PCIPC3ICMPICMPICMPICMPICMPEvtnt ListTimeCsec) Last Device At Device Type Info现象：PC旅集线器发送广播包到

10、PC1 PC2 PC3多站点同时发送数据会发生冲突，通信 失败。观察交换机对广播包的处理单击窗口下方Delete按钮，删除场景。如上一步骤的方法，在PC6上添加一个复杂的PDU 参数设置与之前相同。单击Capture/Forward按钮，数据包到达交换机，再次点击，交换机向与源站点PC6在同一广播域的所有站点转发数据包。Fi用丁PC84Event ListVis.Time(sec)Last Device At DeviceType In1.000PC6ICMP1.001PCSSwitchOICMP-1.002SwitchOPC7ICMP1.002Switch 0PC8ICMP1.002Swit

11、chOpegICMP1.003PC8SwitchOICMP标准文案大全实用文档1.005SwitchOPC6ICMP1.006-PC7CMP1.007PC7SwrtchOICMP1.008SwrtchOPC6ICMP1.008PC9ICMP1.009PC9SwrtchOICMP f1.010SwrtchOPC6ICMP现象：PC6发送广播包给交换机，交换机接受然后转发给 PC9 PC7 PC8它们同时发送给 交换机，交换机将其发送给 PC6通信成功完成。分别观察以集线器和以交换机为中心的以太网中，多个站点同时发送数据情况。观察以集线器为中心的以太网中多个站点同时发送数据的情况单击窗口下方Del

12、ete按钮，删除场景。添加简单 PDU PC0向PC2发送的数据包；PC1向 PC3发送数据包。单击Auto Capture/Play ,观察数据包各个节点的情况、集线器及主机对数据 包的处理。至绫器1箕通靠1标准文案大全实用文档Vis, Time(sec)Last DeviceAt DeviceType In0.000-PC。ICMP 0.000PCICMP 0,001PCOHubOICMP 0.002Hub。PCOICMP 0.002HubOPC2ICMP 0.002HubOPCICMP 0,002HubOPC3ICMP E 2.003-PCIICMP 1w. 1 4i pEvent Li

13、 st现象：数据包到达集线器发生数据冲突，集线器发送数据包到各个主机，发生数据冲突,PC2丢弃数据包。观察以交换机为中心的以太网中多个站点同时发送数据的情况单击窗口下方Delete按钮，删除场景。添加简单 PDU PC6向PC8发送的数据包；PC7向 PC9发送数据包。单击Auto Capture/Play ,观察数据包各个节点的情况、交换机及主机对数据 包的处理。交挨机1标准文案大全实用文档交投到1Event Li stTimefsec)Last DeviceAt DeviceType In0.000-PCSICMP 0.000-PC7ICMP0,001PC6SwitchOCMP 0.001

14、PC7SwitchOCMP0.002* *SwitchOCMP0.002SwitchOPC7ICMP 0.002SwitchOPC8ICMP 0.002SwitchOpegICMP 0,002SwitchOPC6ICMP0.002一SwitchOICMP0,003Switch。PCSICMP0.003Switch。PC9ICMP0.003PCSSwitchOICMP 0.004PC9SwitchOICMP0.004Switch。PC6ICMP 0.005SwitchOPC7ICMPrtf现象：PC6, PC7向交换机发送数据包，交换机将数据发给 PC6 PC7 PC8 PC9 PC6发送 的P

15、C8接收，其他PC丢弃；PC7发送的PC9接收，其他PC丢弃；之后返回数据包，PC6 PC7 通信成功。观察集线器和交换机在扩展以太网覆盖范围同时，对冲突域和广播域范围影响观察集线器扩展以太网时对冲突域范围的影响扩展集线器，用交叉线连接拓扑图1、2中的两台集线器，添加简单 PDU PC0向PC2发送数据包，PC4向PC5发送数据包。单击 Capture/Forward ,直至此次通信结束。标准文案大全实用文档标准文案大全实用文档标准文案大全实用文档现象：在这一过程中，由于延迟的存在，在PC4发送的数据到达集线器1冲突之前，PC0发送的数据包已经到达PCZ而在PC2发送应答包时，与到达集线器1的

16、数据冲突。间隔一定时 问后，PC2重新发送数据包，最终数据到达 PCQ PC4 PC5的情况类似。标准文案大全实用文档观察集线器扩展以太网时对广播域范围的影响删除之前场景，使PC0向其所在广播域内所有节点发送广播包，依次点击Capture/Forward , 观察广播包的发送范围。标准文案大全实用文档标准文案大全实用文档标准文案大全实用文档Eieo Fflunk*t-ln xiEvent List卡E Stud PH I, - C LpD &kt up V2-3 集线者与交挑机的对比卖签pkaFJe Edit Op SonsPower Cvde Devices PWY CONTROLS: Ba

17、ck Auto Capture / Play CapCure / ForwardConnectionsNen-Togle ADU bet WindowDel-eteLast Status FadedSim ula thSource | DestinatiDii PCO2 55.255.2 55 . ICMP标准文案大全实用文档现象：PC0发送广播包到达集线器1 ,集线器1将其发送给PC1 PC2、PC3、集线器2;PC2应答包在集线器1发生冲突，此时集线器2发送数据到PC4 PC5之后发送的应答包发送 冲突；PC4丢弃数据包，PC1 PC3丢弃数据包，PC5s弃数据包，通信结束。由以上两个实验

18、得出，集线器在扩大以太网规模的同时，也扩大了冲突域。当网络规模扩 大，站点数量增加时，网络中发生冲突的可能性也将增加，这将导致网络性能下降。观察交换机扩展以太网时对冲突域及广播域的影响依照前边的实验交换机扩展以太网，添加一个简单PDU PC6发送数据包到PC8 PC10发送数据包到PC11实用文档殳班笆1交挨粗2PC6PC7PCSpegpc 口PCH现象：PC6 PC10分别发送数据包到交换机1、2,再经其发送给PC8 PC11, PC8 PC11发标准文案大全实用文档送应答包，PC6 PC10成功接收，通信结束。删除之前场景，使PC0向其所在广播域内所有节点发送广播包，依次点击Capture

19、/Forward , 观察广播包的发送范围。交皖也17卷机2PC6PC7PC8PC9 PC tOPC11标准文案大全实用文档现象：PC6发送数据包到交换机，再经其发送给 PC7 PC8 PC9交换机2;交换机2发送给PC10 PC11; PC发送应答包，PC6通信成功。由此上实验得知，虽然使用交换机解决了冲突域的问题，但是交换机并不隔离广播域，使 用交换机扩大网络规模的同时也扩大了广播域。这将使以太网中广播包的数量增加，当广播包 的数据量达到一定数量时，网络性能下降。实验项目交换机工作原理一实验目的理解交换机通过逆向自学习算法建立地址转发表的过程理解交换机转发数据帧的规则理解交换机的工作原理二

20、实验原理逆向自学习算法建立地址转发表标准文案大全实用文档逆向自学习算法的基本思想是：如果交换机通过端口N接收站点A发送的数据帧，那么相反地，交换机也可以通过端口 N把数据帧传送给站点Ao因此交换机建立转发表的过程是根据其 接收到的数据帧中的源 MAO址与接口端口之间的映射关系建立起来的。当交换机接收到某站 点发送的数据帧时，就会将其源 MAO址与该帧进入交换机的端口写入转发表。交换机转发数据帧的规则若转发表中无目标MAC*址对应的表项，则交换机采用洪泛转发，即向所有其他端口转发 该数据帧；若转发表中有目标 MAC地址对应的表项，则该表项中记录的转发端口与该数据帧进入交换 机的端口相同，则丢弃该

21、数据帧；若转发表中有目标 MAC地址对应的表项，则该表项中记录的转发端口与该数据帧进入交换 机的端口不同，则向转发端口传送该数据帧。三实验要求3.1拓扑图SwitchSwitch 1SwitchOPCO3.2IP地址配置PCIP地址子网掩码PC0192.168.1.1255.255.255.0PC1192.168.1.2255.255.255.0PC2192.168.1.3255.255.255.0标准文案大全实用文档四 实验步骤、结果（程序+注释+截图）及分析观察单播以太网帧的封装步骤一：准备工作打开软件，添加设备按照拓扑图进行连接，按照实验要求配置PC的IP地址步骤二：删除交换机 MACf

22、e址表删除Switch0、Switch1、Switch2的地址转换表。tcLOPhysicalConfigCLIIOS Command Line InterfacePower supply part; number: 34-09ES-01Mctharkioarcl serial numberz FDC0S1004S2Power supply mmriml numhsrz DABO09127DMedel cevi 3ion rnizib型工二 COHcttisrbaard revision number z AO Medel number: MS-C2950-S4 System serial n

23、umber ； FHECOS1OZOWCCiacc Incernetwork Operating Syscem Sofcwace IOS enable Switcfifcle &r nic- addr63 s-tableCopyPaste标准文案大全实用文档观察交换机的工作原理步骤一：查看并记录 PC0和PC2的Mac地址鼠标左键单击PC0PC1PC2在弹出窗口中选择 Config选项卡，选择FastEthernetO ,查 看并记录MACfe址。标准文案大全实用文档PC000E0.F966.5625PC100D0.BA0E.6EC7PC200D0.BCE9.C0B8步骤二：添加PC0到PC2的数据包添加简单数据包，PC0至I PC2步骤三：分别查看三台交换机在发送数据前的地址转发表选中拓扑工作区工作条上的Inspect工具，单击Switch0 ,在弹出菜单中选择 MAC Table 菜单项，弹出窗口中显示当前的地址转发表。标准文案大全实用文档由图可知，记录源主机 PC0和目标主机PC2的MA04址不存在于三个交换机中。步骤四：查看Switch0的学习和转发过程单击Capture/Forward 一次，在Switch。的图标上出现信封图标后，查看Switch。的地址转 换表，与步骤三的结果进行对比