4交换机与集线器工作机理分析.docx

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4交换机与集线器工作机理分析

1、实验名称：

交换机与集线器工作机理分析

2、实验目的：

（1）观察交换机处理广播和单播报文的过程；

（2）比较交换机与集线器的工作过程；（3）掌握使用PacketTracer模拟网络场景的基本方法，加深对网络环境、网络设备和网络协议交互过程等的理解。

三、实验内容和要求：

（1）在PacketTracer模拟器中配置网络拓扑；

（2）观察交换机如何处理广播和单播报文；（3）观察交换机和集线器的工作过程。

四、实验环境：

windows7下的PacketTracer环境

五、操作方法与实验步骤：

（一）交换机是如何处理单播的

用一个集线器hub将PC4、PC5连接起来再与PC1、PC2、PC3、PC4连接到同一个交换机上

用PC0为例，配置PC机的ip地址，5台PC机的ip地址地址分别为192.168.1.10、192.168.1.11、192.168.1.12、192.168.1.13、192.168.1.14、192.168.1.15，网关都为192.168.1.1,掩网子码为255.255.255.0

从PC0发送ping到PC1

在平操作没有完成时PC0、PC1的ARP表和交换机的mac表都为空

这是还未完成ping操作时Eventlist的内容

点击ICMP的info图标，可知源ip地址是PC0的ip地址，目的地址是PC1的ip地址

点击ARP的info图标可以看到它的源ip地址是PC0的ip地址，并且它想努力获得PC1的ip地址PC1的mac地址和ip地址

然后开始Capture/Foward操作，一直点击Capture/Foward，知道ping完成可以发现如下图所示PC0、PC1的ARP表和交换机的mac表不再为空，交换机的mac表获得了PC0和PC1两者的mac地址。

一开始PC0的ARP表是没有PC1的内容的所有它要发出一个ARP请求以完成ping操作，交换机从ARP请求中获得PC0的mac地址以及其连接的端口，从ARP回复中获得PC1的mac地址以及其连接的端口。

交换机获得了这些信息之后就完成了ping操作。

从以上操作我们不难发现ping这个操作从交换机的角度来看是单播过程。

（2）交换机如何处理未知广播

进入交换机的CLI选项中，对交换机的mac表进行清空，操作语句如下所示

完成了上面语句可以看到交换机的mac表已经清楚了

因为mac表被清空，所以交换机像处理广播一样，将数据包向除接收端口以外的所有端口泛洪出去，

（三）、进行PC4到PC0ping操作

进行从PC4发出到PC0的ping操作，完成整个ping操作EventList的内容是这样的

完成整个ping操作后PC4和PC0的ARP表入下所示

在完成PC4到PC0的平操作时我发现凡是hub接受到的数据包hub它都没有像我想象的那样转发给我想要的特定的目标。

例如：

这是PC4想要通过hub发送数据包给交换机的情况，可见它不仅把数据包转发给了交互机它也把转发给了PC5.

这是PC0通过交换机后再经过hub发送数据包给PC4，但是我们可以看见hub把数据同时发送给了PC4和PC5

后来我用inspect查看集线器发现只有如下图所示的简单信息，没有像交换机一样有mac表

最后查询发现，集线器采用广播的形式传输数据，即向所有端口传送数据。

6、实验体会、质疑和建议

这次实验通过自己一步一步地操作，以及对EventList内容的分析，以及对数据包传递过程的观察，还有对PC机ARP表、交换机mac表内容的分析让我了解了两台主机ping过程中所涉及的协议，以及交换机转发数据包的原理，它在转发ping操作的数据包时是必须知道目的机的mac地址以及其连接端口的，所以它是在单播这些消息的。

而且我还知道了，当交换机的mac表一旦被清空，它再收到数据包，就会像处理广播一样，向着除接收端口以外的所有端口泛洪出去。

最后我在观察数据传递的过程中发现，集线器采用广播的形式传输数据，即向所有端口传送数据。