实验二、验证交换机、HUB的工作原理分解

计算机网络实验报告（实验二：验证交换机、HUB的工作原理）

➢学院：信息科学与工程学院

➢班级：网络11-1班

➢姓名：*************

➢学号：*************

实验二：验证交换机、HUB的工作原理

一、实验目的

1．学会使用PacketTracer跟踪特定的数据包。

2．认识由Hub或交换机组成的网络的冲突域。

3．认识交换机的工作原理：转发规则及MAC地址表自学习机制。

二、实验步骤

1、用PacketTracer（5.3或以上版本）打开文件21_Hub_Switch_Testing.pkt。检验证PC机之间的连通性。

答：选择与hub相连IP地址为192.168.1.1的pc机和IP地址为192.168.1.3的pc机以及与交换机相连IP地址为192.168.1.5的pc机进行数据包跟踪验证，实验结果如下图（源地址为192.168.1.1，目的地址分别为192.168.1.3和192.168.1.5；图一、图二目的地址为

192.168.1.3，图三、图四目的地址为192.168.1.5）：

图一

图二

图三

图四

实验结果证明各PC机之间网络是连通的。

2、验证Hub的包转发方式。

（1）在simulation模式下，从PC0到PC3添加一个Ping命令包，跟踪数据包的流动情况，记录下

Ping请求到达的接口信息、哪些（个）接口回复了Ping包及该包到达的接口信息。注意设置过滤方

式，仅跟踪ICMP包。

答：点击ping包结果如下图

图一

图二

图三

图四

（2）重复（1）一次，观察结果是否有变化。 答：经验证，实验结果没有变化，图略。

（3）在simulation模式下，同时添加从PC0到PC3添加一个Ping命令包，从PC1到PC2添加一个Ping命令包，跟踪数据包的流动情况，并记录下必要的信息。

答：实验结果证明，同时添加从PC0到PC3添加一个Ping命令包，从PC1到PC2添加一个Ping命令包，会在产生冲突，详细内容如下图

图一

图二

图三

图四

（4）在simulation模式下，同时添加从PC0到PC3添加一个Ping命令包，从PC0到PC2添加一个Ping命令包，跟踪数据包的流动情况，并记录下必要的信息。

答：开始后是PC0到PC3的数据包先走，然后到达目的后返回到hub产生冲突，回到PC0也产生冲突，而PC0到PC2情况也一样，最后信号再生分别从PC3和PC2返回数据包到PC0，

主要截图如下：

图一

图二图三

（5）总结Hub的工作原理，需要时进一步对你的结论验证。

答：为了解决信号冲突情况，hub在接收到各主机发回来信号后，把信号整形放大后发送回个主机，这样在上行通道上不会出现冲突的现象，当上行通道和下行通道同时发送数据时仍然会产生冲突，当Hub从其内部端口检测到冲突时，就会产生冲突强化信号向各主机传送，此时，所有的数据都不能发送成功，形成网络拥堵。证明如下：PC0到PC2和PC3到PC0同时发送数据包，观察实验结果如下图：

图一图二

图三图四

结论：当上行通道和下行通道同时发送数据时仍然会产生冲突，当Hub从其内部端口检测到冲突时，就会产生冲突强化信号向各主机传送，此时，所有的数据都不能发送成功，形成网络拥堵。

3、验证交换机的包转发方式及MAC地址表自学习机制。

（1）在RealTime模式下，清除交换机中的MAC Table信息。

注：在交换机上查看MAC表信息的命令为：Switch#show mac-address-table

在交换机上清除MAC表信息的命令为：Switch#clear mac-address-table dynamic

✧答：

（2）在simulation模式下，从PC5到PC6添加一个Ping命令包，跟踪数据包的流动情况，同时随时注意观察MAC表的变化情况，并记录下必要的信息。

✧答：截图按PC5到PC6的顺序走然后原路返回，结果如下

图一

图二

图三

（3）重复（2）一次，观察结果是否有变化。

✧答：观察结果发现没有变化，图略。

（4）在simulation模式下，从PC5到PC7添加一个Ping命令包，跟踪数据包的流动情况，同时随时注意观察MAC表的变化情况，并记录下必要的信息。

✧答：图一学习到了端口f0/1,图二学习到了端口f0/3,图三也是学习到了

端口f0/3,截图如下

图一

图二

图三

（5）在RealTime模式下，清除交换机中的MAC Table信息。然后在simulation模式下，同时添加从PC5到PC7添加一个Ping命令包，从PC6到PC8添加一个Ping命令包，跟踪数据包的流动情况，并记录下必要的信息。

答：实验结果如下图

图一

图二

图三

（6）在RealTime模式下，清除交换机中的MAC Table信息。然后在simulation模式下，同时添加从PC5到PC7添加一个Ping命令包，从PC5到PC8添加一个Ping命令包，跟踪数据包的流动情况，并记录下必要的信息。

答：实验结果如下

图一

图二

图三

图四

（7）总结交换机的工作原理，需要时进一步对你的结论验证。

答：交换机是以识别数据包中的MAC地址信息，然后根据MAC地址进行检查、转发，并将与MAC地址对应的端口记录在内部的地址表中。当交换机从某个端口接收到一个数据包后，它会先读取数据包头中的源MAC地址，再读取数据包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口，如果表中能找到与MAC地址对应的端口，则直接将数据包发送到该端口上；如果找不到与MAC地址对应的端口，则把数据包广播到所有端口上，当目的主机对其作出回应时，交换机就可以学习到这与目的MAC地址对应的端口，这样，在下一次的数据传送时就不用对所有端口进行广播。

4．测试由Hub与交换机组成的网络的包转发情况。

（1）在RealTime模式下，清除交换机中的MAC Table信息。

（2）在simulation模式下，从PC0到PC6添加一个Ping命令包，跟踪数据包的流动情况，同时随时注意观察MAC表的变化情况，并记录下必要的信息。