【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 加 PC0 向 PC2 發(fā)送的數(shù)據(jù)包；再次單擊 Add Simple PDU（添加簡(jiǎn)單 PDU）按鈕，添 加 PC4 向 PC5 發(fā)送的數(shù)據(jù)包。依次單擊 Capture/Forward（捕獲/轉(zhuǎn)發(fā)）按鈕，直至此次通信結(jié)束。在 此過程中仔細(xì)觀察并思考每一步驟數(shù)據(jù)包是被如何處理的。在這一過程中，由于延遲的存在，在 PC4 發(fā)送的數(shù)據(jù)到達(dá)集線器 1 沖突之前，PC0 發(fā)送的 數(shù)據(jù)包已經(jīng)到達(dá) PC2，而在 PC2 發(fā)送應(yīng)答包時(shí)，與到達(dá)集線器 1 的數(shù)據(jù)沖 突。間隔一定時(shí)間后。PC2 重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，最終數(shù)據(jù)到達(dá) PC0。PC4 與 PC5 的情況類似。l單擊下方 Delete 按鈕，刪除所有場(chǎng)景。參照任務(wù)一中的步驟4的操作方法，在PC0向其所在廣播域內(nèi)所有結(jié)點(diǎn)發(fā)送廣播包。依次單擊 Capture/Forward（捕獲/轉(zhuǎn)發(fā)）按鈕，觀察廣播包的發(fā)送范圍。l單擊下方 Delete 按鈕，刪除所有場(chǎng)景。參照步驟1和步驟 2，觀察交換機(jī)擴(kuò)展以太網(wǎng)時(shí)對(duì)沖突域和廣播域范圍的影響。思考題① 集線器在接收到發(fā)送給某結(jié)點(diǎn)的單播包時(shí)是如何轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的？交換機(jī)又是如何處理單播包的？答：集線器是把數(shù)據(jù)發(fā)往全部端口，交換機(jī)把數(shù)據(jù)發(fā)往相應(yīng)端口。② 在以集線器/交換機(jī)為中心的以太網(wǎng)中，當(dāng)多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，是否會(huì)發(fā)生沖突？為什么？答：集線器會(huì)發(fā)生沖突，交換機(jī)不會(huì)發(fā)生沖突。③ 使用集線器擴(kuò)大以太網(wǎng)規(guī)模時(shí)，有沒有可能會(huì)使以太網(wǎng)的性能下降？ 答：不會(huì)。④ 使用交換機(jī)擴(kuò)大以太網(wǎng)規(guī)模時(shí)，有沒有可能會(huì)使以太網(wǎng)的性能下降？為什么 答：有可能。使用交換機(jī)解決了沖突域的問題，但是交換機(jī)并不隔離廣播域，使用交換機(jī)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的同時(shí)也擴(kuò)大了廣播域。這將使以太網(wǎng)中廣播包的數(shù)量增加，當(dāng)廣播包的數(shù)據(jù)量達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)性能下降。 實(shí)驗(yàn)四：交換機(jī)工作原理實(shí)驗(yàn)配置說明該拓?fù)鋱D用于對(duì)交換機(jī)工作原理的觀察和理解。在數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程中，觀察交換機(jī)地址轉(zhuǎn)發(fā)表的變化情況以及其根據(jù)地址轉(zhuǎn)發(fā)表的不同情況 采用不同的方式處理數(shù)據(jù)包的過程，從而理解交換機(jī)通過逆向自學(xué)習(xí)建立 地址轉(zhuǎn)發(fā)表及其對(duì)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑倮斫饨粨Q機(jī)通過逆向自學(xué)習(xí)算法建立地址轉(zhuǎn)發(fā)表的過程。②理解交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的規(guī)則。③理解交換機(jī)的工作原理。實(shí)驗(yàn)步驟1．任務(wù)一：準(zhǔn)備工作ll步驟 1：拓?fù)溆?xùn)練 打開該實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的練習(xí)文件“24 ”。若此時(shí)交換 機(jī)端口指示燈呈橙色，則單擊主窗口右下角 Realtime 和 Simulation 模式切 換按鈕數(shù)次，直至交換機(jī)指示燈呈綠色。在 Realtime（實(shí)時(shí)模式）下，當(dāng)拓 撲圖中交換機(jī)各端口均呈綠色后，鼠標(biāo)雙擊右下角處事件列表中 Fire 項(xiàng)下 的暗紅色橢圓圖標(biāo)，至 Last Status 均為 Successful 狀態(tài)。若單擊后 Last Status 不是 Successful，則重新雙擊該事件對(duì)應(yīng)的暗紅色橢圓圖標(biāo)。單擊下方 Delete 按鈕，刪除所有場(chǎng)景。ll步驟 2：刪除交換機(jī)地址轉(zhuǎn)發(fā)表 參照上文給出的刪除 Switch1 上地址轉(zhuǎn)發(fā)表的操作方法，分別刪除 Switch0、Switch1 和 Switch2 上的地址轉(zhuǎn)發(fā)表。2．任務(wù)二：觀察交換機(jī)的工作原理ll步驟 1：查看并記錄 PC0 和 PC2 的 MAC 地址 鼠標(biāo)左鍵單擊 PC0，在彈出窗口中選擇Config 選項(xiàng)卡，選擇 FastEthernet0，查看并記錄其 MAC 地址（圖 213）。同樣的方法，查看并記 錄 PC2 的 MAC 地址。ll步驟 2：添加 PC0到PC2的數(shù)據(jù)包進(jìn)入Simulation（模擬）模式。設(shè)置 Event List Filters（事件列表過濾器）只顯示 ICMP 事件。單擊Add Simple PDU（添加簡(jiǎn)單 PDU）按鈕，在拓?fù)鋱D中添加 PC0 向 PC2 發(fā)送的數(shù)據(jù)包。ll步驟 3：分別查看三臺(tái)交換機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)前的地址轉(zhuǎn)發(fā)表選中拓?fù)涔ぷ鲄^(qū)工具條上的 Inspect 工具，鼠標(biāo)移至拓?fù)涔ぷ鲄^(qū)單擊 Switch0，在彈出菜單中選擇 MAC Table 菜單項(xiàng)，彈出窗口中顯示 Switch0 當(dāng)前的地址轉(zhuǎn)發(fā)表，如圖 214 所示（注：下圖僅為說明地址轉(zhuǎn)發(fā)表的含義，并不是該步驟的查詢結(jié)果，實(shí)驗(yàn)者需要自行查看并記錄結(jié)果）。其中，Mac Adddress 是 PC 的 MAC 地址，Port 是該 PC 與交換機(jī)相連 的端口號(hào)或者 PC 與通過此端口與該交換機(jī)相連的交換機(jī)相連，例如，PC4 與 Switch2 相連，Switch2 與 Switch1 相連，Switch1 與 Switch0 的 Fa0/3 相 連，PC4 的 MAC 地址在 Switch0 的地址轉(zhuǎn)發(fā)表中將對(duì)應(yīng) Fa0/3 口。該步驟重點(diǎn)觀察并記錄源端主機(jī) PC0 和目標(biāo)主機(jī) PC2 的 MAC 地址是 否存在于 Switch0 的地址轉(zhuǎn)發(fā)表中。參照上述步驟查看并記錄 Switch1 和 Switch2 的地址轉(zhuǎn)發(fā)表。ll步驟 4：查看 Switch0 的學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)過程 單擊 Capture/Forward（捕獲/前進(jìn)）按鈕一次，在 Switch0 的圖標(biāo)上出 現(xiàn)信封圖標(biāo)后，查看 Switch0 的地址轉(zhuǎn)發(fā)表，與步驟 3 的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，觀 察并記錄增加的地址轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。查看地址轉(zhuǎn)發(fā)表的方法可參照步驟 3。單擊 Capture/Forward（捕獲/轉(zhuǎn)發(fā)）按鈕一次，觀察并記錄 Switch0 是 如何處理該數(shù)據(jù)包的（轉(zhuǎn)發(fā)，通過特定端口轉(zhuǎn)發(fā)；洪泛轉(zhuǎn)發(fā)，向所有除接 收端口外的其它端口轉(zhuǎn)發(fā)；丟棄，不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)）。結(jié)合當(dāng)前狀態(tài)下 Switch0 的地址轉(zhuǎn)發(fā)表，思考為什么 Switch0 如此處理該數(shù)據(jù)包。ll步驟 5：觀察 Switch1 和 Switch2 的學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)過程 參照步驟 4 的操作方法，分別針對(duì) Switch1 和 Switch2 完成上述操作，在這個(gè)過程中對(duì)比Switch1 和Switch2 在接收到數(shù)據(jù)包前和接收到數(shù)據(jù)包后地址轉(zhuǎn)發(fā)表的變化情況，以及觀察其對(duì)數(shù)據(jù)包的處理方式。結(jié)合當(dāng)前狀態(tài) 下地址轉(zhuǎn)發(fā)表，對(duì)結(jié)果進(jìn)行思考和分析。單擊下方 Delete 按鈕，刪除所有場(chǎng)景。參照上述操作步驟，完成 PC1 向 PC0 發(fā)送數(shù)據(jù)、刪除 Switch1 的地址 轉(zhuǎn)發(fā)表后 PC1 向 PC0 發(fā)送數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)操作。思考題① 在實(shí)驗(yàn)過程中，將觀察結(jié)果填入下表。轉(zhuǎn)發(fā)表欄內(nèi)填寫交換機(jī)接收 到數(shù)據(jù)后 MAC 地址轉(zhuǎn)發(fā)表中增加的項(xiàng)，如無增加或該交換機(jī)未收到該數(shù)據(jù) 幀則用橫線表示。對(duì)數(shù)據(jù)的處理填寫轉(zhuǎn)發(fā)、洪泛或丟棄，如交換機(jī)未收到 該數(shù)據(jù)幀則用橫線表示。② Switch0 收到 PC0 向 PC2 發(fā)送的數(shù)據(jù)幀后，其地址轉(zhuǎn)發(fā)表是否有變 化？如有給出增加的條目并解釋原因。答：地址轉(zhuǎn)換表增加了一條： F0/1③ Swtich1 收到 PC0 向 PC2 發(fā)送的數(shù)據(jù)幀后，是如何處理的？說明其 如此處理的原因。答：向除接收端口之外的所有其他端口轉(zhuǎn)發(fā)，即洪泛轉(zhuǎn)發(fā)。④ 在刪除 Switch1 上的地址轉(zhuǎn)發(fā)表前后，PC1 向 PC0 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí) Swtch2 是如何處理的？說明其如此處理的原因。答：向除接收端口之外的所有其他端口轉(zhuǎn)發(fā)，即洪泛轉(zhuǎn)發(fā)。 實(shí)驗(yàn)五：生成樹協(xié)議（STP）分析實(shí)驗(yàn)配置說明在該實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的練習(xí)文件中包含兩個(gè)拓?fù)鋱D，其中拓?fù)鋱D 1 中關(guān)閉了4臺(tái)交換機(jī)的生成樹協(xié)議，拓?fù)鋱D2中開啟了4臺(tái)交換機(jī)的生成樹協(xié)議。實(shí)驗(yàn)過程中，任務(wù)一在拓?fù)鋱D 1 中完成，任務(wù)二和任務(wù)三在拓?fù)鋱D2中完成。拓?fù)鋱D1和拓?fù)鋱D2的其它配置完全相同。實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑倮斫怄溌分械沫h(huán)路問題。②理解生成樹協(xié)議的工作原理。實(shí)驗(yàn)步驟1．任務(wù)一：觀察無生成樹協(xié)議的以太網(wǎng)環(huán)路中廣播幀的傳播ll步驟 1：準(zhǔn)備工作 打開該實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的練習(xí)文件“25 生成樹協(xié)議（STP）”。若此 時(shí)拓?fù)鋱D 1 中交換機(jī)端口指示燈呈橙色，則單擊主窗口右下角 Realtime 和 Simulation 模式切換按鈕數(shù)次，直至交換機(jī)指示燈呈綠色。否則，略過此步驟。ll步驟 2：在拓?fù)鋱D 1 中添加廣播包 進(jìn)入 Simulation（模擬）模式。設(shè)置 Event List Filters（事件列表過濾器）只顯示 ICMP 事件。單擊 Add Complex PDU（添加復(fù)雜 PDU）按鈕，單擊拓?fù)鋱D 1 中的 PC0，在彈出的對(duì)話框中設(shè)置參數(shù)：Destination IP Address（目標(biāo) IP 地址）設(shè)置為 （廣播地址），Source IP Address（源 IP 地址）設(shè)置為 （該實(shí)驗(yàn)拓?fù)渲蓄A(yù)設(shè)的 PC0 的 IP 地址），Sequence Number（序 列號(hào)）設(shè)置為 1，Size 設(shè)置為 0，Simulation Settings（模擬設(shè)置）選中 One Shot，其對(duì)應(yīng)的 Time 設(shè)置為 1，然后單擊該對(duì)話框中下方的 Create PDU 按鈕，創(chuàng)建數(shù)據(jù)包。步驟 3：捕獲數(shù)據(jù)包，觀察廣播包的傳播 單擊 Auto Capture/Play（自動(dòng)捕獲/播放）按鈕，捕獲數(shù)據(jù)包。觀察拓 撲圖 1 中廣播包的傳播動(dòng)畫。此時(shí)，我們會(huì)注意到每臺(tái)交換機(jī)在接收到數(shù)據(jù)包后都會(huì)通過其它所有 端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。因此，交換機(jī)不停地接收來自其它交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包，不停地向其它交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，導(dǎo)致該廣播包無休止地在四臺(tái)交換機(jī)形 成的環(huán)路中傳播。l 注 注： ：此過程不會(huì)停止，完成步驟 3 后單擊 Realtime（實(shí)時(shí)模式）按鈕 切換到實(shí)時(shí)模式，進(jìn)行步驟 4 的操作。ll步驟 4：在實(shí)時(shí)模式下，測(cè)試網(wǎng)絡(luò)是否正常 進(jìn)入 Realtime（實(shí)時(shí)模式），單擊 PC0，在打開的窗口中選擇 Desktop（桌面）選項(xiàng)卡，選擇其中的 Command Prompt 工具，在操作界面中輸入 ping （測(cè)試 PC0 與 PC1 是否能夠連通）并回車，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。如圖所示，PC0 到 PC1 的連通測(cè)試失敗，反饋結(jié)果為 Request timed out，即請(qǐng)求超時(shí)。這是因?yàn)樯鲜霾僮鞑襟E中的廣播包仍然在網(wǎng)絡(luò)中不停轉(zhuǎn) 發(fā)（切換到實(shí)時(shí)模式拓?fù)鋱D中不再顯示數(shù)據(jù)包傳輸動(dòng)畫），形成了廣播風(fēng)暴，耗盡網(wǎng)絡(luò)資源導(dǎo)致 PC0 發(fā)往 PC1 的請(qǐng)求包無法到達(dá) PC1。單擊下方 Delete（刪除）按鈕刪除所有場(chǎng)景，為下一任務(wù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。2．任務(wù)二：觀察啟用生成樹協(xié)議的以太網(wǎng)環(huán)路中廣播幀的傳播ll步驟 1：觀察拓?fù)鋱D 2 中啟用生成樹協(xié)議后的邏輯拓?fù)鋱D 觀察拓?fù)鋱D 2 中各端口指示燈的顏色。端口指示燈為綠色表示該端口 可以接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，端口指示燈顏色為橙色表示該端口不能接收和轉(zhuǎn) 發(fā)數(shù)據(jù)幀。在網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行情況下，生成樹協(xié)議會(huì)將以太網(wǎng)環(huán)路中一些端口屏蔽，禁止其接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，形成無環(huán)的樹形邏輯拓?fù)洌磳?shí)際轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的 拓?fù)鋱D），從而避免廣播幀無休止地在環(huán)路中傳播。拓?fù)鋱D中指示燈為橙色 的端口即為生成樹協(xié)議屏蔽的端口。根據(jù)觀察結(jié)果，畫出拓?fù)鋱D 2 對(duì)應(yīng)的 樹形邏輯拓?fù)鋱D。ll步驟 2：在拓?fù)鋱D 2 中添加廣播包 進(jìn)入 Simulation（模擬）模式，在拓?fù)鋱D 2 中添加廣播包。具體操作可 參照任務(wù)一中的步驟 2。步驟 3：捕獲數(shù)據(jù)包，觀察廣播包的傳播 連續(xù)單擊 Capture/Forward（捕獲/前進(jìn)）按鈕捕獲數(shù)據(jù)包，直至該過程 結(jié)束不再產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)包。在此過程中仔細(xì)觀察廣播包的轉(zhuǎn)發(fā)情況，并記 錄每臺(tái)交換機(jī)的哪些端口丟棄該廣播包，哪些端口轉(zhuǎn)發(fā)該廣播包。與步驟 1 記錄的樹形拓?fù)鋱D進(jìn)行對(duì)比，觀察數(shù)據(jù)包是否沿樹形拓?fù)渲械逆溌忿D(zhuǎn)發(fā)。ll步驟 4：在實(shí)時(shí)模式下，測(cè)試網(wǎng)絡(luò)是否正常 進(jìn)入 Realtime（實(shí)時(shí)模式），單擊 PC0，在打開的窗口中選擇 Desktop（桌面）選項(xiàng)卡，選擇其中的 Command Prompt 工具，在操作界面中輸入 ping 并回車，如圖 218 所示。測(cè)試結(jié)果為 Reply from ：??此結(jié)果表示 PC0 發(fā)送了請(qǐng)求包后，接收到來自 的響應(yīng)，即 PC0 和 PC1 之間 可以正常通信。對(duì)比任務(wù)一和任務(wù)二中連通性測(cè)試結(jié)果，理解生成樹協(xié)議的作用。單擊下方 Delete（刪除）按鈕刪除所有場(chǎng)景，為下一任務(wù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。3．任務(wù)三：觀察鏈路故障時(shí)生成樹協(xié)議啟用冗余鏈路的情況ll步驟 1：制造故障鏈路 單擊拓?fù)鋱D 2 中的 Switch3，在其配置窗口中選擇 Config 選項(xiàng)卡，在 INTERFACE 列表下單擊 FastEthernet0/1 端口。在右端 FastEthernet0/1 的配 置界面中，單擊 Port Status 項(xiàng)對(duì)應(yīng)的復(fù)選框，取消勾選，即關(guān)閉該端口。此時(shí)，觀察拓?fù)鋱D 2 中 Switch3 和 Switch2 連接的鏈路上兩個(gè)端口指示 燈為紅色，表示端口關(guān)閉，即該鏈路已經(jīng)中斷。ll步驟 2：觀察生成樹協(xié)議啟用冗余鏈路 當(dāng)樹形邏輯拓?fù)鋱D中出現(xiàn)鏈路故障時(shí)，生成樹協(xié)議將自動(dòng)啟用屏蔽端 口形成新的樹形拓?fù)?，保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。為了加快這一過程，可單擊主 窗口右下角 Realtime 和 Simulation 模式切換按鈕數(shù)次，直至原來橙色指示 燈變?yōu)榫G色。l注：因?yàn)樯蓸鋮f(xié)議需要重新交換數(shù)據(jù)，重新計(jì)算生成樹，在 Packet Tracer ，可能持續(xù)數(shù)十秒甚至 2 分鐘時(shí)間。重復(fù)執(zhí)行任務(wù)二中的步驟步驟 3 和步驟 4，觀察數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)路徑的變化并確認(rèn)鏈路故障時(shí)網(wǎng)絡(luò)的連通性。步驟 3：恢復(fù)故障端口，并觀察生成樹的變化 參照步驟 1 的操作方法，重新打開FastEthernet0/1。參照步驟 2，觀察拓?fù)鋱D中各端口指示燈顏色的變化，即生成樹屏蔽端口的變化。在新的生成樹計(jì)算完成后，重復(fù)執(zhí)行任務(wù)二中的步驟步驟3和步驟4，觀察數(shù)據(jù) 包轉(zhuǎn)發(fā)的路徑。思考題① 任務(wù)一中，為什么 PC0 無法 ping 通 PC1？ 答：因?yàn)樯鲜霾僮鞑襟E中的廣播包仍然在網(wǎng)絡(luò)中不停轉(zhuǎn)發(fā)（切換到實(shí)時(shí)模式拓?fù)鋱D中不再顯示數(shù)據(jù)包傳輸動(dòng)畫），形成了廣播風(fēng)暴，耗盡網(wǎng)絡(luò)資源導(dǎo)致 PC0 發(fā)往 PC1 的請(qǐng)求包無法到達(dá) PC1。② 結(jié)合任務(wù)二實(shí)驗(yàn)情況，簡(jiǎn)述生成樹協(xié)議是如何解決環(huán)路問題的。答：生成樹協(xié)議會(huì)將以太網(wǎng)環(huán)路中一些端口屏蔽，禁止其接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，形成無環(huán)的樹形邏輯拓?fù)?。?任務(wù)三中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)鏈路故障時(shí)，PC0和PC1是否能通信？ 答：不能。