交换机工作原理(数据通信原理抓包展示)

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1、实验报告实验拓扑：实验环境：CiscoPacketTracer实时模式中建立拓扑，仿真模式中进行演示实验目标：了解交换机的工作原理了解交换机的工作流程了解数据链路层的功能Switch工作原理：转发，根据MAC表转发数据；学习：查看源目标地址，没有就学习，同时记录端口；广播：再查目标MAC地址，如果没有查到，就进行广播，查到了就、进行单播；更新：MAC老化时间为300秒。Switch的作用：分割冲突域。交换方式：存储转发、直接转发和分段转发。OSI：交换机属于OSI七层模型里的第二层。仿真ARP：进行仿真之前，先ping一下网络通与否如下，点

2、击PC，desktop（桌面），runcommandprompt（运行命令提示）ping一下各PC的IP地址，看网络是否畅通（网络畅通显示如下）之后进入仿真模式，在editfilter（编辑筛选器）中选择ARP,ICMP.再次“ping”PC-0,到目标地址192.168.1.5首先，查看“信封”里的信息，白“信封”：OSI模型3层里包括了源地址、目标地址，和ICMP信息类型。“OutboundPDUDetails”中是数据包的详细内容。如图所示：之后将数据发出，首先由switch0的端口1接收了这个帧，这时，可以看到OSI中的信息，包括源

3、MAC地址，源IP地址和目标IP地址，接收端口为fastEthernet0/1，数据将要传输的路径端口为fastEthernet0/2和fastEthernet0/24,。在“InboundPDUDetails”中，能看到源MAC，但看不到目标MAC，这说明switch0通过学习功能，学习到了源MAC，但没有学习到目标MAC。在这个过程中，数据链路层也发挥了其作用——封帧。如图所示：在没有目标MAC的情况下，switch0将进行广播，同时从fastEthernet0/2和fastEthernet0/24端口发出数据帧。如图所示：由于PC1的

4、IP地址是192.168.1.3，它不是目标地址从而被拒绝。Switch1接到数据帧后，同switch0一样，通过学习知道了源MAC，但还不知道目标MAC，所以也要进行广播。如图所示：广播从switch1的fastEthernet0/1和fastEthernet0/2将数据帧传出，由于PC2的IP地址为192.168.1.4，不是目标地址而被拒绝（与PC1一样）。所以收到数据的只有PC3，IP地址为192.168.1.5此时，便可查看目标MAC了，（目标MAC：0010.113C.2451），在“inlayers”中，192.168.1.2

5、作为源地址，192.168.1.5作为目标地址，而在“outlayers”（传出数据）中，192.168.1.5是作为源地址，192.168.1.2作为目标地址（由于ping是双向的，因此PC0pingPC3时，PC3收到包后要返回数据进行回应，整个过程才算完整。通常情况下如果在PC0端看到ping包超时是由于发出数据后对方无回应；另一种情况，如果提示目标不可达是PC0端数据无法发出，可能就是配置或链路问题了）。如图所示：PC3传出数据包，目标地址为192.168.1.2switch1接到数据，通过学习，也知道了源MAC(之前的目标MAC)

6、：0010.113C.2451，此时，知道了两个MAC地址，就不再进行广播，只进行单播。如图所示：进行单播：因为通过学习功能，switch1已经知道了双方的MAC地址，所以在进行单播的过程中数据帧就不经过switch1fastEthernet0/1端口。如图所示：Switch0此时开始学习，也知道了MAC地址0010.113C.2451，同时，switch0还知道另外一个MAC地址00D0.583C.B20B（因为之前传输数据帧的时候就已经学习了）。如图所示：之后数据帧就不经过switch0fastEthernet0/2端口，如图所示从图中

7、可以看到MAC0010.113C.2451>>00D0.583C.B20B，是由MAC地址为C0010.113C.2451的主机将数据传给了MAC地址为00D0.583C.B20B的主机。此后的传输就只进行单播了（仅限于PC0toPC3，其他的先广播再单播，与上同理）。如图所示：广播演示：