实验二、验证交换机、HUB的工作原理
两个交换机工作原理
两个交换机工作原理
交换机是计算机网络中的网络设备，主要用于在局域网（LAN）中实现设备之间的数据交换。
以下是两种常见类型的交换机的工作原理：
1.传统交换机（Hub）的工作原理：
传统交换机通常是集线器（Hub）的一种，它在物理层上操作。
传统交换机的工作原理如下：
物理层操作：传统交换机工作在物理层，它是一个多端口的设备，用于连接多台计算机或其他网络设备。
广播：当一个设备向传统交换机发送数据时，该交换机会将数据广播到所有连接的端口上，而不考虑目标设备的地址。
这意味着所有设备都会接收到传输的数据。
碰撞域：所有连接到传统交换机的设备处于同一个碰撞域内，这意味着如果两个设备同时发送数据，可能会发生碰撞，导致数据包损坏。
无法过滤数据包：传统交换机不能根据MAC地址过滤数据包，因此所有的数据包都会传输到所有的端口。
2.交换型交换机的工作原理：
交换型交换机（Switch）是在数据链路层工作的设备，它具有更高级的工作原理，与传统交换机相比有一些显著区别：
学习和过滤：交换型交换机能够学习连接到它的设备的MAC地址，并建立一个地址表（也称为转发表或MAC表）。
它通过查找目标设备的MAC地址，只将数据包发送到目标设备所在的端口，而不是广播到所有端口。
工作在数据链路层：交换型交换机工作在OSI模型的数据链路层，能够检测并过滤数据包，并基于MAC地址进行有针对性的转发。
碰撞域的划分：由于交换型交换机能够有选择性地将数据包发送到特定的端口，它划分了碰撞域，减少了碰撞的可能性，提高了网络性能。
总体而言，交换型交换机相较于传统交换机在性能和网络管理方面更加灵活和高效。
交换机的工作原理是什么
交换机的工作原理是什么交换机是一种用于局域网的网络设备，它的作用是在局域网内部进行数据的转发和交换，实现不同设备之间的通信。
那么，交换机的工作原理究竟是什么呢？首先，我们来了解一下交换机的基本工作原理。
交换机是一种数据链路层设备，它通过学习目的地址和建立转发表的方式，实现数据包的转发和交换。
当一个数据包到达交换机时，交换机会读取数据包中的目的MAC地址，并根据自己的转发表来决定将数据包转发到哪个端口，从而实现数据包的传输。
其次，交换机的工作原理还涉及到广播和单播的处理。
当一个数据包到达交换机时，交换机会首先判断数据包的目的MAC地址，如果目的MAC地址在交换机的转发表中已经有记录，那么交换机会将数据包直接转发到相应的端口；如果目的MAC地址不在转发表中，交换机会将数据包进行广播，即向除了接收数据包的端口外的所有端口发送数据包，以此来寻找目的设备的位置。
此外，交换机还会进行学习和更新转发表。
当交换机接收到一个数据包时，它会学习数据包中的源MAC地址，并将源MAC地址和接收到数据包的端口记录在转发表中；同时，交换机还会定时更新转发表，以保证转发表中的信息是最新的。
另外，交换机的工作原理还包括了虚拟局域网（VLAN）的实现。
VLAN是一种逻辑上的划分，可以将一个物理局域网划分成多个逻辑上的子网，不同的子网之间相互隔离，从而提高网络的安全性和管理性。
交换机可以通过配置端口的方式来实现VLAN的划分和管理，从而实现不同VLAN之间的隔离和通信。
综上所述，交换机的工作原理主要包括了数据包的转发和交换、广播和单播的处理、转发表的学习和更新，以及VLAN的实现。
通过这些工作原理，交换机可以实现局域网内部设备之间的高效通信和数据传输，是局域网中不可或缺的重要设备之一。
简述交换机的工作原理
简述交换机的工作原理
交换机是一种网络设备，它在局域网中起着非常重要的作用。
它能够实现局域
网内部的数据交换和传输，是局域网中的核心设备之一。
那么，交换机的工作原理是怎样的呢？接下来，我们就来简要地介绍一下交换机的工作原理。
首先，交换机是一个多端口的设备，每个端口都可以连接一台计算机或其他网
络设备。
当数据从一个端口进入交换机时，交换机会根据数据包中的目的地址来决定将数据包转发到哪个端口。
这就是交换机的基本工作原理——根据目的地址进行数据包的转发。
在交换机内部，有一个地址表，用来记录每个端口所连接的设备的MAC地址。
当交换机接收到一个数据包时，它会查找地址表，找到目的地址对应的端口，然后将数据包转发到该端口。
如果地址表中没有目的地址的记录，交换机会将数据包广播到所有的端口上，以确保数据包能够到达目的地。
除了基本的数据转发功能，交换机还可以实现一些高级功能，比如虚拟局域网（VLAN）、链路聚合（LAG）等。
虚拟局域网可以将一个物理局域网划分成多个
逻辑上的局域网，不同的虚拟局域网之间相互隔离，提高了网络的安全性和灵活性。
链路聚合则可以将多个物理链路捆绑在一起，提高了网络的带宽和可靠性。
总的来说，交换机的工作原理是根据数据包中的目的地址来进行数据的转发和
处理，同时还可以实现一些高级的网络功能。
交换机作为局域网中的核心设备，起着至关重要的作用，它的性能和稳定性直接影响着整个局域网的运行效果。
因此，在设计和部署局域网时，需要根据实际需求选择合适的交换机，并合理地配置和管理交换机，以确保局域网的正常运行和高效传输。
交换机的工作原理
交换机的工作原理交换机是计算机网络中常用的网络设备，用于实现局域网内计算机之间的数据交换和通信。
它能够根据目的地址将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现不同设备之间的通信。
下面将详细介绍交换机的工作原理。
一、交换机的基本功能交换机主要有以下几个基本功能：1. 学习：交换机通过监听网络上的数据流量，学习到每一个设备的MAC地址，并将其与对应的端口关联起来，建立一个MAC地址表。
这样，当交换机接收到数据包时，它可以根据目的MAC地址查找表中对应的端口，并将数据包转发到该端口上，从而实现数据的准确传输。
2. 过滤：交换机可以根据MAC地址表中的信息，过滤掉不需要转发的数据包，只将目标设备所需要的数据包转发到相应的端口上，提高网络的传输效率。
3. 转发：交换机能够根据MAC地址表中的信息，将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现设备之间的通信。
4. 广播：当交换机接收到广播数据包时，它会将该数据包转发到所有的端口上，使得所有设备都能收到该广播消息。
二、交换机的工作原理1. 帧的转发过程当交换机接收到一个数据帧时，它会先检查数据帧的目的MAC地址。
如果该地址在MAC地址表中已经存在，交换机会将数据帧转发到该目的地址所对应的端口上。
如果目的MAC地址不在MAC地址表中，交换机会将数据帧广播到所有的端口上，以便学习到新的MAC地址，并将其与相应的端口关联起来。
这样，下次接收到该目的地址的数据帧时，交换机就能够直接转发到相应的端口上。
2. MAC地址表的建立和更新交换机的MAC地址表是通过监听网络上的数据流量来学习到的。
当交换机接收到一个数据帧时，它会提取出数据帧中的源MAC地址，并将其与接收该数据帧的端口关联起来，更新MAC地址表中的信息。
如果MAC地址表已满，交换机会根据一定的算法选择一些老旧的条目进行替换。
3. 广播和多播的处理当交换机接收到一个广播数据包时，它会将该数据包转发到所有的端口上，以便所有设备都能收到该广播消息。
hub原理
hub原理Hub原理是计算机网络中的一个重要概念，它是指在网络中起到集中管理和分发数据的作用。
在本文中，我将详细介绍Hub原理的工作原理和应用场景。
Hub原理是建立在以太网技术基础上的，它是一种被动式设备，没有智能化的处理能力。
Hub的作用是将网络中的数据包广播到所有连接的设备上，它并不知道数据包的目的地址，也不会对数据包进行任何处理。
当一个设备向Hub发送数据时，Hub会将这个数据包复制并广播到所有的端口上，所有连接在Hub上的设备都会收到这个数据包。
Hub的工作原理非常简单，它只是将接收到的数据包广播到所有的端口上，不做任何判断和处理。
当多个设备同时发送数据时，数据包会发生碰撞，这就是所谓的冲突域。
在Hub上发生碰撞时，所有连接在Hub上的设备都会受到影响，网络的性能会受到严重的影响。
由于Hub的工作原理，它在现代网络中已经很少使用了。
Hub无法提供任何隔离和安全性保证，所有连接在Hub上的设备都处于同一个广播域中。
这意味着一个设备发送的数据包会被所有其他设备接收到，可能会导致安全问题和网络拥塞。
然而，Hub在某些特定场景下仍然有一些应用。
例如，在一些小型局域网中，Hub可以用作连接多台计算机的集线器。
由于这些局域网规模较小，设备数量有限，碰撞的可能性较低，因此可以使用Hub进行简单的连接。
Hub也可以用于网络故障排除和网络分析。
由于Hub广播所有的数据包，可以方便地捕获和分析网络中的数据流量，从而帮助管理员识别和解决网络问题。
虽然Hub原理已经过时，但它仍然有助于我们理解计算机网络的基本工作原理。
在现代网络中，交换机已经取代了Hub的地位，交换机具有更先进的功能和更高的性能。
交换机可以根据数据包的目的地址进行转发，实现了数据的有选择性传输，提高了网络的效率和安全性。
总结起来，Hub原理是计算机网络中的一个基础概念，它是一种被动式设备，用于连接多个设备并将数据包广播到所有的端口上。
虽然Hub的使用已经越来越少，但在一些小型局域网中仍然有一些应用。
交换机的工作原理
交换机的工作原理交换机是计算机网络中的重要设备，用于实现局域网内计算机之间的数据交换和通信。
它通过接收和转发数据包来实现计算机之间的通信，并且能够根据目的地址将数据包转发到相应的目标设备。
交换机的工作原理可以分为以下几个方面：1. 数据链路层的处理：交换机工作在OSI模型的第二层，即数据链路层。
它通过物理接口接收到达的数据包，并根据帧头中的目的MAC地址来判断数据包的目标设备。
交换机会维护一个MAC地址表，记录着每个接口对应的MAC地址，以便进行目的地址的匹配。
2. 学习与转发：当交换机接收到一个数据包时，它会首先检查数据包的源MAC地址，并将该地址与接收到数据包的接口绑定，更新MAC地址表。
如果目的MAC地址在MAC地址表中存在，则交换机会将数据包转发到相应的接口；如果目的MAC地址不在MAC地址表中，则交换机会将数据包广播到所有接口，以便学习到目的MAC地址所在的接口。
3. 交换与过滤：交换机会根据目的MAC地址将数据包转发到相应的接口，而不是广播到所有接口。
这种交换方式称为单播。
同时，交换机还可以根据需要进行多播和组播的转发。
此外，交换机还可以根据网络管理员的配置，对某些特定的源MAC地址或目的MAC地址进行过滤，以实现网络安全策略。
4. 冲突域的划分：交换机能够将局域网划分为多个冲突域。
在传统的集线器（Hub）网络中，所有设备共享同一个冲突域，当多个设备同时发送数据时，会产生冲突，导致网络性能下降。
而交换机通过为每个接口创建独立的冲突域，可以避免冲突的发生，提高网络的传输效率。
5. VLAN的支持：交换机还可以支持虚拟局域网（VLAN）的划分。
VLAN将一个物理局域网划分为多个逻辑上的虚拟局域网，不同的VLAN之间的通信需要通过交换机进行路由。
VLAN的划分可以提高网络的安全性和管理性，同时也可以优化网络的性能。
总结起来，交换机的工作原理包括数据链路层的处理、学习与转发、交换与过滤、冲突域的划分以及VLAN的支持。
简述交换机的工作原理和具体工作工程
简述交换机的工作原理和具体工作工程一、交换机的工作原理交换机是一种用来在计算机网络中传送数据的设备，它可以理解为一个多端口的集线器，它可以根据目标地址的不同将数据包发往合适的目标端口。
交换机的工作原理主要包括学习、过滤和转发三个步骤。
1.学习交换机在接收到数据包时，会解析数据包中的目标MAC地址，并将这个MAC地址与接收端口的关联关系存储在交换表中。
这样，当下次有数据包到来时，交换机就不需要广播所有端口，而是只将数据包发往目标端口。
2.过滤当交换机接收到数据包时，会先查看目标MAC地址是否在交换表中，如果在，就将数据包发往对应的端口，如果不在，就将数据包广播到所有端口。
3.转发交换机会根据交换表中的信息，将数据包直接发送到目标端口，这样就大大提高了数据包的传输效率。
二、交换机的具体工作工程1.确定网络拓扑结构在安装交换机之前，首先需要确定网络的拓扑结构，包括各个设备之间的连接方式、设备的数量和位置等。
这对于交换机的布置和配置有着重要的指导作用。
2.选择合适的交换机根据网络的规模和需要，选择合适的交换机。
一般来说，小型局域网可以选择普通交换机，而大型企业或数据中心可能需要选择高性能、可扩展的企业级交换机。
3.连接设备将各个网络设备（如计算机、服务器、打印机等）通过网线连接到交换机的各个端口上。
这样就可以实现设备之间的数据传输。
4.配置交换机在连接设备之后，需要对交换机进行一系列的配置，包括网络地址、VLAN划分、流量控制、安全设置等。
这些配置可以根据实际需要进行调整，以满足网络的要求。
5.测试交换机在完成配置之后，需要对交换机进行测试，包括网络连通性、数据传输速率、安全性等方面。
通过测试可以确保交换机的正常工作。
6.监控和维护一旦交换机正常工作，还需要对其进行监控和维护，包括查看交换机的运行状态、处理异常情况、及时更新软件等。
以上就是关于交换机的工作原理和具体工作工程的详细介绍。
交换机在计算机网络中扮演着非常重要的角色，它能够提高数据传输效率、增强网络安全性，是现代网络中不可或缺的设备。
交换机的工作原理
交换机的工作原理交换机的工作原理交换机的工作原理1一、交换机的工作原理1、交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。
2、交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。
3、如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。
这一过程称为泛洪(flood)。
4、广播帧和组播帧向所有的端口转发。
二、交换机的三个主要功能以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口)。
消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。
三、交换机的工作特性1、交换机的每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域。
2、交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内，也就是说，交换机不隔绝广播(惟一的例外是在配有VLAN的环境中)。
3、交换机依据帧头的信息进行转发，因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备(此处所述交换机仅指传统的二层交换设备)。
四、交换机的分类依照交换机处理帧时不同的操作模式，主要可分为两类：存储转发：交换机在转发之前必须接收整个帧，并进行错误校检，如无错误再将这一帧发往目的地址。
帧通过交换机的转发时延随帧长度的不同而变化。
直通式：交换机只要检查到帧头中所包含的目的地址就立即转发该帧，而无需等待帧全部的被接收，也不进行错误校验。
由于以太网帧头的长度总是固定的，因此帧通过交换机的转发时延也保持不变。
五、二、三、四层交换机多种理解的说法：二层交换(也称为桥接)是基于硬件的桥接。
基于每个末端站点的唯一MAC地址转发数据包。
二层交换的高性能可以产生增加各子网主机数量的网络设计。
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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、预计实验学时
2学时
三、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。
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
Pc 0 向第三个PC 机发送东西过程如下：
MAC 地址不改变
只是返过来转发的时候，将mac的目地址和源地址互换一下而已
每次经过HUB 都会向每一个接口转发收到的的数据====简单地转发比特----收到1 就转发 1
（2）重复（1）一次，观察结果是否有变化。
没有变化，还是一样的。
因为hub 只是简单地转发比特
（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。
PC0发送ARP 包，
结果出现：出现丢失帧/ 发生冲突帧。
（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。
PC2 重发数据包到PC0 机器
PC3 重发数据包到PC0 机器
（5）总结Hub的工作原理，需要时进一步对你的结论验证。
1、同一网段同一时间只能有两个机器进行数据通信。
2、发送的数据包每次经过HUB 都会向每一个接口转发收到的的数据====简单地转发比特----收到1 就转发1 ，没有什么限制影响。
就直接转发。
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
（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。
（3）重复（2）一次，观察结果是否有变化。
并没有发生变化
（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。
（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。
如图：
.
当信息返回到pc 5的时候，转发表上多了从其它端口转来的MAC地址信息
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。
当PC5发送数据包到交换机的时候，交换机上的MAC表多了一条记录
然后交换机广播，收到信息的主机发信息回PC5
然后PC5 发送数据包到交换机，交换机从MAC中找到相应的地址，直接向f0/4端口转发信息
（7）【总结】交换机的工作原理，需要时进一步对你的结论验证。
1、PC 机向交换机发信息的时候，如果交换机从要应的MAC地址表中没有找到目的MAC
地址的话，就会发送广播信息，收到广播信息的PC机回复信息给PC机发送源。
此时交换机记录下了源PC机的MAC地址及连接的相应的端口，也记录发送回信息给源PC机的MAC地址。
2、第二次发送给相应的PC机的时候，如果交换机有记录，那么交换机就不会再发送广播信息。
而是从相应的端口发送出去。
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。
交换机
此时记录下从PORT 1/1 来的MAC 地址信息。
目的主机发送信息回来的时候，在交换机上记录此MAC 地址及端口如下图：
而HUB 机仍然是转此数据包到其它的每一个端口
（3）在simulation模式下，从PC1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。
PC1到PC6发送信息的时候，交换机记录下了MAC地址。
此时数据包是【直接】从端口f0/2直接传播
（4）在simulation模式下，从PC8到PC2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。
当发送到交换机的时候，数据包的时候，没有找到，端口的已知找不到，就转向G1/1端口转发
然后HUB 直接转发信息到其它端口转发信息四、测试题
答：1、会向Fa1 Fa3 Fa7 Fa9端口转发信息
2、Frame is a broadcast frame
答：
1、Fa 3
2、 switch adds the source MAC address to MAC table
Frame is a unicast frame and will be sent to specific port only
【简单总结】：
1、如果交换机中MAC地址表没有相应的MAC 地址记录，那么首先会记录源PC机的MAC地址，增加到MAC 地址表中。
后然交换机向其它的端口广播形式发送帧。
如果广播中有一信息能发送到目的地址，那么目的地址的MAC 地址会被记录在交换机中。
当第二次发送一组信息的时候，交换机会从给出的MAC地址记录中转发这组信息。
2、而HUB 不管什么帧都转发到其它端口上。