实验3 Hub(集线器)与交换机背景知识
计算机网络-HUB交换机组网实验指导书--华为交换机解析
计算机网络实验指导书HUB交换机组网*一、实验目的及内容熟悉华为中低端交换机的基本配置；了解交换机工作的基本原理；了解VLAN的原理和配置；二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图或程序流程图）通过交换机的基本配置和VLAN配置，理解交换机的工作原理，理解VLAN的原理。
三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等或使用软件）4台PC，两台智能交换机；双绞线若干；或者模拟软件1套四、实验方法、步骤（或：程序代码或操作过程）1、硬件连接，完成PC1、PC2、PC3、PC4到交换机SW1和SW2的网络连接，交换机SW1到交换机SW2的连接；PC1到交换机SW1控制线的连接，PC3到交换机SW2控制线的连接。
PC1连接SW1的Ethernet 0/0/1口，PC2连接SW1的Ethernet 0/0/2口，PC3连接SW2的Ethernet 0/0/1口，PC4连接SW2的Ethernet 0/0/2口，SW1和SW2使用各自的e3口互联。
要求在拓扑图上记录PC机实际的设备编号，PC机的网线对应的跳线架上的编号，PC机所连接交换机的端口的编号，交换机之间互联的所使用的端口编号。
拓扑图检查无误后方可进行后面的实验步骤。
2、使用超级终端，连接至交换机的控制台。
清除交换机现有的配置，重新启动交换机。
要求记录输入的命令（截屏）。
清除配置<quidway>reset saved-configuration重新启动<quidway>reboot注意：看清系统的提示，第一个问题请选择N，第二个问题请选择Y交换机重新启动后，输入<quidway>display save没有任何提示，表示配置已清空3、为PC1、PC2、PC3、PC4分别设置IP地址和掩码。
PC1为192.168.1.1掩码为255.255.255.0。
PC2为192.168.1.2掩码为255.255.255.0。
PC3为192.168.1.3掩码为255.255.255.0。
集线器（HUB）、交换机、路由器的区别和联系及OSI七层模型及TCPIP通信协议
集线器（HUB）、交换机、路由器的区别和联系及OSI七层模型及TCPIP通信协议集线器（HUB）、交换机、路由器的区别和联系及OSI七层模型及TCP/IP通信协议集线器（HUB）：集线器（）属于纯⽹络底层设备。
它也不具备所具有的，所以它发送数据时都是没有针对性的，⽽是采⽤⼴播⽅式发送。
也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到⽬的节点，⽽是把发送到与集线器相连的所有节点。
属于物理层（OSI七层模型）；作⽤：定义⼀些电器，机械，过程和规范，如集线器；PDU(协议数据单元)：bit/⽐特；设备：集线器HUB; 注意：没有寻址的概念；在⽹络中只起到和重发作⽤，⽬的是扩⼤⽹络的传输范围，⽽不具备信号的定向传送能⼒，是—个标准的共享式设备。
Hub组成的⽹络是共享式⽹络，同时Hub也只能够在下⼯作Hub主要⽤于共享⽹络的组建，是解决从服务器直接到最的⽅案。
在交换式⽹络中，Hub直接与相连，将交换机的数据送到桌⾯。
使⽤Hub组⽹灵活，它处于⽹络的⼀个星型结点，对结点相连的进⾏集中管理，不让出问题的⼯作站影响整个⽹络的正常运⾏，并且⽤户的加⼊和退出也很⾃由。
交换机交换机（Switch）意为“”是⼀种⽤于电（光）信号转发的。
它可以为接⼊交换机的任意两个提供独享的电信号通路。
最常见的交换机是。
其他常见的还有电话语⾳交换机、等。
属于数据链路层（OSI七层模型）；作⽤：定义如何格式化数据，⽀持错误检测；典型协议：以太⽹，帧中继（古董级VPN）PDU：frame（帧）设备：以太⽹交换机；备注：交换机通过MAC地址转发数据，逻辑链路控制；交换机的主要功能包括物理编址、、错误校验、帧序列以及流控。
交换机还具备了⼀些新的功能，如对VLAN（）的⽀持、对汇聚的⽀持，甚⾄有的还具有的功能。
路由器连接两个或多个⽹络的硬件设备，在⽹络间起⽹关的作⽤，读取每⼀个数据包中的地址然后决定如何传送的专⽤智能性的⽹络设备。
通常是⼀个计算机，它能够理解不同的协议，例如某个局域⽹使⽤的以太协议，因特⽹使⽤的TCP/IP协议。
路由器、交换机、MODEM、HUB(集线器)的功能及区别
路由器、交换机、MODEM、HUB的作用和不同之处，下面以大家参考：集线器--集线器也叫Hub，工作在物理层（最底层），没有相匹配的软件系统，是纯硬件设备。
集线器主要用来连接计算机等网络终端。
集线器为共享式带宽，连接在集线器上的任何一个设备发送数据时，其他所有设备必须等待，此设备享有全部带宽，通讯完毕，再由其他设备使用带宽。
正因此，集线器连接了一个冲突域的网络。
所有设备相互交替使用，就好象大家一起过一根独木桥一样。
集线器不能判断数据包的目的地和类型，所以如果是广播数据包也依然转发，而且所有设备发出数据以广播方式发送到每个接口，这样集线器也连接了一个广播域的网络。
交换机--交换机Switch，工作在数据链路层（第二层），稍微高端一点的交换机都有一个操作系统来支持。
和集线器一样主要用于连接计算机等网络终端设备。
交换机比集线器更加先进，允许连接在交换机上的设备并行通讯，好比高速公路上的汽车并行行使一般，设备间通讯不会再发生冲突，因此交换机打破了冲突域，交换机每个接口是一个冲突域，不会与其他接口发生通讯冲突。
并且有系统的交换机可以记录MAC地址表，发送的数据不会再以广播方式发送到每个接口，而是直接到达目的接口，节省了接口带宽。
但是交换机和集线器一样不能判断广播数据包，会把广播发送到全部接口，所以交换机和集线器一样连接了一个广播域网络。
高端一点的交换机不仅可以记录MAC地址表，还可以划分VLAN （虚拟局域网）来隔离广播，但是VLAN间也同样不能通讯。
要使VLAN间能够通讯，必须有三层设备介入。
路由器--路由器Router，工作在网络层（第三层），所有的路由器都有自己的操作系统来维持，并且需要人员调试，否则不能工作。
路由器没有那么多接口，主要用来进行网络与网络的连接。
简单的说路由器把数据从一个网络发送到另一个网络，这个过程就叫路由。
路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域，而且还能检测广播数据包，并丢弃广播包来隔离广播域，有效的扩大了网络的规模。
实验三：集线器交换机
交换式局域网----交换机
交换机的管理
一、带外管理： 带外管理是指通过CONSOLE口进行管理。用交 换机自带的console线连接PC与交换机，利用 windows系统的超级终端。实验拓扑图：
交换机的管理
设置交换机的IP地址： DCS> DCS>enable DCS#config (Config)#interface vlan 1 (Config –if- vlan 1)#ip address 192.168.2.100 255.255.255.0 (Config –if- vlan 1)#no shutdown
交换机与集线器的区别
3. 从带宽来看： 集线器的所有端口都是共享一条带宽，在同一时 刻只能有二个端口传送数据，其他的带宽，当二个
端口工作时并不影响其他端口的工作，交换机可
工作在全双工模式下。
交换机与集线器的区别
共享式局域网----集线器
组件局域网设备
• 集线器
• 交换机
集线器
集线器
集线器的英文称为“Hub”。 功能：是对接收到的信号进行再生整形放大， 以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中 在以它为中心的节点上。 工作于 物理层。 采用CSMA/CD访问方式。
交换机
交换机
交换机英文称为“Switch”
功能：是一种用于电信号转发的网络设备。为 接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电 信号通路。 工作于数据链路层。
交换机与集线器的区别
1.从体系结构来看:
集线器属于第一层物理层设备 交换机属于第二层数据链路层设备
交换机与集线器的区别
2. 从工作方式来看： 集线器：是一种广播模式，即集线器的某个端口 工作的时候，其他所有端口都能够收听到信息。 交换机：是点对点通信工作的时候，只有发出请 求的端口和目的端口之间相互响应。
集线器与交换机的对比实验
集线器与交换机的对比实验Last updated on the afternoon of January 3, 2021计算机科学与技术学院计算机网络实验实验报告实验项目集线器与交换机的对比实验实验日期 2016/4/22一实验目的了解集线器和交换机的如何转发数据。
理解冲突域和广播域的概念。
对比单播以太网帧和广播以太网帧的目标MAC地址。
二实验原理冲突域与广播域冲突域：在该域内某一时刻只能有一个站点发送数据，如果两个站点同时发送数据会引起冲突，则这两个站点处于同一个冲突域内。
广播域：在以太网中，能够接收到任意站点发送的广播帧的所有站点的集合称为一个广播域。
集线器和交换机集线器和交换机都是为了扩大以太网覆盖范围而使用的连接设备，但二者的工作原理存在很大差异。
集线器工作在OSI体系结构的物理层。
集线器的主要功能是对接收到的信号进行放大、转发，从而扩展以太网的覆盖范围。
由于物理层传输的信号是无结构的，因此集线器无法识别接收方，只能将从一个端口接收到信号放大后复制到所有其他端口，即向与该集线器连接的所有站点转发。
交换机工作在OSI参考模型的第二层数据链路层。
交换机使用以太网帧中的MAC地址进行数据帧转发，从而有效地过滤数据帧。
交换机可以在多个端口对之间同时建立多条并发连接，使得与不同端口连接站点同时发送数据时，各连接线路彼此互不影响。
三实验要求拓扑图该实验用到4个拓扑图。
其中拓扑图1和拓扑图2是以集线器为中心的共享式以太网；拓扑图3和拓扑图4是以交换机为中心的交换式以太网。
其中拓扑图1和拓扑图2主要用于观察集线器的运行及理解冲突域的概念；拓扑图3和拓扑图4主要用于观察交换机的运行及理解交换机隔离冲突域但不隔离广播域的特性。
在对应的实验步骤中，我们需要将拓扑图1和拓扑图2使用交叉双绞线连接起来，将拓扑图3和拓扑图4使用交叉双绞线连接起来，从而观察使用集线器和交换机进行以太网扩展时对冲突域和广播域的影响，从而理解两类设备在扩展以太网时的作用和局限性。
hub
——Internetr好比一个货运中心，当Internetr传输数据或信息时，它会先在货物里装入集装箱单（TCP协议），然后将它们分解，并在每个包中装入一张单（IP协议）。分解后的货物经过的第一个“路口”就是路由器，它的作用就是检查这些单条，确定无误后就让这些包走不同的路。上路后它们就根据单条（IP协议）上所记载的收发信人的名称地址，往收信人的地址送去。当所有的包都送到后，就按照集装箱单（TCP协议），把它们重组成原来的模样，文仵的传送就这样完成了。如果在传输中其中的一部分丢失了，它就会根据TCP协议重发那一部分的数据，这样就确保了数据的安全。Internetr就是在TCP/IP协议的协调下，高速而有效的工作着。
什么是IP地址?
Internet 上的每台主机(Host)都有一个唯一的IP地址。IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是Internet 能够运行的基础。IP地址的长度为32位，分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每段数字范围为1～254，段与段之间用句点隔开。例如159.226.1.1。IP地址有两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。IP地址分为A、B、C、D、E,5类。常用的是B和C两类。
集线器为共享方式，即同一网段的计算机共享固有的带宽，传输通过碰撞检测进行，同一网段计算机越多，传输碰撞也越多，传输速率会变慢，交换机则采用一种与集线器完全不同的、独特的传输方式。无论网卡还是交换机端口，都具有独一无二的MAC地址。因此MAC地址便可以用作识别其身份的号码，而交换机上的每个端口都能在其地址表中记忆若干个MAC地址，从而建立一张端口号与MAC相对应的地址表。
——2、文件传输(Ftp)服务
——3、电子函件(Email)服务
《综合布线实训》课件项目3 集线器、交换机
三、集线器与交换机的区别
从两者的工作原理来看，交换机和集线器是有很大差 别的。首先，从OSI体系结构来看，集线器属于OSI的第 一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层 设备。
其次，从工作方式来看，集线器采用一种“广播”模 式，因此很容易产生“广播风暴”，当网络规模较大时性 能会受到很大的影响。而当交换机工作的时候，只有发出 请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口， 因此交换机能够在一定程度上隔离冲突域和有效抑制“广 播风暴”的产生。
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集线器的特点 1）共享带宽
集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。 目前市面上用于中小型局域网的集线器主要有10Mbps、 100Mbps和10/100Mbps自适应三种。
10Mb带宽的集线器的传输速度最大为10Mbps，即 使与它连接的计算机使用的是100Mbps网卡，在有10传 输数据时速度仍然只10Mbps。10/100Mbps自适应集线 器能够根据与端口相连的网卡速度自动调整带宽，当与 10Mbps的网卡相连时，其带宽为10Mb；与100Mbps的 网卡相连时，其带宽为100Mb，因此这种集线器也叫做 “双速集线器”。
3.交换机的性能特点
1）独享带宽
由于交换机能够智能化地根据地址信息将数据快速送 到目的地，因此它不会像集线器那样在传输数据时“打扰 ”那些非收信人。这样一来，交换机在同一时刻可进行多 个端口组之间的数据传输。并且每个端口都可视为是独立 的网段，相互通信的双方独自享有全部的带宽，无须同其 他设备竞争使用。比如说，当A主机向D主机发送数据时 ，B主机可同时向C主机发送数据，而且这两个传输都享 有网络的全部带宽--假设此时它们使用的是10Mb的交换 机，那么该交换机此时的总流通量就等于 2×10Mb=20Mb。
hub和交换机的区别
hub和交换机的区别 在当今这个全球⽹络化的⽹络时代，交换机和集线器，都起着局域⽹的数据传送“枢纽”的作⽤。
那么，交换机和集线器到底有什么区别?下⾯是店铺⼩编为⼤家准备的hub和交换机的区别，希望⼤家喜欢! 交换机和hub的概念 交换机 交换机的英⽂名称之为“Switch”，交换机也叫交换式集线器，它通过对信息进⾏重新⽣成，并经过内部处理后转发⾄指定端⼝，具备⾃动寻址能⼒和交换作⽤，由于交换机根据所传递信息包的⽬的地址，将每⼀信息包独⽴地从源端⼝送⾄⽬的端⼝，避免了和其他端⼝发⽣碰撞。
⼴义的交换机就是⼀种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
hub 集线器集线器是计算机⽹络中连接多个计算机或其他设备的连接设备，是对⽹络进⾏集中管理的最⼩单元。
英⽂HUB就是中⼼的意思，像树的主⼲⼀样，它是各分⽀的汇集点。
许多种类型的⽹络都依靠集线器来连接各种设备并把数据分发到各个⽹段。
HUB基本上是⼀个共享设备，其实质是⼀个中继器，主要提供信号放⼤和中转的功能，它把⼀个端⼝接收的全部信号向所有端⼝分发出去。
集线器实际就是⼀种多端⼝的中继器。
集线器⼀般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接⼝，通过这些接⼝，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。
由于它在⽹络中处于⼀种“中⼼”位置，因此集线器也叫做“Hub”。
交换机和集线器的种类 交换机和集线器从不同的⽅⾯和⾓度有着不同的分类。
HUB集线器的种类 集线器有多种类型，各个种类具有特定的功能、提供不同等级的服务。
依据总线带宽的不同，HUB分为10M、100M和10M/100M⾃适应三种;若按配置形式的不同可分为独⽴型、模块化和堆叠式三种。
根据端⼝数⽬的不同主要有8⼝、16⼝和24⼝⼏种。
根据⼯作⽅式可分为智能型和⾮智能型两种。
⽬前所使⽤的HUB基本是前三种分类的组合，如我们常在中看到的10M/100M⾃适应智能型、可堆叠式HUB等。
依据⼯作⽅式区分有较普遍的意义，可以进⼀步划分为被动集线器、主动集线器、智能集线器和交换集线器四种。
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实验3背景知识
1. 冲突域与广播域
冲突域：以太网共享信道的传输机制决定了在网络中只能有一个站点发送数据。
如果两个或两个以上站点同时发送数据将发生冲突。
虽然以太网在MAC层采用CSMA/CD协议有效地降低了冲突的可能性，但是由于传播时延的存在以及多个站点同时监听到信道空闲等情况的存在，冲突仍会发生。
所谓冲突域是指在该域内某一时刻只能有一个站点发送数据；如果两个站点同时发送数据会引起冲突，则这两个站点处于同一个冲突域内。
广播域：以太网是广播网络，采用共享信道的传输机制来传输数据。
在以太网中，一个站点向所有站点发送数据的传输过程称为广播，这一过程中传输的数据帧称为广播帧。
在以太网中，能够接收到任意站点发送的广播帧的所有站点的集合称为一个广播域。
2. 集线器和交换机
集线器和交换机都是为了扩大以太网覆盖范围而使用的连接设备，但二者的工作原理却存在很大差异。
集线器是早期以太网中的主要连接设备，它工作在OSI体系结构的物理层。
集线器的主要功能是对接收到的信号进行放大、转发，从而扩展以太网的覆盖范围。
由于物理层传输的信号是无结构的，因此集线器无法识别接收方，集线器只能将从一个端口接收到的信号放大后复制到所有其它端口，即向与该集线器连接的所有站点转发。
因此，使用集线器作为连接设备的以太网仍然属于共享式以太网，集线器连接起来的所有站点共享带宽、属于同一个冲突域和广播域。
交换机是目前以太网中使用最为广泛的连接设备，它工作在OSI参考模型的第二层数据链路层。
交换机使用以太网帧中的MAC地址进行数据帧转发，从而有效地过滤数据帧。
交换机内部使用专用集成电路，可以在数据链路层把任意两个端口连接起来，形成专用数据传输通道。
交换机可以在多个端口对之间同时建立多条并发连接，使得与不同端口连接站点同时发送数据彼此互不影响。
交换机接收到数据帧时读取帧中源MAC地址和目标MAC地址，并在其对应的端口间建立一条专用的数据传输通道，而不是向所有端口转发数据。
由于数据传输过程中，传输通道是收发站点对应的端口专用的，所以其它站点不会受到影响，交换机相连的所有站点中两个或两个以上站点同时发送数据不会引起冲突。
使用以太网作为连接设备的以太网称为交换式以太网，它可以有效地根据MAC地址过滤数据帧、隔离冲突域。
交换机的每个端口是一个独立的冲突域。
但是作为数据链路层的连接设备，交换机不能隔离广播域，所有与交换机相连的站点仍属于同一个广播域。