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  • 计算机网络-实验3-交换机的交换表及MAC地址管理

    万次阅读 多人点赞 2019-04-20 20:48:12
    实验三:交换机的交换表 参考书籍:《计算机网络》(第七版谢希仁)P99-101 目录: 交换表的工作原理 交换机的MAC地址表的配置 实验内容 一:交换表的工作原理 存储转发方式 把整个数据帧先缓存后再进行处理...

    计算机网络实验报告

    实验三:交换机的交换表

    参考书籍:《计算机网络》(第七版 谢希仁)P99-101

    目录:

    1. 交换表的工作原理
    2. 交换机的MAC地址表的配置
    3. 实验内容

    一:交换表的工作原理

    • 存储转发方式

            把整个数据帧先缓存后再进行处理。

    • 交换机建立一个交换表,根据交换表来转发数据。

            

    1.1 以太网交换机的自学习功能

        以太网交换机运行自学习算法自动维护交换表。

        开始时,以太网交换机里面的交换表是空的

     

    1.2: 按照以下自学习算法 处理收到的帧和建立交换表

    • A 先向 B 发送一帧,从接口 1 进入到交换机。
    • 交换机收到帧后,先查找交换表,没有查到应从哪个接口转发这个帧。
    • 交换机把这个帧的源地址 A 和接口1  写入交换表中,并向除接口1以外的所有的接口广播这个帧。
    • C 和 D 将丢弃这个帧,因为目的地址不对。只 B 才收下这个目的地址正确的帧。这也称为过滤。
    • 从新写入交换表的项目 (A, 1) 可以看出,以后不管从哪一个接口收到帧,只要其目的地址是A,就应当把收到的帧从接口1转发出去。
    • B 通过接口 3 向 A 发送一帧。
    • 交换机查找交换表,发现交换表中的 MAC 地址有 A。表明要发送给A的帧(即目的地址为 A 的帧)应从接口1转发。于是就把这个帧传送到接口 1 转发给 A。显然,现在已经没有必要再广播收到的帧。
    • 交换表这时新增加的项目 (B, 3),表明今后如有发送给 B 的帧,就应当从接口 3 转发出去。
    • 经过一段时间后,只要主机 C 和 D 也向其他主机发送帧,以太网交换机中的交换表就会把转发到 C 或 D 应当经过的接口号(2 或 4)写入到交换表中。
    • 考虑到可能有时要在交换机的接口更换主机,或者主机要更换其网络适配器,这就需要更改交换表中的项目。为此,在交换表中每个项目都设有一定的有效时间。过期的项目就自动被删除。

    1.3:以太网交换机的这种自学习方法使得以太网交换机能够即插即用,不必人工进行配置,因此非常方便。

     

    1.4:交换机自学习和转发帧的步骤归纳

    • 交换机收到一帧后先进行自学习。查找交换表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。
      1. 如没有,就在交换表中增加一个项目(源地址、进入的接口和有效时间)。
      2. 如有,则把原有的项目进行更新(进入的接口或有效时间)。
    • 转发帧。查找交换表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。
      1. 如没有,则向所有其他接口(进入的接口除外)转发。
      2. 如有,则按交换表中给出的接口进行转发。
      3. 若交换表中给出的接口就是该帧进入交换机的接口,则应丢弃这个帧(因为这时不需要经过交换机进行转发)。

    二:交换机的MAC地址表的配置

    • MAC(Media Access Control,媒体访问控制)地址表记录了MAC 地址与接口的对应关系,以及接口所属的VLAN 等信息
    • MAC 地址表项的生成方式有两种:自动生成、手工配置。
      1. 一般情况下,MAC 地址表由设备通过源MAC 地址学习自动生成。
      2. 为了提高安全性,网络管理员可手工在MAC 地址表中加入特定MAC 地址表项,将用户设备与接口绑定,从而防止非法用户骗取数据。
    • MAC 地址表项分为以下几种:
      1. 静态 MAC 地址表项:由用户手工配置,表项不老化
      2. 动态 MAC 地址表项:可以由用户手工配置,也可以由设备通过源MAC 地址学习自动生成。
    • 配置静态/动态MAC地址表项
      •    1.进入系统视图
            交换机管理界面输入SYS

                     2.添加或者修改静态/动态MAC地址表项

            mac-address { dynamic | static } mac-address interface interface-type
    
            interface-number vlan vlan-id

                      精简版

                       

          mac-address { dynamic | static } mac-address
    • 关闭MAC地址学习功能
         在系统视图下
         undo mac-address mac-learning enable
    • 配置动态MAC地址表项的老化时间
      mac-address timer { aging seconds | no-aging }

       

    • 交换机MAC地址转发表的表项包括:
      1. 目的MAC地址
      2. 端口所属的VLAN ID
      3. 状态
      4. 转发端口号
      5. 有效时间

    • H3C S5560X交换机的MAC配置
      1. 显示地址表信息
        display mac-address

         

      2. 显示某个接口下的地址表信息
        display mac-address interface gi 1/0/1

         

      3. 显示地址吧动态表项老化时间
        display mac-address aging-time

         

      4. 显示MAC地址学习功能的开启状态
        display mac-address mac-learning

    • 在Windows上查看主机MAC地址命令
      ipconfig –all     注意不要弄错了网卡(intel网卡)

    三:实验内容

    实验拓扑图

    1. 通过DMC连接到交换机
    <!--即使用浏览器访问10.3.18.xxx
    
            帐户名:admin
    
            密码:admin123
    
    -->

        2.将各主机连接到交换机5560X

        <!--将各主机的网线从机柜防火墙的接口处拔掉有序插到交换机5560X的接口上--> 

         3.使用各种查看mac信息的命令


     

    <!-- 显示地址表信息
    
     display mac-address
    
        显示某个接口下的地址表信息
    
      display mac-address interface gi 1/0/1
    
      显示地址吧动态表项老化时间
    
      display mac-address aging-time
    
      显示MAC地址学习功能的开启状态
    
      display mac-address mac-learning
    
    -->

         4.交换机MAC信息学习实验

           ① A、B、C、D四台主机分别连接到交换机

           ② 为A、B、C、D四台主机的intel网卡配置ip:192.168.1.1 – 192.168.1.4

    <!--
      分别打开A B C D机器网络连接的更改适配器界面,
      选择intel网卡,右键点击属性,修改其ipv4的ip地址为
      192.168.0.x,子网掩码设置为255.255.255.0 
    -->

     

          ③记录各台主机的MAC地址、IP地址、连接到交换机的接口号,所有主机关闭防火墙。然后执行以下操作

            C发送数据包给B

            C发送数据包给A

            D发送数据包给A

            A发送数据包给D,使用ping操作,

    <!--在windows的命令提示符窗口下,输入ipconfig -all
    在控制台打印出的信息中找到intel网卡的相关信息,
    记录其mac地址,ip地址,并记录各主机通过配线架连接到交换机
    5560X的端口号。
    
    最后,在控制台根据实验要求分别ping 各个主机
         格式:ping ip(192.168.1.x)
    -->

     

    5.配置静态MAC地址实验

        ①在windows中查看各计算机的MAC地址

    <-- cmd中输入ipconfig -all查看-->

    ​​    ​​​​​②在交换机上将上述MAC地址配置到各个接口

    <-- 在交换机管理界面将地址全部改成静态mac地址即可-- >

        ③使用ping命令查看能否ping通

    <--可以ping通-->

       ④交换机配置静态MAC地址不变,但是将主机A和主机B所连接的端口互换,查看能否ping通,并截图。

    <!—可以ping 通,因为交换机的交换表会即时用新的地址,接口信息覆盖之前存在交换表中的信息-->

    6. 配置动态MAC地址表项的老化时间

      ①将表现老化时间配置为10s

    <!—
    
    进入系统视图下 在管理界面输入sys
    
    输入命令:mac-address timer aging 10
    
    -->

       ②查看何时MAC地址的表项会消失

    <!—
    10s后再次查看交换机表中信息即消失,
    因为老化时间设置为10s,10s后交换表的数据会自动情况
    -->

    7.关闭MAC地址学习功能

       ①关闭MAC地址学习功能

    <!--
    
    在交换机管理界面输入sys进入视图
    
    然后输入undo mac-address mac-learning enable
    
    关闭学习功能
    
     -->

     

       ②查看主机之间能否ping通

    <!--
    
        无法ping 通 因为交换机的交换表中一直为空,无法转发数据
    
    -- >

     

     

     

     

     

     

    展开全文
  • ????以太网交换机自学习和转发帧的流程 ... 以太网交换机的生成树协议STP ○如何提高以太网的可靠性呢? 添加冗余链路可以提高以太网的可靠性 负面效应:形成网络环路 网络环路: 1.广播风暴大量消耗网络资源

    📖以太网交换机自学习和转发帧的流程

    ○以太网交换机工作在数据链路层(也包含物理层)
    ○以太网交换机收到帧后,在帧交换表中查找帧的目的MAC地址所对应的接口号,然后通过该接口转发帧
    ○以太网交换机是一种即插即用的设备,刚上电启动时其内部的帧交换表是空的。随着网络中各主机间的通信,以太网交换机通过自学习算法自动逐渐建立帧交换表。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    📖 以太网交换机的生成树协议STP

    ○如何提高以太网的可靠性呢?
    添加冗余链路可以提高以太网的可靠性
    负面效应:形成网络环路
    网络环路:

    1.广播风暴大量消耗网络资源 使得网恋无法正常转发其他数据帧
    2.主机收到重复的广播帧大量消耗主机资源
    3.交换机的帧交换表震荡(漂移)
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    学习资料来源:
    湖科大 计算机网络

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    以太网交换机:
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    以太网交换机的自学习功能:
    以太网交换机运行自学习算法自动维护交换表
    在交换机的接口更换主机,或者主机要更换其网络适配器,这就需要更改交换表中的项目。为此,在交换表中每个项目都设有一定的有效时间。过期的项目就自动被删除。

    1. 交换表一开始是空的

    2. 对于在某接口接收到的每个入帧,该交换机在其表中存储:
      1)、在该帧源地址字段中的MAC地址;
      2)、该帧的接口;
      3)、帧进入的时间;

    3. 对于后面的如果如果交换表中没有,同样进行2中的步骤
      在这里插入图片描述
      自学习和转发帧的流程
      查找转发表中与收到的帧的源地址有无相匹配的项目,若没有,就在转发表中增加一个项目(源地址、进入的接口和时间)。如有,则把原来的项目进行更新。
      转发帧,查找表中与收到的目的地址有无相匹配的项目,若没有,则通过其他接口(进入交换机的接口除外)进行转发。若有,则按转发表中的接口进行转发。若转发表中给出的接口就是该帧进入交换机的接口,则应该丢弃这个帧
      在这里插入图片描述

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    MAC地址 接口

    假如A向B发送了一帧,从接口1进入交换机,交换机收到这一帧之后会先查找交换表,不过很显然表是空的,交换机查不到应该从哪个接口转发这个帧(就是找不到目的地址为B的表项)。那么接下来,交换机就会把这个帧的源地址A和接口1写入交换表中,并向除了接口1之外的所有接口广播这个帧。那么现在交换表就变成了下面这个样子:

    MAC地址 接口
    A 1

    那么这样一来,不论交换机的哪个接口收到目的地址是A的帧,都只要把这个帧转发到接口1,因为既然A发送的帧能从接口1进入交换机,那么交换机自然也能从接口1找到A。

    上面我们说交换机会向除接口1之外的所有接口广播A发出的那一帧,C跟D收到之后将会丢弃这个帧,因为目的地址与他们的MAC地址不符,只有B会收下这一帧。这种机制也称为过滤

    那么经过一段时间,交换机会把所有发送过数据的主机的MAC地址与对应接口号记录下来,这样交换表中的表项就齐全了,要转发给任何一台主机的帧都能很快的在交换表中找到相对应的转发接口。

    展开全文
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以太网交换机的交换表