文章目录
交换机详细工作原理及交换机的基本配置实验
交换机的工作原理
1.初始状态
2.学习源MAC地址
3.广播未知数据帧
4.接收方回应
5.交换机实现单播通信
交换机的基本配置实验
●实验目的：
●实验环境：
●实验步骤：
●实验总结：

交换机详细工作原理及交换机的基本配置实验
交换机的工作原理
核心：
学习源MAC地址，转发目标MAC地址，没有MAC地址广播泛洪。
学习MAC地址的同时会记录对应的端口。
泛洪：指交换机在MAC表中无法找到与数据帧目标地址一致的条目，就将数据帧从所有端口发送出去（除了接收该数据帧的端口），以期找到目标主机来接收数据帧。
1.初始状态
一台初始化交换机，三台初始化PC机。

2.学习源MAC地址
A主机要把数据帧发给B主机，因为现在交换机处于初始状态，它的MAC地址表是空的，A主机的数据帧通过1端口进入交换机，此时交换机会学习到源MAC地址即A主机的MAC地址并和1端口对应起来。


3.广播未知数据帧
交换机现在已经学习到了源MAC地址（A主机），但是它的MAC地址表里没有目的主机的MAC地址，所以它会向除了1端口外的其他所有端口进行广播，此时B和C都会接收到转发来的数据帧。

4.接收方回应
B和C接收到数据帧以后，C拆开数据帧发现对方的目的MAC地址不是自己，所以不作回应，丢包。B主机拆开后发现对方的目的MAC地址正是自己，所以要作出回应，它向交换机发出一个数据帧，包含源MAC地址（B）和目的MAC地址（A）,数据帧通过2端口进入交换机，这时交换机会把这个数据帧的源MAC地址和端口对应起来，添加到MAC地址表中。


5.交换机实现单播通信
此时，在交换机的MAC地址表中存有A和B电脑的MAC地址和端口，两台电脑若再有通信需求交换机就不会再向其他电脑进行广播了。但是在交换机中有MAC地址老化机制，即300s内两台电脑没有通信则交换机会将两台电脑的MAC地址进行删除，此后通信则需要交换机再次进行广播。这是交换机的动态学习过程。
交换机的基本配置实验
●实验目的：
1.通过实验更好的了解交换机的工作原理。
2.通过命令查看MAC地址表，观察各个接口对应哪些MAC地址。
3.配置交换机互连接口的双工以及速率。
●实验环境：
华为ensp模拟器，两台初始化交换机，四台初始化PC机。
●实验步骤：
1.打开ensp软件，新建如下图所示的拓扑图。

2.打开所有设备，给四台PC配相同网段的IP地址。这里配的是（192.168.10.0/24）网段的。


3.双击PC2，在命令行里输入ping 192.168.10.10 -t命令，使其长pingPC1的IP地址，让PC2的数据帧能够发送出去。


4.右击GE0/0/2端口，点击开始抓包。


5.抓包软件Wireshark自动开始抓包。


6.双击SW1交换机，输入dis mac-address的命令，回车。我们会发现此时SW1交换机已经学习到PC1和PC2的MAC地址信息了，并和它们连接的交换机端口是相对应的。


7.同理，我们将PC3和PC4分别长pingPC1，让它们的数据帧也发送给PC1。再查看SW1交换机的MAC地址表时，我们发现PC3和PC4的MAC信息也已经被学习到了。


8.此时我们查看一下SW2交换机的MAC地址表，发现PC1、PC3、PC4的MAC地址已经存在,这是因为刚才PC3和PC4刚才传数据帧给PC1的时候，SW2交换机也已经学习到了PC1、PC3、PC4的MAC地址。


9.但是SW2交换机并没有学习到PC2的MAC地址，只需要PC3或者PC4长ping一下PC2的IP地址（发送数据帧给PC2），SW2交换机就也能学习到PC2的MAC地址了。


10.为了调整g0/0/1接口的速率，我们先要进入g0/0/1接口，关闭自动协商功能。

11.调整g0/0/1接口的速率为100M，输入dis this命令，我们可以查到刚才输入关闭自动协商和调整速率的命令。


12.如需调整全双工，输入duplex full命令，半双工为duplex haif命令。




●实验总结：
1.通过实验能够更好的了解交换机的转发原理：学习源MAC地址，转发目标MAC地址，没有MAC的广播泛洪。
2.通过查看交换机的MAC地址表，我们发现每个端口都与其各自连接的PC主机的MAC地址相对应，如果一个端口连接了另外一台交换机，则这个端口对应了与另外一台交换机相连的所有的PC主机。（例如本实验中SW1交换机的GE0/0/3接口对应了与SW2交换机相连的所有PC主机的MAC地址。）


实验过程中遇到的一个小问题：
在PC2中长pingPC1的IP地址后，我们需要进行抓包，此时不能CTRL+C停止PC2的长ping，停止后会发现抓包软件无法抓取到数据包（因为PC2不再发送数据帧了）。

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【实验名称】交换机的基本配置

 

【实验目的】

1、了解交换机的基本结构

2、掌握交换机的管理特征

3、学会交换机的基本配置。

 

【实验原理】

交换机是一种用于电、光信号转发的网络设备。它可以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。

交换机的配置需要使用交换机IOS提供的命令进行。与路由器类似，交换机的配置命令有多种模式，不同模式配置的参数不同，执行的命令不同。交换机的4种主要命令模式：用户模式(user mode)、特权模式(privileged mode)、全局配置模式(configuration mode)、接口配置模式(interface configuration)。

 

【实验内容】

项目1：超级终端协议的设置及交换器的启动

1、首先按实验要求接线，建立一个新连接，设置参数，并启动交换机。



2、查看交换机版本信息和硬件信息

首先使用enable命令，输入密码star，进入特权模式。

再输入show version命令，查看交换机版本信息和硬件信息。



3、显示交换机当前的配置

使用show running-config命令查看交换机当前的配置



4、特权模式下，查看交换机NVRAM中备份的配置文件内容

在前几题中已经进入特权模式，直接使用show config查看交换机NVRAM中备份的配置文件内容。



5、全局配置模式

在特权模式下输入config terminal命令进入全局配置模式。



可以看到提示符变为：Switch(config）#,在全局配置模式下，可以设置交换机的名字、用户口令等一些基本参数。若想退出全局配置模式，输入end命令即可退回特权模式。



6、接口配置模式

在全局配置模式下输入命令： interface ＜端口类型＞ ＜端口号＞即进入接口配置模式，提示符变为Switch（config-if）#



在端口配置模式下，可以对端口采用封装协议、IP地址和工作模式等参数进行配置。

 

项目2 交换机的基本配置

1、设置交换机的名字

在全局配置模式下，设置交换机的名字：Switch (config）# hostname LXJ



2、设置密码

使用enable secret level 15 0 star命令设置密码，其中star可以替换成自己想要设置的密码。该密码在显示交换机配置文件中时是一串加密的字符串。从用户模式到特权模式时需要用该密码进行验证，验证通过后才能进入特权模式。



3、复位交换机

在特权模式执行reload命令即可复位交换机。在复位的时候，交换机会给出确认是不是真的要复位，还会提示保存当前配置的信息。

System configuration has been modified. Save?[yes/no]:n

Proceed with reload?[confirm]



4、保存当前的配置信息

在完成交换机修改配置后，需要保存当前配置，否则在交换机复位时，已做的配置和修改都会丢失。

在特权模式下执行的，其命令如下Switch #write memory



5、清除NVRAM中保存的配置文件

使用delete flash:config.text清除NVRAM中保存的配置文件，在重启交换机。中间过程需要输入一些配置信息，因为原配置信息已经被删除。

 



项目3 交换机的密码清除

步骤1  打开PC上的超级终端－－还原默认值－－波特率设置为每秒57600

步骤2  交换机断电－－交换机加电

步骤3  交换机加电3秒内点击确定、然后快速按键盘上“ESC”一直按到出现对话提示为止，此时进入交换机ctrl层。

步骤4  Continue with configuration dialog ?[y/n] y 回车

显示如下界面：



选择菜单中“4”输入“config.text”，删除保存密码信息的文件。。



再选择 6运行主程序即可，此时配置丢失，不用输入密码就可以进入特权模式了。



随后我们就可以进行设置新密码等一系列操作了。

 

【小结或讨论】

实验中中我遇到了命令理解的困难，比如enable secret level 15 0 star命令中，我不太理解15和0的含义，书上也没有具体说明。再询问老师后我才知道15代表了权限等级，0则是函数的输入参数。在做最后一个项目是，需要断电后快速敲击ESC键进入交换机ctrl层来删除配置文件，让我觉得十分有趣。

 

第二章　交换机的基本配置与管理
实验目标
l 掌握交换机基本信息的配置管理。
实验背景
l 某公司新进一批交换机，在投入网络以后要进行初始配置与管理，你作为网络管理员，对交换机进行基本的配置与管理。
技术原理
l 交换机的管理方式基本分为两种：带内管理和带外管理。
l 通过交换机的Console端口管理交换机属于带外管理；这种管理方式不占用交换机的网络端口，第一次配置交换机必须利用Console端口进行配置。
l 通过Telnet、拨号等方式属于带内管理。
l 交换机的命令行操作模式主要包括：
l 用户模式 Switch>
l 特权模式 Switch#
l 全局配置模式 Switch(config)#
l 端口模式 Switch(config-if)#
实验步骤：
l 新建Packet Tracer拓扑图
l 了解交换机命令行
l 进入特权模式(en)
l 进入全局配置模式(conf t)
l 进入交换机端口视图模式(int f0/1)
l 返回到上级模式(exit) 
l 从全局以下模式返回到特权模式(end)
l 帮助信息(如? 、co?、copy?)
l 命令简写(如 conf t)
l 命令自动补全(Tab)
l 快捷键(ctrl+c中断测试,ctrl+z退回到特权视图)
l Reload重启。(在特权模式下)
l 修改交换机名称(hostname X)
实验设备
 Switch_2960 1台；PC 1台；配置线；
PC console端口
 Switch>enable
 Switch#conf t
 Switch(config)#hostname X
 Switch(config)#interface fa 0/1
 Switch(config-if)#end 
 使用tab键，命令简写，帮助命令？

这里写目录标题
一、交换机的工作原理
二、
三、交换机以太网接口的工作模式
四、交换机的基本配置实验
一级目录
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一、交换机的工作原理

基于源MAC地址学习。
基于目标MAC地址转发。
对于没有目标MAC地址表项的帧，向本VLAN的其他所有接口转发。
收到广/组播帧后，向本VLAN的其他所有接口转发。
同一个MAC地址可以被多个接口学习到，选择后学习到的接口。
同一个接口可以学习到多个MAC地址。

二、
1.初始状态

2.MAC地址学习

3.广播未知数据帧

4.接收方回应

5.交换机实现单播通信

【先学习（源地址）再转发(目标地址)】
三、交换机以太网接口的工作模式

单工：两个数据站之间只能沿单一方向传输数据。
半双工：两个数据站之间可以双向数据传输，但不能同时进行。
全双工：两个数据站之间可双向且同时进行数据传输。
交换机以太网接口速率：1.接口连接时进行协商；2.协商失败则无法正常通信。（类似木桶原则）

四、交换机的基本配置实验

实验目的：

1.通过实验更好的了解交换机的工作原理。

2.通过命令查看MAC地址表，观察各个接口对应哪些MAC地址。

3.配置交换机互连接口的双工以及速率。
实验环境：

华为ensp模拟器，两台初始化交换机，四台初始化PC机。
实验步骤：

1.打开ensp软件，新建如下图所示的拓扑图。



2.开启所有设备，给四台PC配相同网段的IP地址。这里配的是（192.168.1.0/24）网段的。









3.双击其中一台PC，在命令行里输入ping其他PC机地址命令，使其长ping其他PC的IP地址，让PC2的数据帧能够发送出去就行了。



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