北航研究生計算機網絡實驗_實驗二 數據鏈路層實驗

實驗二 數據鏈路層實驗

實驗內容來自《計算機網絡實驗教程(第2版)》(錢德沛、張力軍)相關部分　(另外實驗一就是熟悉網絡實驗環境）

 

1. 在網絡課程學習中，802.3和ETHERNETII規定了以太網MAC層的報文格式分爲7字節的前導符、1字節的起始符、6字節的目的MAC地址、6字節的源MAC地址、2字節的類型、數據字段和4字節的數據校驗字段。對於選中的報文，缺乏哪些字段，爲何？

　　　　 

　　　　答：缺乏前導符、起始符、數據校驗字段。

　　　　　　由於到了抓包的時候，前導符和起始符已經被確認過，而且數據也被校檢完畢，此時前導符、起始符、數據校驗字段沒有必要保留，所以將它們丟棄，只留下數字鏈路層所須要的字段：目的MAC地址、源MAC地址、類型以及數據字段。

 

　　2. 查看交換機的MAC地址表，結果爲：

 　　　　

　　1）、解釋MAC地址表中各字段的含義？

　　　　MAC ADDR: 連在交換機端口上的主機的MAC地址

　　　　VLAN ID : MAC地址所對應的VLAN編號

　　　　STATE：MAC地址的狀態，包括「Config static」「Config dynamic」「Learned」「Blackhole」,Learned表示MAC地址已經被學習

　　　　PORT INDEX ： 端口號

　　　　AGING TIME（s）：該表項是否會被老化, 「AGING」表示該表項會被老化。

　　2）、這個實驗可以說明MAC地址表的學習是來源於數據幀的源MAC地址而非目的MAC地址嗎？若是能，爲何？若是不能，試給出一個驗證方法。

　　　　答：不能。

　　　　驗證方法：

    　　　　 一、按照本實驗配置鏈接組網。

     　　　　2、undo mac-address all

     　　　　3、在PCA上打開WireShark和S1的超級終端，ping PCB。

     　　　　四、display mac-address，顯示PCA和PCB的MAC表項被learned。

     　　　    5、斷開S1和PCB鏈接

　　　　　 六、重複一次步驟二、三、4，能夠看到MAC地址表只有PCA的MAC表項；在Wire Shark中能夠看到request報文爲「No Response Found」。

　　　　　 證得：MAC地址表的學習是來源於數據幀的源MAC地址而非目的MAC地址

 

　　3. 廣播風暴實驗

　　　觀察了廣播風暴後，在兩臺交換機上都配置啓用生成樹協議。請問是否還能觀察到廣播風暴？爲何？

　　　　答：不能。

　　　　　　由於廣播風暴的產生是因爲網絡中存在物理環路，生成樹協議的做用就是在邏輯上斷開環路，防止廣播風暴的產生。

 

 　  4. 配置了端口聚合後，請問是否還能觀察到廣播風暴？爲何？

　　　答：不能。

　　　　　　由於廣播風暴的產生是因爲網絡中多個端口存在物理環路，端口聚合將交換機上的多個端口在物理上鍊接起來，在邏輯上捆綁在一塊兒，造成一個擁有較大寬帶的端口，能夠實現負載分擔，並提供冗餘鏈路，至關於沒有環路，因而也就產生不了廣播風暴。

 

 　  5. 模擬鏈路故障，將鏈接兩臺交換機的一根網線拔掉或者將被聚合的某個端口shutdown，檢查網絡兩端是否仍能聯通，並解釋爲何？體會其鏈路備份的做用。

　　　　答：不能。shutdown聚合端口或者拔掉網線都將致使鏈路斷開，網絡兩端沒有鏈路傳輸數據。鏈路備份的存在能夠在鏈路故障時可以啓用備份的鏈路以保持網絡聯通，能夠提升網絡的健壯性和穩定性。

 

　 6. 在VLAN實驗中，實驗中的計算機可否通信，請將結果填入下表：

　　　　注1：端口及端口號的格式請在超級終端中按下Ctrl+G 或 執行 display current-configuration 命令查看本機端口及端口號，不一樣的機子可能有不一樣的端口名和端口號，不必定是Ethernet，也不必定是1/0/1這種格式

　　　　注2： 此處端口名爲Ethernet，命令可簡寫爲port E 1/0/20 to E 1/0/24

　　　　

 　　　　

　　　　 

		Ping 命令	可否ping通
同一VLAN中	PCA ping PCB	ping 192.168.2.11	能
	PCC ping PCD	ping 192.168.2.13	能
不一樣VLAN中	PCB ping PCC	ping 192.168.2.12	不能
	PCD ping PCA	ping 192.168.2.10	不能

 

 　  7. 交換機在沒有配置VLAN時，衝突域和廣播域各有哪些端口？配置了VLAN之後呢？

　　　　答：每一個端口都是一個衝突域，與是否配置VLAN無關；廣播域依VLAN的劃分而分。

　　　　未配置VLAN時：

　　　　　　l 每一個物理端口對應一個衝突域，4個衝突域分別含有端口Ethernet1/0/1, Ethernet1/0/2, Ethernet1/0/23, Ethernet1/0/24.

　　　　　　l 廣播域爲端口Ethernet1/0/1, Ethernet1/0/2, Ethernet1/0/23, Ethernet1/0/24.

　　　　配置VLAN後：

　　　　　　l 每一個物理端口對應一個衝突域，不受VLAN影響。4個衝突域分別含有端口：Ethernet1/0/1, Ethernet1/0/2, Ethernet1/0/23, Ethernet1/0/24.

　　　　　　l VLAN 2廣播域端口：Ethernet1/0/1, Ethernet1/0/2

　　　　　　l VLAN 3廣播域端口：Ethernet1/0/23, Ethernet1/0/24

 

 　　8. 根據跨交換機 VLAN 的實驗中的報文截獲結果填寫下表：

 　　　　

　　　　 

 　　　　

 　　　　

 　　　　

 　　　　

　　　　

　　　　 

　　　　 

　　　　 

　　　　PCA：

 　　　　

　　　　PCB：

　　　　 

　　　　PCC：

 　　　　

轉發過程	源MAC地址	目的MAC地址	源IP地址	目的IP地址	VLAN ID
PCA－>S1	00:0c:29:08:65:bb	00:0c:29:80:35:cd	192.168.2.10	192.168.2.11	2
S1－>S2	00:0c:29:08:65:bb	00:0c:29:80:35:cd	192.168.2.10	192.168.2.11	2
S2－>PCC	00:0c:29:08:65:bb	00:0c:29:80:35:cd	192.168.2.10	192.168.2.11	2

 

 　　9. 查看交換機S1的MAC地址表，填寫下表，並進一步體會交換機MAC地址表的學習和轉發。

 　　　　

MAC地址	對應的主機	VLAN ID	State	端口號	AGING TIME
3891-d535-f05c	S1	1	Learned	Ethernet1/0/13	AGING
3891-d572-51c5	S1	1	Learned	Ethernet1/0/13	AGING
000a-f78e-1cdd	PCA	2	Learned	Ethernet1/0/1	AGING
000a-f78e-1dab	S1	2	Learned	Ethernet1/0/13	AGING
3891-d535-f05a	PCA	2	Learned	Ethernet1/0/1	AGING
3891-d572-51c6	S1	2	Learned	Ethernet1/0/13	AGING
000a-f78e-1cdc	PCB	3	Learned	Ethernet1/0/24	AGING
000a-f78e-1da8	S1	3	Learned	Ethernet1/0/13	AGING
000c-29af-8f35	PCB	3	Learned	Ethernet1/0/24	AGING
000c-29f8-b4fe	S1	3	Learned	Ethernet1/0/13	AGING
3891-d535-f05f	PCB	3	Learned	Ethernet1/0/24	AGING
3891-d572-51c7	S1	3	Learned	Ethernet1/0/13	AGING

 

　　修改兩個交換機的E0/13端口的配置，使PCB和PCD可以ping通，結合各計算機截獲報文綜合分析，結果填入表-3。

　　　　 

　　　　 

　　　　 

　　　　此時PCB ping PCD沒法ping通（但PCA能ping通PCC），由於VLAN3 untagged

　　　　修改以下：

　　　　 

　　　　 

　　　　修改後PCB 能夠ping通PCD：

　　　　 

 　　　　

 　　　　

 　　　　

轉發過程	源MAC地址	目的MAC地址	源IP地址	目的IP地址	VLAN ID
PCB－>S1	00:0c:29:af:8f:35	00:0c:29:f8:b4:fe	192:168:2:12	192:168:2:13	3
S1－>S2	00:0c:29:af:8f:35	00:0c:29:f8:b4:fe	192:168:2:12	192:168:2:13	3
S2－>PCD	00:0c:29:af:8f:35	00:0c:29:f8:b4:fe	192:168:2:12	192:168:2:13	3

 　　

　　10. 繼續前面的實驗，如圖2-12，對兩臺交換機的E0/13端口進行設置；執行PCB ping PCD，觀察可否ping 通，爲何？（選作）

　　　　答：不能。由於此時的VLAN 3 爲untagged狀態.

 

　　11. 根據R1上的debug顯示信息，畫出LCP協議在協商過程當中的狀態轉移圖（事件驅動、狀態轉移）。

 　　　　

　　　　R2 同理

　　　　 

　　　　 

　　　　 

 　　　　

　　　　路由器互相ping能ping通

　　　　 

　　　　shutdown

 　　　　

 　　　　

　　　　undo shutdown

 　　　　

 　　　　

　　　　LCP協議在協商過程當中的狀態轉移圖：

　　　　 

 

 

　　12. 根據debug顯示信息，畫出PPP協議PAP驗證過程的狀態轉移圖。

　　　　 

　　　　 

　　　　 

　　　　 

　　　　 

　　　　shutdown

 　　　　

　　　　undo shutdown

 　　　　

　　　　 

　　　　PPP協議PAP驗證過程的狀態轉移圖：

 　　　　

 

 

　　13. 設計型實驗（選做）

　　一個公司須要組建局域網，公司主要有財務、人事、工程、研發、市場等部門，每一個部門人數都不超過20人，另外公司還有一些公共服務器。請給出設計方案，並提供實驗驗證。要求知足：

　　　　1） 全部部門不能互相訪問；

　　　　2） 每一個部門均可以訪問公共服務器。

　　　　答：設計方案：交換機S1鏈接各個部門，交換機S2鏈接各個公共服務器；配置圖相似

 

　　　　其中PCA和PCB表明兩個不一樣的部門，PCC和PCD表明兩個不一樣的服務器。爲不一樣的部門劃分不一樣的VLAN，而服務器不配置VLAN。S1、S2相連的接口配置爲hybrid類型，而且容許VLAN 1到n經過，且VLAN 1到n均爲untagged，pvid默認爲1。