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

-- >