交換機(jī)實驗-實驗報告

1、交換機(jī)實驗II實驗?zāi)康?. 理解掌握環(huán)路對網(wǎng)絡(luò)造成的影響，掌握環(huán)路的自檢測的配置；2. 理解路由的原理，掌握三層交換設(shè)備路由的配置方法3. 掌握DHCP的原理以及其配置方法實驗步驟配置交換機(jī)的IP地址，及基本的線路連接等；實驗1： 用獨立網(wǎng)線連接同一臺交換機(jī)的任意兩個端口時期形成自環(huán) . 對交換機(jī)的兩個端口進(jìn)行配置，開啟所有端口的環(huán)路檢測功能、設(shè)置檢測周期等屬性實驗2： 按圖1方式對三層交換機(jī)的VLAN、端口進(jìn)行配置 . 在交換機(jī)中分別對VLAN的IP地址進(jìn)行配置 . 啟動三層交換機(jī)的IP路由 . 設(shè)置PC-A、PC-B的IP地址，分別將它們的網(wǎng)關(guān)設(shè)置為所屬三層交換機(jī)VLAN的IP地址 . 通

2、過Ping驗證主機(jī)A、B之間的互通狀況實驗3： 三層交換機(jī)作為DHCP服務(wù)器，兩臺PC-A和PC-B，分別從交換機(jī)上獲取IP地址。PC-C手動配置IP地址。 按圖2方式建立主機(jī)A、B、C與三層交換機(jī)間的連接，配置交換機(jī)的IP地址 . 配置三層交換機(jī)的DHCP地址池屬性 . 啟動DHCP服務(wù) . （1）查看主機(jī)A、B能否正確的獲取到給定范圍內(nèi)IP地址，通過Ping查看網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)之間的互通情況；（2）拔掉主機(jī)B的網(wǎng)線，將主機(jī)C的IP地址設(shè)置為主機(jī)B所獲取的到的IP地址，然后再插上B機(jī)網(wǎng)線，查看其是否能獲取到不同的IP地址；（3）分別重啟主機(jī)A、B及交換機(jī)，查看A、B獲取到的IP地址是否和前一次相

3、同。圖1. 三層路由連接圖圖2.DHCP連接圖實驗結(jié)果 實驗1：環(huán)路測試交換機(jī)出現(xiàn)環(huán)路的自檢測結(jié)果：實驗2：路由配置： 主機(jī)A連接交換機(jī)端口2，劃分為vlan10，端口IP地址為192.168.1.1。主機(jī)IP地址192.168.1.23； 主機(jī)B連接交換機(jī)端口10，劃分為vlan20，端口IP地址為192.168.2.1。主機(jī)IP地址192.168.2.27；在未設(shè)置IP routing之前主機(jī)A、B分屬于不同網(wǎng)段，因此它們不能互通，設(shè)置后通過路由則可相互聯(lián)通： 實驗三：DHCP配置和驗證：主機(jī)A、B、C分別連接到交換機(jī)的端口2，端口18和端口10上。其中主機(jī)A、B的IP地址自動獲取，主機(jī)C

4、的IP地址則手動配置。 主機(jī)A通過DHCP獲取的IP地址（192.168.1.211） 主機(jī)B通過DHCO獲取到的IP地址（192.168.1.210）測試主機(jī)A與主機(jī)C的互通性（可連通）測試主機(jī)B與主機(jī)A、C之間的互通性（可連通）當(dāng)主機(jī)C配置為主機(jī)B獲取到的IP地址是會產(chǎn)生IP地址沖突的錯誤提示：配置的主機(jī)C的IP地址與主機(jī)B的IP地址相沖突主機(jī)B網(wǎng)線重新連接后獲取到的新的IP地址交換機(jī)重新啟動后A、B主機(jī)自動獲取到的IP地址信息：主機(jī)A自動獲取的IP地址主機(jī)B自動獲取的IP地址DHCP可分配IP地址池內(nèi)IP數(shù)目小于申請的主機(jī)數(shù)目時實驗驗證情況：（可分配的IP地址為192.168.1.210

5、 192.168.1.212），此時連接主機(jī)A、B、C、D。主機(jī)D自動獲取IP地址的結(jié)果實驗與結(jié)果分析環(huán)路問題：分為第二層環(huán)路和第三層環(huán)路，所有環(huán)路的形成都是由于目的路徑不明確導(dǎo)致混亂而造成的。例如第二層，一個廣播信息經(jīng)過兩個交換機(jī)的時候會不斷惡性循環(huán)的產(chǎn)生廣播造成環(huán)路，而第三層環(huán)路則是原路由意外不能工作，造成路由通告錯誤，形成一個惡性循環(huán)。傳統(tǒng)的二層預(yù)防技術(shù)主要有STP(Spanning tree)來預(yù)防，STP在不斷的修改和更新中，產(chǎn)生了諸如STP/RSTP/MSTP等多個版本，大家可根據(jù)各自的組網(wǎng)規(guī)劃來選擇應(yīng)用，但是STP的配置復(fù)雜度，以及協(xié)議本身的開銷通常都是網(wǎng)絡(luò)管理人員比較頭痛的事情

6、。解決因環(huán)路（自環(huán)或外環(huán)）對網(wǎng)絡(luò)造成的影響，能夠提高網(wǎng)絡(luò)的自檢錯性、容錯性和健壯性。環(huán)路檢測的過稱為：對交換機(jī)的每個端口周期性的發(fā)送回路檢測（Loopback-detection）數(shù)據(jù)包；交換機(jī)查看端口收到包的CPUMAC字段，如果其中存的是本交換機(jī)的MAC，則本交換機(jī)的某些端口形成環(huán)路，否則將其丟棄，出現(xiàn)環(huán)路后，交換機(jī)會關(guān)閉端口號較大的端口以消除環(huán)路。圖1中反映了在交換機(jī)開啟所有端口的環(huán)路檢測功能后每隔30秒檢測到的信息以及對端口的關(guān)閉等操作信息。三層路由意義和工作過程：實現(xiàn)不同VLAN間主機(jī)的通信，通過配置VLAN能夠有效地控制廣播域的大小。在同一VLAN內(nèi)的主機(jī)間的通信不需要經(jīng)過交換機(jī)的

7、路由處理可直接到達(dá)目的主機(jī)，當(dāng)不同VLAN間通訊時，數(shù)據(jù)包先轉(zhuǎn)發(fā)至路由器，由路由器查詢其路由轉(zhuǎn)發(fā)表選擇正確的端口間數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的VLAN的交換機(jī)，再由目的VLAN內(nèi)交換機(jī)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至目的主機(jī)。其中扮演主要角色的即為交換機(jī)的路由功能，如果沒有設(shè)置相關(guān)屬性則不同VLAN間不能通訊。因此在圖3的驗證實驗中，通過路由器的轉(zhuǎn)發(fā)功能實現(xiàn)了分別位于VLAN10和VLAN20中主機(jī)A、B之間的通信，在未配置IP Routing之前VLAN10和VLAN20分屬不同網(wǎng)段（A、B也屬于不同網(wǎng)段），因此不能實現(xiàn)通信，配置之后路由器（三層交換設(shè)備）可通過內(nèi)部路由轉(zhuǎn)發(fā)表實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和通信。DHCP工作過程與實驗分

8、析：即動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（Dynamic Host Configuration Protocol），是一個局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，主要有兩個用途：給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動分配IP地址，是使內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員能夠集中管理（從中心結(jié)點監(jiān)控）和自動分配IP 網(wǎng)絡(luò)地址的通信協(xié)議。當(dāng)某臺計算機(jī)移到網(wǎng)絡(luò)中的其它位置時，能自動收到新的IP 地址。DHCP 服務(wù)器從地址池中為客戶端選擇并分配IP 地址及其他相關(guān)參數(shù)當(dāng)作為DHCP服務(wù)器的設(shè)備收到客戶端發(fā)來的DHCP 請求時，將從地址池中挑選一個空閑的IP 地址。 DHCP工作過程：當(dāng) DHCP客戶端第一次登錄網(wǎng)絡(luò)的時候，也就是

9、客戶發(fā)現(xiàn)本機(jī)上沒有任何 IP 數(shù)據(jù)設(shè)定，它會向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出一個 DHCP DISCOVER封包(廣播包)。因為客戶端還不知道自己屬于哪一個網(wǎng)絡(luò)，所以封包的來源地址會為 0.0.0.0 ，而目的地址則為 255.255.255.255 ，然后再附上 DHCP discover 的信息，向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播。如果都沒有得到DHCP服務(wù)器的響應(yīng)，客戶端則會顯示錯誤信息，宣告 DHCP discover 的失敗。之后，基于使用者的選擇，系統(tǒng)會繼續(xù)在 5 分鐘之后再重復(fù)一次 DHCP discover 的過程。當(dāng) DHCP服務(wù)器監(jiān)聽到客戶端發(fā)出的 DHCP discover 廣播后，它會從那些還沒有租出的地址范圍

10、內(nèi)，選擇最前面的空置 IP ，連同其它 TCP/IP 設(shè)定，響應(yīng)給客戶端一個 DHCP OFFER封包。由于客戶端在開始的時候還沒有 IP 地址，所以在其 DHCP discover封包內(nèi)會帶有其 MAC 地址信息，并且有一個 XID 編號來辨別該封包，DHCP服務(wù)器響應(yīng)的 DHCP offer 封包則會根據(jù)這些資料傳遞給要求租約的客戶。根據(jù)服務(wù)器端的設(shè)定，DHCP offer封包會包含一個租約期限的信息。如果客戶端收到網(wǎng)絡(luò)上多臺 DHCP 服務(wù)器的響應(yīng)，只會挑選其中一個 DHCP offer 而已（通常是最先抵達(dá)的那個），并且會向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個DHCP request廣播封包，告訴所有 DHC

11、P 服務(wù)器它將指定接受哪一臺服務(wù)器提供的 IP 地址。同時，客戶端還會向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個 ARP封包，查詢網(wǎng)絡(luò)上面有沒有其它機(jī)器使用該 IP 地址；如果發(fā)現(xiàn)該 IP 已經(jīng)被占用，客戶端則會送出一個 DHCPDECLINE 封包給 DHCP服務(wù)器，拒絕接受其 DHCP offer ，并重新發(fā)送 DHCP discover 信息。事實上，并不是所有 DHCP客戶端都會無條件接受 DHCP服務(wù)器的 offer ，尤其這些主機(jī)安裝有其它 TCP/IP 相關(guān)的客戶軟件?？蛻舳艘部梢杂?DHCP request 向服務(wù)器提出 DHCP 選擇，而這些選擇會以不同的號碼填寫在 DHCP Option Field

12、里面。當(dāng) DHCP服務(wù)器接收到客戶端的 DHCP request 之后，會向客戶端發(fā)出一個DHCPACK 響應(yīng)，以確認(rèn) IP 租約的正式生效，標(biāo)志著一次DHCP的工作過程完成。圖46反映了主機(jī)A、B通過自動獲取IP地址方式由三層交換機(jī)動態(tài)分配IP后，各自得到的IP地址，由于A、B、C連接與同一臺交換設(shè)備上，由沒有VLAN劃分等因素，所以它們之間不論是自動獲取IP地址還是手動配置IP地址（不沖突的前提下）都能相互連通。當(dāng)為主機(jī)C配置成已得到自動分配IP地址的主機(jī)B的IP地址時，自然會出現(xiàn)IP地址沖突的出錯信息提示。當(dāng)B網(wǎng)線重新鏈接時，相當(dāng)于重新加入的客戶端，交換機(jī)會從地址池中順序選擇下一個未分配的IP地址給新的請求用戶。因此主機(jī)B會獲得新新的IP地址，