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）
- 在網絡課程學習中，802.3和ETHERNETII規定了以太網MAC層的報文格式分為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，缺少哪些字段，為什么？
答：缺少前導符、起始符、數據校驗字段。
因為到了抓包的時候，前導符和起始符已經被確認過，並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，因此將它們丟棄，只留下數字鏈路層所需要的字段：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，結果為：
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）、這個實驗能夠說明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？如果能，為什么？如果不能，試給出一個驗證方法。
答：不能。
驗證方法：
1、按照本實驗配置連接組網。
2、undo mac-address all
3、在PCA上打開WireShark和S1的超級終端，ping PCB。
4、display mac-address，顯示PCA和PCB的MAC表項被learned。
5、斷開S1和PCB連接
6、重復一次步驟2、3、4，可以看到MAC地址表只有PCA的MAC表項；在Wire Shark中可以看到request報文為“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
觀察了廣播風暴后，在兩台交換機上都配置啟用生成樹協議。請問是否還能觀察到廣播風暴？為什么？
答：不能。
因為廣播風暴的產生是由於網絡中存在物理環路，生成樹協議的作用就是在邏輯上斷開環路，防止廣播風暴的產生。
4. 配置了端口聚合后，請問是否還能觀察到廣播風暴？為什么？
答：不能。
因為廣播風暴的產生是由於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連接起來，在邏輯上捆綁在一起，形成一個擁有較大寬帶的端口，可以實現負載分擔，並提供冗余鏈路，相當於沒有環路，於是也就產生不了廣播風暴。
5. 模擬鏈路故障，將連接兩台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，並解釋為什么？體會其鏈路備份的作用。
答：不能。shutdown聚合端口或者拔掉網線都將導致鏈路斷開，網絡兩端沒有鏈路傳輸數據。鏈路備份的存在可以在鏈路故障時能夠啟用備份的鏈路以保持網絡聯通，可以提高網絡的健壯性和穩定性。
6. 在VLAN實驗中，實驗中的計算機能否通訊，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，不同的機子可能有不同的端口名和端口號，不一定是Ethernet，也不一定是1/0/1這種格式
注2： 此處端口名為Ethernet，命令可簡寫為port E 1/0/20 to E 1/0/24
|
|
|
Ping 命令 |
能否ping通 |
| 同一VLAN中 |
PCA ping PCB |
ping 192.168.2.11 |
能 |
| PCC ping PCD |
ping 192.168.2.13 |
能 |
|
| 不同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，沖突域和廣播域各有哪些端口？配置了VLAN以后呢？
答：每個端口都是一個沖突域，與是否配置VLAN無關；廣播域依VLAN的划分而分。
未配置VLAN時：
l 每個物理端口對應一個沖突域，4個沖突域分別含有端口Ethernet1/0/1, Ethernet1/0/2, Ethernet1/0/23, Ethernet1/0/24.
l 廣播域為端口Ethernet1/0/1, Ethernet1/0/2, Ethernet1/0/23, Ethernet1/0/24.
配置VLAN后：
l 每個物理端口對應一個沖突域，不受VLAN影響。4個沖突域分別含有端口：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能夠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無法ping通（但PCA能ping通PCC），因為VLAN3 untagged
修改如下：
修改后PCB 可以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，對兩台交換機的E0/13端口進行設置；執行PCB ping PCD，觀察能否ping 通，為什么？（選做）
答：不能。因為此時的VLAN 3 為untagged狀態.
11. 根據R1上的debug顯示信息，畫出LCP協議在協商過程中的狀態轉移圖（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（選作）
一個公司需要組建局域網，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。要求滿足：
1） 所有部門不能互相訪問；
2） 每個部門都可以訪問公共服務器。
答：設計方案：交換機S1連接各個部門，交換機S2連接各個公共服務器；配置圖類似
其中PCA和PCB代表兩個不同的部門，PCC和PCD代表兩個不同的服務器。為不同的部門划分不同的VLAN，而服務器不配置VLAN。S1、S2相連的接口配置為hybrid類型，並且允許VLAN 1到n通過，且VLAN 1到n均為untagged，pvid默認為1。