计算机网络实验五：Cisco Packet Tracer软件仿真熟悉网络性能

一、实验内容

1. 涉及至少一个网络，4个主机，两个集线器（每个集线器有至少有一个主机和它相连）；测试集线器的性能；
   实验要求：各主机能够ping通，用仿真数据包捕获的过程，说明集线器收到数据后处理过程。
2. 涉及至少一个网络，4个主机，两个交换机（每个交换机有至少有一个主机和它相连）；测试交换机的性能；
   实验要求：各主机能够ping通，用仿真数据包捕获的过程，说明交换机收到数据后处理过程。
3. 使用下图1所示拓扑图，不用使用权值。R1再连接一个网络，R4再连接一个网络。
   要求：添加一个DNS服务器（图1的R2）,并且在R1的路由表中设置关于DNS服务器的特定主机路由。添加一个WWW服务器（图1的R5所在的网络，并设置静态路由）
   
   图1 实验要求拓扑图

二、实验步骤

1. 测试集线器性能
   打开思科软件，拖出4个主机，并分别为主机分配IP地址；
   拖出两个集线器；
   使用合适的连接线将主机与集线器进行连接。
   各主机之间进行互ping。
2. 测试交换机性能
   打开思科软件，拖出4个主机，并分别为主机分配IP地址；
   拖出两个交换机；
   使用合适的连接线将主机与交换机进行连接。
   各主机之间进行互ping。
3. 配置路由器
   拖出数量合适的主机分配IP地址、默认网关；
   拖出适宜数目的路由器，并设置端口的IP地址，再为每一个路由器填写相关的路由表;
   增加一个DNS服务器，开启DNS服务，并为DNS服务器分配IP地址、默认网关、在R1中添加特定主机路由；
   增加一个WWW服务器，开启HTTP服务，并为其分配IP地址、默认网关、并在R1中为其添加静态路由。
   各主机、路由器、、服务器之间进行互ping。

三、详细的运行和调试结果

1. 测试集线器性能
   
   测试集线器性能拓扑图
   
   
   
   
   各主机互ping结果：
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   仿真数据包捕获的过程：
   
   
   以P0主机为例说明集线器性能：

   PC0-P1：P0发出数据包到集线器HUB0，HUB0将数据包发送到与之相连的PC1和HUB1，PC1接受此数据包，PC1回复给HUB0，HUB0会发送给PC0和HUB1，在HUB0发送给HUB1的数据包中，又被HUB1发送给PC2和PC3，但这两个主机识别发现不是发给自己的数据包，不给于回应。

   由此我们可以发现，集线器工作于OSI/RM参考模型的物理层和数据链路层的MAC（介质访问控制）子层。当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。

2. 测试交换机性能
   
   测试交换机性能拓扑图
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   仿真数据包捕获的过程
   
   
   以P0主机为例说明交换机性能：

   P0-P1：P0向SWITCH0发送数据包后，SWITCH0会记下数据帧中PC0的源MAC地址和对应接口，然后检查自己的MAC表中是否有数据帧中MAC地址，如果有则会根据MAC表中记录的对应接口将数据帧发送出去，如果没有，则会将该数据帧发送给PC1和SWITCH1，PC1收到此数据包会回复给PC0，要经过SWITCH1,SWITCH 1会记录下PC1的源MAC地址和端口，然后查找到PC0的MAC地址并转发回去。与此同时，SWITCH0发送到SWITCH1的表中会记录下源MAC地址，再发送给非接收接口的主机PC2,PC3，但是其目的MAC与之不匹配，所以不进行回复。

   由此我们可以知道，交换机在接收到数据帧以后，首先、会记录数据帧中的源MAC地址和对应的接口到MAC表中，接着、会检查自己的MAC表中是否有数据帧中目标MAC地址的信息，如果有则会根据MAC表中记录的对应接口将数据帧发送出去(也就是单播)，如果没有，则会将该数据帧从非接受接口发送出去(也就是广播)。

3. 配置路由器
   
   测试路由器性能网络拓扑图
   各主机IP地址、子网掩码、默认网关：
   
   
   
   
   
   各路由器路由表：
   
   
   
   
   
   
   R1中的静态路由表:

   添加一个DNS服务器（图1的R2）,并且在R1的路由表中设置关于DNS服务器的特定主机路由。添加一个WWW服务器（图1的R5所在的网络，并设置静态路由）。
   
   各路由器互PING结果：
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   WWW服务器：
   
   
   DNS服务器：
   
   路由器的工作原理：

   路由表中记录的条目有的需要手动添加(称为静态路由)，有的测试动态获取的(称为动态路由)，直连路由属于静态路由。

   路由器是工作在网络层的，在网络层可以识别逻辑地址。当路由器的某个接口收到一个包时，路由器会读取包中相应的目标的逻辑地址的网络部分，然后在路由表中进行查找。如果在路由表中找到目标地址的路由条目，则把包转发到路由器的相应接口，如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，那么，如果路由配置默认路由，就科举默认路由的配置转发到路由器的相应接口；如果没有配置默认路由，则将该包丢弃，并返回不可到达的信息。这就是数据路由的过程。

四、实验感想

本实验中主要通过仿真环境的模拟，加强了我对课本知识的掌握，比如说对集线器、交换机工作原理的了解，除此之外对路由器的环境配置也有了更为深刻的了解。

在第一个实验中，查阅资料并发现给主机分配路由器是十分重要的事情，在实验过程中，欣喜地发现，可以自动分配连接线，简单却让我们失去了自己思考的能力。

在第二个实验中，实现方式与第一个类似，重在理解交换机的工作原理。

第三个实验中，主要在于理解路由器的工作原理，所以就涉及到了我们添加路由表、静态路由、特定主机路由，配置路由器端口等事宜。通过实验我了解到，路由器是工作在网络层的，在网络层可以识别逻辑地址。当路由器的某个接口收到一个包时，路由器会读取包中相应的目标的逻辑地址的网络部分，然后在路由表中进行查找。如果在路由表中找到目标地址的路由条目，则把包转发到路由器的相应接口，如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，那么，如果路由配置默认路由，就科举默认路由的配置转发到路由器的相应接口；如果没有配置默认路由，则将该包丢弃，并返回不可到达的信息。这就是数据路由的过程。