计算机通信网 ：二层分组交换实验 ——Vlan

一、实验目的

1.了解局域网中的基本概念及基本命令；

2.了解 Vlan 的概念及作用；

3.了解交换机的 Vlan 接口类型；

4.了解 Vlan 标签协议 802.1Q；

5.了解 Vlan 的实际应用；

二、实验原理

1.局域网

2.1.1局域网的拓扑结构

局域网常用的拓扑结构有星形网、环形网、总线网和数形网。

2.1.2局域网中常用的传输媒质

局域网中常用的传输媒质有双绞线、同轴电缆、光纤和无线信道。无论用何种媒质，局域网对信道的占用分为共享信道和独占信道来完成的。共享信道带宽的分配主要采用的是动态分配，独占信道带宽的分配通过划分 VLAN 实现。

2.1.3共享信道的接入技术

共享信道的接入技术主要分为两类:随机接入和受控接入

受控接入又分为两大类：集中控制和分散控制。集中控制用到的主要技术为轮询方式；分散控制用到的主要技术为令牌方式。

随机接入又分为两大类：载波监听多址接入和 ALOHA。

2.1.4局域网的分层体系结构

局域网的分层体系结构由 IEEE 的 802 委员会制定。局域网一般分为物理层、数据链路层、网络层以及高层。为了适应物理媒质的多样性，数据链路层又被分为 MAC、LLC 子层。

2.1.5以太网——最常见的局域网

IEEE 的 802.3 协议主要定义的是以太网标准。我们的工作网络也是在以太网环境里。媒质接入控制采用的是 CSMA/CD，物理媒体采用的是双绞线，网络的拓扑结构为星形网，所有的主机通过两台交换机联在一起。

2.1.6网络操作系统

常用的网络操作系统有 windows NT、WINDOWS 2000、NOVELL、 windows XP 等。包括 WINDOWS 98 也能提供常用的网络协议。我们的实验主要通过对 WINDOWS 98的网上邻居进行协议的配置。我们加载的协议见图一协议配置。IPconfig 命令可以设置和检查各种网络接口的配置值，可以利用它为每个接口设置 IP 地址、子网掩码和广播地址。PING 主要用来测试网络的连通性。它使用了 ICMP 回送请求与回送回答报文。

2.Vlan

VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的技术。划分 Vlan 的主要作用是隔离广播域。

交换机接收报文时断报文在哪个vlan中转发。根据收到的报文属性判断

tag报文——按照tag中vid标识转发

untag报文——按照接收端口所在vlan转发

交换机发送报文时需要判断是否携带vid标记。

根据发送端口的vlan属性判断

access端口——发送untag报文

trunk端口——发送tag报文

三、实验内容

1、一个HUB的所有端口是属于同一个广播域吗？是属于同一个冲突域吗？交换机呢？

HUB 交换机的所有接口都在一个广播域，每个接口属于一个冲突域， HUB的所有接口都属于一个冲突域和广播域。交换机不能分割广播域，其每个端口属于不同的冲突域

 2、能够在一条链路上承载多vlan的链路，叫什么链路？该链路上的数据和只能承载单个vlan的链路上的数据有什么不同？

在一条链路上承载多vlan的链路，叫trunk链路。他能在交换机和交换机 或者交换机与路由之间进行多个vlan的数据传输。而只能承载单个vlan的链路的借口一般都是access口，这种借口能够传输何种vlan完全取决于管理员对交换机的配置， 但无论如何配置， 该借口的链路都只能传输一种vlan。

3、在六节点星型网络里构造VLAN并测试。

3.3.1设置交换机的VLAN

个人学号为45，交换机设置两个vlan分别为45、46.

3.3.2设置各个交换机接口的VLAN域、及主机对应的Vlan

为每个端口设置vlan号码。连接主机的接口请选择access口，并配置vlan为45或者46。连接2层交换机的口，请选择trunk口，并允许所有vlan通过。

3.3.3设置IP地址

学号为45，将主机IP地址设置为192.168.45.*

3.3.4验证测试

配置完成后就可以测试进行测试，同一个VLAN的主机能互相访问，不同vlan的主机不能互相访问。

4、在六节点的树型网络里构造VLAN并测试。

配置过程与上述过程相同，只有交换机的连接方式不同，采用的是树形网络连接。配置完成后就可以测试进行测试，同一个VLAN的主机能互相访问，不同vlan的主机不能互相访问。

5、在六节点的总线型网络里构造Vlan并测试

配置过程与上述过程相同，只有交换机的连接方式不同，采用的是总线型网络连接。配置完成后就可以测试进行测试，同一个VLAN的主机能互相访问，不同vlan的主机不能互相访问。

6、用二层网络设备能构造环形网络吗？

可以用二层网络设备能构造环形网络

7、比较几种拓扑结构下网络的优缺点

答：

（1）星型网路拓扑结构的特点及优缺点

优点：1)控制简单；2)故障诊断和隔离容易；3)方便服务；

缺点：1)电缆长度和安装工作量可观；2)中央节点负担较重，形成瓶颈；3)各站点的分布处理能力较低。

（2）总线型网络拓扑结构的特点及优缺

优点：1)总线结构所需电缆数量少；2)结构简单又是无源工作，有较高的可靠性；3)易于扩充，增减用户方便。

缺点：1)传输距离有限，通信范围受到限制；2)故障诊断和隔离困难；3)分布式协议不保证信息及时传送，不具实时功能。站点必须是智能的，要有媒体访问控制功能，增加站点软件和硬件的开销。

（3）环型网络拓扑结构的特点及优缺点

优点：1)电缆长度短；2)增减工作站时只需简单连接；3)可用光纤。

缺点：1)节点故障会引起全网的故障；2)故障难检测；3)媒体访问协议都用令牌传递方式，在负载很轻时，信道利用率较低。

（4）树型网络拓扑结构的定义及优缺点

定义：从总线型拓扑演变而来，像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可带子分支。树根接收各站点发送的数据，然后再广播发送到全网。

优点：1)易于扩展；2)故障隔离较容易。

缺点：1)节点对根依赖性太大，若根发生故障，则全网不能正常工作。

（5）混合型网络拓扑结构的定义及优缺点

定义：将两种单一拓扑结构混合起来，取两者的优点构成的拓扑。

优点：1)故障诊断和隔离方便；2)易于扩展；3)安装方便；

缺点：1)需用带智能的集中器；2)集中器到各站点的电缆长度会增加。

（6）网型网络拓扑结构的特点及优缺点

优点：1)应用广泛；2)不受瓶颈问题和失效问题的影响。

缺点：1)结构较复杂，网络协议也复杂，建设成本高。

8、使用抓包软件wireshark ，捕获广播域里的各种包。并分析。

显示顺序：编号，时间戳，源地址，目标地址，协议，长度，以及封包信息。

各行信息分别为：

Frame: 物理层的数据帧概况

Ethernet II: 数据链路层以太网帧头部信息

Internet Protocol Version 4: 互联网层IP包头部信息

四、心得体会

了解局域网中的基本概念、Vlan 的概念及作用，交换机的 Vlan 接口类型。学会了cisco Packet Tracer的基本使用，锻炼了自学能力，增强了对Vlan概念的理解。