一、实验目的

1.掌握Cisco Packet Tracer软件的使用方法; 2.掌握集线器的工作原理； 3.掌握交换机的工作原理和自学习算法

二、实验要求

1.通过推荐视频学习B站Cisco Packet Tracer软件的使用方法（网址https://www.bilibili.com/video/BV1At411f7hJ?p=1&share_medium=android&share_plat=android&share_source=QQ&share_tag=s_i×tamp=1590372077&unique_k=bafbNB）;

2.掌握集线器的工作原理； (1)学习：视频学习Cisco Packet Tracer中的集线器和交换机的区别 (2)自行配置局域网，至少包括4个主机和1个集线器，在主机能够通信的情况下，观察集线器的工作原理。

3.掌握交换机的工作原理和自学习算法 (1)自行配置局域网，至少包括5个主机和2个交换机，在主机能够通信的情况下，观察交换机的工作原理。 (2)设计实验，出现以下情况： ①.某主机A向某主机B发送数据，交换机收到数据后，转发表中因为没有B的输出端口，向所有其他端口转发数据； ②.某主机A向某主机B发送数据，交换机收到数据后，转发表中有B的输出端口，但是此端口与数据的来源端口相同（例如，数据来自端口1，但是转发表中记录 B 1），因此将数据丢弃； ③.某主机A向某主机B发送数据，交换机收到数据后，转发表中有B的输出端口，且此端口与数据的来源端口不相同（例如，数据来自端口1，但是转发表中记录 B 2），按转发表进行转发。

三、实验环境

1、掌握集线器的工作原理； 2、掌握交换机的工作原理和自学习算法

3、设计实验

四、实验结果

1、掌握集线器的工作原理； 说明：由PC1向PC 4发送数据，由事件列表可以看出，这是一个单播数据包。集线器在0.002秒向PC2、PC3、PC4发送数据，在0.004秒向 PC1、PC2、PC3发送数据，说明集线器收到数据后，向所有其他端口转发。

2、掌握交换机的工作原理和自学习算法 说明：由PC1向PC 2发送数据，由事件列表可以看出，这是一个单播数据包。交换机在0.002秒向PC2发送数据，在0.004秒向 PC1发送数据，说明交换机收到数据后，只向指定端口端口转发。

3、设计实验，出现以下情况： ①.某主机A向某主机B发送数据，交换机收到数据后，转发表中因为没有B的输出端口，向所有其他端口转发数据； 说明：由PC1向PC 2发送数据，由事件列表可以看出，这是一个单播数据包。数据由集线器1传到交换机后，由于交换机的转发表中没有PC2的输出端口，因此在0.003秒向集线器2发送数据，将数据转发到了所有端口。

②.某主机A向某主机B发送数据，交换机收到数据后，转发表中有B的输出端口，但是此端口与数据的来源端口相同（例如，数据来自端口1，但是转发表中记录 B 1），因此将数据丢弃； 说明：由PC1向PC2发送数据，由于上一步也是由PC1向PC2发送数据，因此交换机中已经有了PC2的输出端口，由事件列表可以看出，数据在0.002秒由集线器1传到交换机，但是数据的来源端口与PC2的输出端口相同，因此交换机并没有进行转发。

③.某主机A向某主机B发送数据，交换机收到数据后，转发表中有B的输出端口，且此端口与数据的来源端口不相同（例如，数据来自端口1，但是转发表中记录 B 2），按转发表进行转发。 说明：由PC4向PC2发送数据，由于第一步是由PC1向PC2发送数据，因此交换机中已经有了PC2的输出端口，由事件列表可以看出，数据在0.002秒由集线器2传到交换机，但是数据的来源端口与PC2的输出端口不同，因此交换机将数据转发到了集线器1。

五、思考题

（1）集线器在接收到发送给某节点的单播数据包时是如何转发数据的？交换机又是如何处理单播包的？ 集线器将数据包转发到所有端口，交换机将数据包转发到指定端口。 （2）在以集线器/交换机为中心的以太网中，当多个站点同时发送数据时，是否会发生冲突，为什么？ 在以集线器为中心的以太网中会发生冲突，这是由于集线器会将数据包转发到所有端口，可能会导致有两个以上的数据包到达同一端口，发生冲突。 在以交换机为中心的以太网中不会发生冲突，因为多个站点同时发送信息时，交换机只会向某一个站点发送数据包。 （3）使用集线器扩大以太网规模时，有没有可能会使以太网的性能下降，为什么？ 有可能。因为集线器在扩大以太网规模的同时也扩大了冲突域，从而导致以太网中碰撞次数的增多，影响网络的性能。 （4）使用交换机扩大以太网规模时，有没有可能会使以太网的性能下降，为什么？ 有可能。因为交换机在扩大网络规模的同时，虽然不会扩大冲突域但是会扩大广播域，广播请求包被发送的次数增多，就会导致通信信道的带宽有很大一部分是被没有用的广播请求占用，从而影响以太网的性能。 六、实验心得体会 集线器与交换机虽然都能进行数据转发，但是转发方式有明显的区别。集线器将数据包转发到所有端口，当多个站点同时发送数据时数据碰撞的可能性很大。而交换机有着隔绝冲突域的能力，只会向某一个站点发送数据包，并且有两个以上的数据包同时发送到同一站点时，会将他们逐个发送，使之不冲突。因此相比于集线器，交换机具有更大的优势。