以太网帧分析和交换机工作原理——网络原理基础

一、实验目的

捕获以太网数据帧并进行分析，掌握交换机的工作原理。

二、实验学时及环境

1. 实验学时：2
2. 操作系统：Windows
3. 实验软件：WireShark、Packet Tracer
4. 实验设备：PC机、集线器、交换机、路由器

三、实验内容和要求：

1. 设置做实验的PC机，使局域网工作正常
2. 使用WireShark在网络中捕获以太网帧并进行分析。
3. 用交换机连接各主机，查看MAC地址学习过程及MAC帧转发过程。

四、实验步骤

任务1 使用WireShark软件在真实网络环境中查看以太网帧。

(1) 使用ipconfig /all命令查看自己主机的IP地址、MAC地址、默认网关。
IP地址为（10.176.8.198 ），MAC地址为（E4-54-E8-CE-4D-D6），默认网关为（ 10.176.8.254 ）。
(2) 打开WireShark软件，设置filter为icmp，点击捕获按钮，开始抓包。
(3) 在命令行窗口中，执行ping x.x.x.x -n 1命令（x.x.x.x是其他主机的IP地址）。此时，WireShark软件就捕获到自己主机和其他主机通信的数据帧了。
(4) 返回WireShark软件，点击停止捕获按钮，停止抓包。
在WireShark的帧列表里找到自己主机和其他主机通信的数据帧。（截图）
Ping自己的ip地址：

Ping通其他主机：

与其他主机数据交流：

观察自己主机发给其他主机的帧，目的MAC地址为（ e4:54:e8:ce:4c:15 ），是（ 对方 ）的MAC地址；源MAC地址为（e4:54:e8:ce:4d:d6 ），是（ 自己 ）的MAC地址；帧类型为（ IPv4 ），代表了（ 使用IPv4协议 ）。

任务2 在Packet Tracer中用交换机连接各主机，查看MAC地址学习过程。

(1) 用交换机连接四台主机（主机分别记为PC0、PC1、PC2、PC3），并配置IP地址。
(2) 查看各台主机的MAC地址。
查看到MAC地址为
PC0：（0009.7C93.E9DA ），PC1：（ 00E0.F9A6.D47D ），PC2：（ 0001.64C3.3D3C ），PC3：（ 000C.CF21.6C3E ）
(3) 当主机没有用交换机进行数据传输时，在交换机上使用show mac-address-table 命令查看MAC地址表。观察表的内容是否为空？
：为空

(4)在PC0上ping PC1，在交换机上使用show mac-address-table命令查看MAC地址表。观察表的内容会有哪些变化？

(5)在PC2上ping PC3，在交换机上使用show mac-address-table命令查看MAC地址表。观察表的内容又有哪些变化？

(6)请结合自己的操作和观察，回答以下问题：MAC地址表中的记录是怎么生成的？MAC地址表的作用是什么？
（1）在ping通其他pc1时，传输数据包，提取源mac地址，将源mac地址与其对应的接口记录，把帧从所有的其他端口发送出去（除源pc），将pc2目的mac’与对应接口关联，将帧从 pc2对应接口发送出去。
（2）MAC地址表将pc端mac地址与接口对应，当pc发送数据包时，可以在mac地址表中寻找目的mac地址对应接口，如果未找到，则进行广播发送，等待接受目的pc的回应，如果找到，则按照目的mac对应接口直接发送。