实验四总线型以太网的特性

birenyin

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分类专栏：计算机网络文章标签：网络以太网网络协议网络通信区块链

于 2020-12-02 20:43:51 首次发布

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实验四总线型以太网的特性

一、实验目的验证总线型以太网的特性（广播、碰撞）二、实验内容

拖动三台计算机到逻辑工作空间

拖入集线器并连线

自动连线

配置IP地址

让各计算机相互发送数据包

观察arp表

观察发送过程并记录

让两台计算机同时发送数据包

观察现象并撰写实验报告三、实验设备及软件环境： Cisco Packet Tracer 四、实验步骤及分析

拖动三台计算机到逻辑工作空间

拖入集线器并连线集线器特点：集线器的以太网在逻辑上仍然是一个总线型网，各站共享逻辑上的总线，使用的还是CSMA/CD协议；其在同一时刻至多只允许一个站发送数据；一个集线器有多个接口；集线器工作在物理层，不进行差错检测

自动连线

配置IP地址
各IP地址为192.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3

让各计算机相互发送数据包各个计算机的ARP高速缓存记录网络中其他主机的IP地址和相应的MAC地址为了防止后面出现ARP广播请求

观察arp表

观察发送过程并记录集线器广播ICMP数据包，pc1这台主机收到数据包，根据数据包的目的MAC地址，发现目的MAC地址和自己的MAC地址不匹配，所以不接收，pc2这台主机收到数据包，发现数据包的目的MAC地址，和自己的MAC地址匹配，所以发回响应。
响应数据包到了集线器，又被广播出去,右边这台主机收到数据包，根据数据包的目的MAC地址，发现目的MAC地址和自己的MAC地址不匹配，所以不接收,左边这台主机收到数据包，发现数据包的目的MAC地址，和自己的MAC地址匹配，所以接受响应

产生了碰撞，碰撞后的信号传导总线的各个地方，每台主机都可以检测到碰撞的信号。

让两台计算机同时发送数据包
出现arp请求

观察现象并撰写实验报告
VER：版本4 IHL：首部长度 DSCP：服务类型 TL：总长度28 ID：标识 FLA：标志 FRAG OFFSET：片偏移 TTL：生存长度 128跳 PRO：协议 CHKSUM：首部检验和 SRC IP：源地址192.168.1.1 DST IP：目的地址
192.168.1.2 OPT：可选字段 PADDING：填充 DATA：数据实验现象：Pc0先把ICMP报文发送给集线器，集线器再把报文向除pc0的主机全部发送。目的主机以外的主机会把报文丢弃，而目的主机会把报文发送给集线器。集线器再把报文发送给除目的主机以外的所有主机，pc0会接收报文，而其他主机则会丢弃。响应数据包到了集线器，又被广播出去,非目的主机收到数据包，根据数据包的目的MAC地址，发现目的MAC地址和自己的MAC地址不匹配，所以不接收,目的主机收到数据包，发现数据包的目的MAC地址，和自己的MAC地址匹配，所以接受响应

实验报告：总线状态空闲才能发送信息。其功能：发送端将构成二进制位流的帧转化为信号，接收端反之，帧定界，采取同轴电缆半双工即总线状态空闲才能发送，寻址，在传输过程中只有目的mac地址相符合的才可以接受信息，多次碰撞使得每个主机都能检测碰撞信息。通过在网络链路中串接一个集线器，可以监听经过该链路的MAC帧，MAC地址：48位MAC地址中高24位为企业标识符，用于标识以太网卡的生产企业，地24位用于区分该企业生产的以太网卡。MAC地址分为单播地址，广播地址和组播地址。48位MAC地址中第一个字节的最低位是I/G位，为0表示单播地址，为1表示广播或组播，对应一组终端。第一个字节的次低位是G/L位，为0是局部地址，为1是全局地址（指该MAC地址全球范围内唯一）。广播地址：48位全1，ff:ff:ff:ff:ff:ff
组播地址：01:00:5e:00:00:00~01:00:5e:7f:ff:ff 单播地址：广播和组播地址以外且I/G位为0的MAC地址。

五、总结总线型以太网的特点： 1、易于分布由于节点直接连接到总线上,电缆长度短，使用电缆少，安装容易，扩充方便。 2、故障诊断困难
各节点共享总线，因此任何一个节点出现故障都将引起整个网络无法正常工作。并且在检查故障时必须对每一个节点进行检测才能查出有问题的节点。
3、故障隔离困难如果节点出现故障，则直接要将节点除去，如果出现传输介质故障，则整段总线要切断。
4、对节点要求较高每个节点都要有介质访问控制功能，以便与其他节点有序地共享总线。 5、使用CSMA/CD协议，以半双工方式工作，有争用期
特性概念：总线型拓扑结构是指采用单根传输线作为总线，所有主机都共用一条回总线。当其中答一个工作站发送信息时，该信息将通过总线传到每一个工作站上。主机在接到信息时，先要分析该信息的目标地址与本地地址是否相同，若相同则接收该信息；若不相同，则拒绝接收。总线型拓扑结构的优点是电缆长度短，布线容易，便于扩充；其缺点主要是总线中任一处发生故障将导致整个网络的瘫痪，且故障诊断困难。