实验3 Hub(集线器)与交换机背景知识

计算机网络实验指导书HUB交换机组网*一、实验目的及内容熟悉华为中低端交换机的基本配置；了解交换机工作的基本原理；了解VLAN的原理和配置；二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图或程序流程图）通过交换机的基本配置和VLAN配置，理解交换机的工作原理，理解VLAN的原理。

三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等或使用软件）4台PC，两台智能交换机；双绞线若干；或者模拟软件1套四、实验方法、步骤（或：程序代码或操作过程）1、硬件连接，完成PC1、PC2、PC3、PC4到交换机SW1和SW2的网络连接，交换机SW1到交换机SW2的连接；PC1到交换机SW1控制线的连接，PC3到交换机SW2控制线的连接。

PC1连接SW1的Ethernet 0/0/1口，PC2连接SW1的Ethernet 0/0/2口，PC3连接SW2的Ethernet 0/0/1口，PC4连接SW2的Ethernet 0/0/2口，SW1和SW2使用各自的e3口互联。

要求在拓扑图上记录PC机实际的设备编号，PC机的网线对应的跳线架上的编号，PC机所连接交换机的端口的编号，交换机之间互联的所使用的端口编号。

拓扑图检查无误后方可进行后面的实验步骤。

2、使用超级终端，连接至交换机的控制台。

清除交换机现有的配置，重新启动交换机。

要求记录输入的命令（截屏）。

清除配置<quidway>reset saved-configuration重新启动<quidway>reboot注意：看清系统的提示，第一个问题请选择N，第二个问题请选择Y交换机重新启动后，输入<quidway>display save没有任何提示，表示配置已清空3、为PC1、PC2、PC3、PC4分别设置IP地址和掩码。

PC1为192.168.1.1掩码为255.255.255.0。

PC2为192.168.1.2掩码为255.255.255.0。

PC3为192.168.1.3掩码为255.255.255.0。

集线器（HUB）、交换机、路由器的区别和联系及OSI七层模型及TCPIP通信协议集线器（HUB）、交换机、路由器的区别和联系及OSI七层模型及TCP/IP通信协议集线器（HUB）：集线器（）属于纯⽹络底层设备。

它也不具备所具有的，所以它发送数据时都是没有针对性的，⽽是采⽤⼴播⽅式发送。

也就是说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，⽽是把发送到与集线器相连的所有节点。

属于物理层（OSI七层模型）；作⽤：定义⼀些电器，机械，过程和规范，如集线器；PDU(协议数据单元)：bit/⽐特；设备：集线器HUB; 注意：没有寻址的概念；在⽹络中只起到和重发作⽤，⽬的是扩⼤⽹络的传输范围，⽽不具备信号的定向传送能⼒，是—个标准的共享式设备。

Hub组成的⽹络是共享式⽹络，同时Hub也只能够在下⼯作Hub主要⽤于共享⽹络的组建，是解决从服务器直接到最的⽅案。

在交换式⽹络中，Hub直接与相连，将交换机的数据送到桌⾯。

使⽤Hub组⽹灵活，它处于⽹络的⼀个星型结点，对结点相连的进⾏集中管理，不让出问题的⼯作站影响整个⽹络的正常运⾏，并且⽤户的加⼊和退出也很⾃由。

交换机交换机（Switch）意为“”是⼀种⽤于电（光）信号转发的。

它可以为接⼊交换机的任意两个提供独享的电信号通路。

最常见的交换机是。

其他常见的还有电话语⾳交换机、等。

属于数据链路层（OSI七层模型）；作⽤：定义如何格式化数据，⽀持错误检测；典型协议：以太⽹，帧中继（古董级VPN）PDU：frame（帧）设备：以太⽹交换机；备注：交换机通过MAC地址转发数据，逻辑链路控制；交换机的主要功能包括物理编址、、错误校验、帧序列以及流控。

交换机还具备了⼀些新的功能，如对VLAN（）的⽀持、对汇聚的⽀持，甚⾄有的还具有的功能。

路由器连接两个或多个⽹络的硬件设备，在⽹络间起⽹关的作⽤，读取每⼀个数据包中的地址然后决定如何传送的专⽤智能性的⽹络设备。

通常是⼀个计算机，它能够理解不同的协议，例如某个局域⽹使⽤的以太协议，因特⽹使⽤的TCP/IP协议。

路由器、交换机、MODEM、HUB的作用和不同之处，下面以大家参考：集线器--集线器也叫Hub，工作在物理层（最底层），没有相匹配的软件系统，是纯硬件设备。

集线器主要用来连接计算机等网络终端。

集线器为共享式带宽，连接在集线器上的任何一个设备发送数据时，其他所有设备必须等待，此设备享有全部带宽，通讯完毕，再由其他设备使用带宽。

正因此，集线器连接了一个冲突域的网络。

所有设备相互交替使用，就好象大家一起过一根独木桥一样。

集线器不能判断数据包的目的地和类型，所以如果是广播数据包也依然转发，而且所有设备发出数据以广播方式发送到每个接口，这样集线器也连接了一个广播域的网络。

交换机--交换机Switch，工作在数据链路层（第二层），稍微高端一点的交换机都有一个操作系统来支持。

和集线器一样主要用于连接计算机等网络终端设备。

交换机比集线器更加先进，允许连接在交换机上的设备并行通讯，好比高速公路上的汽车并行行使一般，设备间通讯不会再发生冲突，因此交换机打破了冲突域，交换机每个接口是一个冲突域，不会与其他接口发生通讯冲突。

并且有系统的交换机可以记录MAC地址表，发送的数据不会再以广播方式发送到每个接口，而是直接到达目的接口，节省了接口带宽。

但是交换机和集线器一样不能判断广播数据包，会把广播发送到全部接口，所以交换机和集线器一样连接了一个广播域网络。

高端一点的交换机不仅可以记录MAC地址表，还可以划分VLAN （虚拟局域网）来隔离广播，但是VLAN间也同样不能通讯。

要使VLAN间能够通讯，必须有三层设备介入。

路由器--路由器Router，工作在网络层（第三层），所有的路由器都有自己的操作系统来维持，并且需要人员调试，否则不能工作。

路由器没有那么多接口，主要用来进行网络与网络的连接。

简单的说路由器把数据从一个网络发送到另一个网络，这个过程就叫路由。

路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域，而且还能检测广播数据包，并丢弃广播包来隔离广播域，有效的扩大了网络的规模。

集线器与交换机的对比实验Last updated on the afternoon of January 3, 2021计算机科学与技术学院计算机网络实验实验报告实验项目集线器与交换机的对比实验实验日期 2016/4/22一实验目的了解集线器和交换机的如何转发数据。

理解冲突域和广播域的概念。

对比单播以太网帧和广播以太网帧的目标MAC地址。

二实验原理冲突域与广播域冲突域：在该域内某一时刻只能有一个站点发送数据，如果两个站点同时发送数据会引起冲突，则这两个站点处于同一个冲突域内。

广播域：在以太网中，能够接收到任意站点发送的广播帧的所有站点的集合称为一个广播域。

集线器和交换机集线器和交换机都是为了扩大以太网覆盖范围而使用的连接设备，但二者的工作原理存在很大差异。

集线器工作在OSI体系结构的物理层。

集线器的主要功能是对接收到的信号进行放大、转发，从而扩展以太网的覆盖范围。

由于物理层传输的信号是无结构的，因此集线器无法识别接收方，只能将从一个端口接收到信号放大后复制到所有其他端口，即向与该集线器连接的所有站点转发。

交换机工作在OSI参考模型的第二层数据链路层。

交换机使用以太网帧中的MAC地址进行数据帧转发，从而有效地过滤数据帧。

交换机可以在多个端口对之间同时建立多条并发连接，使得与不同端口连接站点同时发送数据时，各连接线路彼此互不影响。

三实验要求拓扑图该实验用到4个拓扑图。

其中拓扑图1和拓扑图2是以集线器为中心的共享式以太网；拓扑图3和拓扑图4是以交换机为中心的交换式以太网。

其中拓扑图1和拓扑图2主要用于观察集线器的运行及理解冲突域的概念；拓扑图3和拓扑图4主要用于观察交换机的运行及理解交换机隔离冲突域但不隔离广播域的特性。

在对应的实验步骤中，我们需要将拓扑图1和拓扑图2使用交叉双绞线连接起来，将拓扑图3和拓扑图4使用交叉双绞线连接起来，从而观察使用集线器和交换机进行以太网扩展时对冲突域和广播域的影响，从而理解两类设备在扩展以太网时的作用和局限性。

hub和交换机的区别 在当今这个全球⽹络化的⽹络时代，交换机和集线器，都起着局域⽹的数据传送“枢纽”的作⽤。

那么，交换机和集线器到底有什么区别?下⾯是店铺⼩编为⼤家准备的hub和交换机的区别，希望⼤家喜欢! 交换机和hub的概念 交换机 交换机的英⽂名称之为“Switch”，交换机也叫交换式集线器，它通过对信息进⾏重新⽣成，并经过内部处理后转发⾄指定端⼝，具备⾃动寻址能⼒和交换作⽤，由于交换机根据所传递信息包的⽬的地址，将每⼀信息包独⽴地从源端⼝送⾄⽬的端⼝，避免了和其他端⼝发⽣碰撞。

⼴义的交换机就是⼀种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

hub 集线器集线器是计算机⽹络中连接多个计算机或其他设备的连接设备，是对⽹络进⾏集中管理的最⼩单元。

英⽂HUB就是中⼼的意思，像树的主⼲⼀样，它是各分⽀的汇集点。

许多种类型的⽹络都依靠集线器来连接各种设备并把数据分发到各个⽹段。

HUB基本上是⼀个共享设备，其实质是⼀个中继器，主要提供信号放⼤和中转的功能，它把⼀个端⼝接收的全部信号向所有端⼝分发出去。

集线器实际就是⼀种多端⼝的中继器。

集线器⼀般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接⼝，通过这些接⼝，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。

由于它在⽹络中处于⼀种“中⼼”位置，因此集线器也叫做“Hub”。

交换机和集线器的种类 交换机和集线器从不同的⽅⾯和⾓度有着不同的分类。

HUB集线器的种类 集线器有多种类型，各个种类具有特定的功能、提供不同等级的服务。

依据总线带宽的不同，HUB分为10M、100M和10M/100M⾃适应三种;若按配置形式的不同可分为独⽴型、模块化和堆叠式三种。

根据端⼝数⽬的不同主要有8⼝、16⼝和24⼝⼏种。

根据⼯作⽅式可分为智能型和⾮智能型两种。

⽬前所使⽤的HUB基本是前三种分类的组合，如我们常在中看到的10M/100M⾃适应智能型、可堆叠式HUB等。

依据⼯作⽅式区分有较普遍的意义，可以进⼀步划分为被动集线器、主动集线器、智能集线器和交换集线器四种。

集线器交换机与路由器正文：1. 集线器（Hub）的介绍1.1 定义：集线器是一种用于将多个网络设备连接在一起形成局域网的硬件设备。

1.2 功能：集线器通过物理层转发数据，将接收到的信号广播给所有连接在它上面的端口。

1.3 工作原理：当一个节点发送数据时，集线器会复制该数据并传输到其他所有与其相连的节点。

2. 交换机（Switch）的介绍2.1 定义：交换机是一种根据MAC地址进行分组转发和过滤以实现局部通信控制功能，并提供高速、灵活且安全地互联方式。

2.2 功能：- 分段冲突域: 将不同端口之间切割为独立冲突域, 提升了网络性能；- 自学习: 根据源 MAC 地址自动建立路由表;- 运行效率更高: 使用专门设计好处理芯片.3 路由器 (Router) 的介绍3 .l定义 : 路由是指负责从源主机到目标主机选择合适路径 , 并把数据包发送出去或者中转下去.- 内容详解 :A ) 路由器是一种用于在不同网络之间转发数据的设备.B ) 它根据目标IP地址来决定如何将数据包从源主机发送到目标主机.4. 集线器、交换机和路由器的区别4.1 功能：- 集线器：物理层广播，无法分割冲突域；- 交换机：通过MAC地址进行分组转发，可以划分多个独立冲突域；- 路由器：负责跨越不同网络传输数据。

4.2 工作原理：-集线器 : 广播所有端口 , 不区分目的地址 ;-交换器: 根据 MAC地址过滤和学习, 只投递给符合条件的接收方;-路径选择算法 :A)静态·路径选择 (Static Routing): 是指管理员手动配置每条路径信息 .B)动态·径选( DynamicRouting ): 是指使用某些特殊协议自动并维护一个最佳路径表。

5 .附件:本文档没有涉及任何附件内容6 .法律名词及注释:暂无相关内容需要解释或说明。

计算机网络实验大全第一部分：局域网组装实验实验一：常见网络设备与连接线缆介绍实验目的：了解常见的网络设备及其特点了解常见网络传输介质及其特点实验器材：集线器（HUB）、交换机（SWITCH）、路由器（ROUTER）；双绞线、同轴电缆、光缆实验内容：1、集线器简介集线器的英文称为“Hub”。

“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。

它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。

集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。

集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。

它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。

也就是说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，如图一所示。

图一：集线器2、交换机简介交换机(Switch)也叫交换式集线器，是一种工作在OSI第二层(数据链路层，参见“广域网”定义)上的、基于MAC (网卡的介质访问控制地址)识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。

它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用。

交换机不懂得IP地址，但它可以“学习”源主机的MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。

交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上数据的快速有效传输。

由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，而不会向所有端口发送，避免了和其它端口发生冲突，因此，交换机可以同时互不影响的传送这些信息包，并防止传输冲突，提高了网络的实际吞吐量。