局域网网络结构及VLAN划分实验报告

局域网网络结构及VLAN划分实验报告

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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. 局域网中的基本概念

（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） 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。

（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。

（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。

（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

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为星形网，所有的主机通过两台交换机联在一起。

（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概述

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。在共享式的以太网上，每个设备都处于一个广播域中。广播帧会传播到网络中的每一台主机，并且对每一台主机的CPU造成负担。

ARP请求：建立IP地址和MAC地址的映射关系。

RIP：一种路由协议。

DHCP：用于自动设定IP地址的协议。

NetBEUI：Windows下使用的网络协议。

IPX：Novell Netware使用的网络协议。

如果整个网络只有一个广播域，那么一旦发出广播信息，就会传遍整个网络，并且对网络中的主机带来额外的负担。因此，在设计LAN时，需要注意如何才能有效地分割广播域。

如何分割广播域：路由器、VLAN

3. VLAN的工作原理

1) 报文的类型：

不带标签的报文，如下图所示：

带标签的报文，如下图所示：

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2） VLAN的工作原理，如下所示：

3） 端口类型：

Access：发送不带标签的报文；一般与pc、server相连时使用；

Trunk：发送带标签的报文；一般用于交换机级联端口传递多组vlan信息时使用；

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VLAN工作小结：

交换机接收报文时需要判断报文在哪个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

4） VLAN的标准

Access Ports:

一个Access ports只属于一个VLAN;Access端口发送不带标签的报文;

缺省所有端口都包含在vlan1中，且都是Access ports;

Trunk ports:

一个Trunk ports可以属于多个VLAN;Trunk ports通过发送带标签的报文来区别某一数据包属于哪一VLAN;标签遵守IEEE802.1q协议标准。

三、 实验要求

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？

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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？

3、在星型网络里构造VLAN

4、在3节点的树型网络里构造VLAN

四、 实验总结

通过此次实验，我了解了VLAN的基础知识以及VLAN的基本工作原理，并在老师的

指导下学会了使用软件来划分VLAN,在实践的基础上更深刻的了解了网络中数据传输的基本原理。学会了用PING语句来测试任意两台主机间网络的连通性。