以太网CSMA/CD协议模拟实验

以太网的CSMA/CD协议是一种用来解决多个计算机在同一物理链路上竞争传输权利的协议。在这个协议中，每个计算机都可以在链路上传输数据。但是，如果多个计算机同时传输数据，就会造成冲突，导致数据的损坏。为了解决这个问题，以太网采用了CSMA/CD协议。

CSMA/CD协议的基本原理是：当一个计算机要传输数据时，它首先会监听链路，如果链路上没有其他计算机正在传输数据，那么这台计算机就可以开始传输数据。如果链路上有其他计算机正在传输数据，那么这台计算机就会等待一段随机的时间，然后再次监听链路。如果链路上仍然有其他计算机正在传输数据，那么这台计算机就会等待更长的时间，然后再次监听链路。如果链路上没有其他计算机正在传输数据，那么这台计算机就可以开始传输数据。

为了模拟CSMA/CD协议，在实验中我们可以使用两台计算机和一个交换机。首先，我们需要设置两台计算机的IP地址和子网掩码。假设计算机A的IP地址是192.168.1.1，子网掩码是255.255.255.0；计算机B的IP地址是192.168.1.2，子网掩码是255.255.255.0。

接下来，我们需要在交换机上设置VLAN，将两台计算机连接到同一个VLAN上。在交换机上打开命令行界面，输入以下命令：

configure terminal
vlan 10
name test
exit
interface fastethernet 0/1
switchport mode access
switchport access vlan 10
exit
interface fastethernet 0/2
switchport mode access
switchport access vlan 10
exit

上述命令将创建一个名为“test”的VLAN，并将交换机的1号口和2号口连接到这个VLAN上。

然后，在计算机A和计算机B上分别打开命令行界面，输入以下命令：

ping 192.168.1.2

上述命令将向另一台计算机发送一个ICMP回应请求，以测试两台计算机之间的网络连接。

现在，我们可以模拟同时传输数据的情况，以测试CSMA/CD协议是否能够正常工作。在计算机A上打开一个命令行窗口，输入以下命令：

ping -t 192.168.1.2

上述命令将持续发送ICMP回应请求，直到手动停止或发生错误。在计算机B上也打开一个命令行窗口，输入以下命令：

ping -t 192.168.1.1

同样地，这个命令也将持续发送ICMP回应请求。现在，两台计算机都在同时传输数据，我们可以观察到CSMA/CD协议是如何工作的。

当两台计算机同时传输数据时，会发生冲突，导致数据的损坏。此时，CSMA/CD协议会让每台计算机停止传输数据，并等待一段随机的时间后再次尝试传输数据。在实验中，我们可以观察到命令行窗口中的响应时间会出现明显的波动，这是由于CSMA/CD协议的等待时间随机化导致的。

通过这个实验，我们可以更好地理解CSMA/CD协议的工作原理，以及如何在以太网中避免数据冲突和损坏。