數據通信網絡技術 教案5 交換技術

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1、項目一交換技術 【教學目標】 1. 知識目標： (1) 掌握虛擬局域網的概念及優(yōu)勢。 (2) 掌握交換機端口的操作模式和管理模式。 (3) 理解 IEEE 802.lq 標準。 (4) 掌握標簽幀的結構。 (5) 掌握端口聚合、負載均衡的概念。 (6) 掌握端口聚合的協(xié)議、聚合模式。 2. 技能目標： (1) 能夠創(chuàng)建Vian并劃分端口。 (2) 能夠配置交換機端口的模式。 (3) 能夠配置許可Vian列表與Native Vlano (4) 能夠配置端口聚合及均衡負載。 3. 素養(yǎng)目標 (1) 培養(yǎng)溝通交流及團隊合作意識 (2) 養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)習慣 (3)

2、 培養(yǎng)精益求精的工匠精神 【教學重點】 創(chuàng)建Vian并劃分端口 【教學難點】 配置許可Vian列表與Native Vian。 【教學方法】 項目教學法、啟發(fā)式教學法、自主探究、合作探究。 【導入新課】 在企業(yè)網絡的管理與維護中，虛擬局域網技術能夠限制廣播，提高網絡帶寬利用率，減少網絡 設備資源的消耗，使局域網的管理更加方便、靈活，目前得到了廣泛的應用。 【教學過程】 任務一:同一 Vian間的通信 拓撲結構：同一 Vian間的通信如圖5-1所示。 PC-PT PC-PT PC-PT PC-PT PCA PCB PCC PCD 圖5-1同一 Vian間的通信

3、 所需設備：交換機(型號2950) 一臺、計算機四臺、直通線若干。 規(guī)劃IP地址： PCA 的 IP 地址:192. 168. 1. l/24o PCB 的 IP 地址：192. 168. 1.2/24. PCC 的 IP 地址：192. 168.2. l/24o PCD 的 IP 地址：192. 168. 2.2/24. 設備連線： PCA-SWA 的 fO/1, PCB-SWA 的 fO/2, PCC-SWA 的 fO/11, PCD一SWA 的 fO/12。 任務要求： (1) 交換機 SWA 的 fO/1-l0 端口屬于 Vian 10； f0/ll-20 端 口屬于

4、 Vian 20。 (2) 通過配置交換機的Vian,實現計算機PCA與PCB連通，PCC與PCD連通。 知識點鏈接：虛擬局域網的配置 在交換機中要使用Vian,必須首先創(chuàng)建Vian,然后將相應的端口劃分到Vian,配置命令如下。 1) 創(chuàng)建Vian SWA (config) #Vlan Vian ID 〃如果要刪除 Vian 使用 no Vian 命令 SWA (config) #name 名稱 〃為 Vian 命名 2) 將端口劃分到Vian 將端口劃分到Vian分為兩種情況，一種是將某一個端口劃分到Vian；另一種是將某一組或多 組端口劃分到Vlano 情況一：將某一

5、端口劃分到Vian Switch (conf ig) ttinterface 端口 //進入端 口模式 Switch (conf ig-if) #switchport access Vian ID //將端口劃分到 Vian 情況二：將某一組或多組端口劃分到Vian Switch (config) #int range 一組端口或多組端口 //如果是多組端口，使用隔開。 Switch(config-if-range)#switchport access Vian ID 例如將fO/1-10端口、fO/13-14端口和f0/20端口劃分到Vian 20 Switch(config)

6、#int range f0/l~10,fO/13-14, f0/20 Switch (conf ig-if-range)#switchport access Vian 20 如果要將端口從Vian中刪除，可以使用no switchport access Vian命令，從Vian中刪除的 端口會自動回到Vian 1中。 3) 顯示Vian的信息 可以顯示Vian的名稱、狀態(tài)以及各個Vlern中的端口。 SWA#show Vian 注意：①刪除Vian時，如果Vian中有端口，最好先刪除Vian中的所有端口，或將其劃分到 Vian 1中，否則刪除Vian后，這些端口處于非活動狀態(tài)，

7、依然屬于原來的Vian,查看Vian時也看 不到這些端口。 ②Vian 1是交換機默認的Vian,不能刪除，默認時，交換機所有的端口都屬于Vian 1。 任務實施： (1) 配置各計算機的IP地址。 (2) 在Packet Tracer軟件中繪制如圖5T所示的拓撲結構，點擊交換機圖標，進入命令行界 面, 進行配置。 (3) 測試與診斷 故障診斷：如果不能連通，可能Vian創(chuàng)建或端口劃分有錯誤，可以借助于鏈接指示燈來排除故 障, 如果指示燈有黃色或紅色的，表示此處無法連接，可能有故障。 任務二：跨交換機同一 Vian的通信與控制 拓撲結構：跨交換機同

8、一 Vian的通信與控制如圖5-4所示。 圖5-4跨交換機同一 Vian的通信與控制 所需設備：交換機兩臺 (型號2960)、計算機六臺、 直通線六條、 交叉線一條。 規(guī)劃IP地址: PCA的IP地址: 172. 16. 10. l/24o PCD 的 IP 地址: 172. 16. 10. 2/24o PCB的IP地址: 172. 16. 20. l/24o PCE 的 IP 地址: 172. 16. 20. 2/24o PCC的IP地址: 172. 16. 30. 1/24O PCF 的 IP 地址: 172. 16. 30. 2/24o

9、 70o 設備連線: PCA—SWA 的 fO/1, PCB—SWA 的 fO/4, PCC—SWA 的 fO/7。 PCD-SWB 的 fO/1, PCE-SWB 的 fO/4, PCF-SWB 的 fO/7。 交換機SWA與SWB的gigabitEthernetO/1端口交叉線連接 任務要求： (1) 交換機 SWA 的 fO/1-3 端 口屬于 Vian 10； fO/4-6 端 口屬于 Vian 40； f0/7~9 端 口屬于 Vian 交換機 SWB 的 fO/1-3 端口屬于 Vian 10； fO/4-6 端口屬于 Vian 40； fO/7-9 端口屬于

10、 Vian 70o (2) 配置干道鏈路，實現計算機PCA與PCC之間連通，PCB與PCD之間連通，通過配置許可Vian 列表實現PCC與PCF之間不能連通。 (3) 干道鏈路兩端Vian 10的計算機數據傳輸量較大，要求配置為Native Vian提高傳輸速率。 知識點鏈接: 1. Native Vian 的配置 Switch(config-if)ttswitchport trunk native Vian ID 如果要把Native Vian改回默認的Vian 1,可以使用no switchport trunk native Vian命令。 2. 許可Vian列表 一個T

11、runk端口默認可以通過本交換機所有Vian的數據幀，通過設置許可Vian列表可以限制某些Vian數據幀的通過，配置命令如下。 Switch(config-if)ttswitchport trunk allowed Vian all|add|remove|except Vian 歹！J表 其中，all表示所有Vian,其后無須接Vian列表。 Vian列表可以是一個Vian,也可以是一組Vian,如果是一組Vian需要以小的Vian ID開頭， 以大的Vian ID結尾，中間用”號連接，如10-20,以下命令的后面是需要接Vian列表的。 add表示將指定Vian列表加入許可Via

12、n列表。 remove表示將指定Vian列表從許可Vian列表中刪除。 except表示將Vian列表外的所有Vian加入許可Vian列表。 任務實施： 1) 繪制拓撲結構 2) 創(chuàng)建Vian與端口劃分 (1) 點擊交換機SWA圖標，進入命令行界面，進行配置。 (2) 點擊交換機SWB圖標，進入命令行界面，進行配置。 (3) 測試。 計算機PCA與PCD,不通，同樣，PCB與PCE之間，PCC與PCF之間，也不通。 分析：計算機PCA與PCD雖然屬于同一 Vian,但屬于不同的交換機，兩臺交換機之間鏈路的端 口屬于默認的Vian 1,只能通過Vian 1的數據幀，而PCA

13、發(fā)往PCD的數據幀屬于Vian 10,因此無 法通過。為了保證Vlanl0> Vlan40和Vlan70的數據幀通過，需要將鏈路兩端的端口配置為Trunk 模式。 3) 配置交換機的干道鏈路 (1) 配置交換機SWA端口 gO/1為Trunk模式。 (2) 交換機SWA的gO/1端口配置為Trunk模式后，它會主動與鏈路對端的端口協(xié)商，要求對 方成為Trunk模式，因對端端口 SWB的gO/1端口目前的模式為dynamic auto,接受協(xié)商，所以SWB 交換機的gO/1端口無須配置，會自動變成Trunk模式。 (3) 查看交換機SWB端口的信息。 SWBttshow int

14、erfaces gigabitEthernet 0/1 switchport (4) 測試與診斷。 計算機PCA與PCD之間連通，PCB與PCE之間連通，PCC與PCF之間連通。 4) 配置交換機的許可Vian列表與Native Vian (1) 配置交換機SWA。 (2) 配置交換機SWB。 (3) 測試與診斷。 故障診斷： ① 如 果出現 “%CDP-4~NATIVE_V1 an_MISMATCH: Native Vian mismatch discovered on gigabitEthernetO/1 (1), with Switch gigabitEthernetO

15、/1 (10). v 提示,表示干道鏈路兩端的 Native Vian設置不一致。 ② 如果計算機PCC與PCF之間能連通，說明許可Vian列表錯誤。 任務三：端口聚合 拓撲結構：端口聚合如圖5T5所示。 PC-PT PC-PT PC-PT PC-PT PC1 PC2 PC3 PC4 圖5-15端口聚合 所需設備：交換機(型號2950)兩臺、計算機四臺、直通線兩根、交叉線兩根。 規(guī)劃IP地址： PC1 的 IP 地址：192. 168. 1. l/24o PC2 的 IP 地址：192. 168. 2. 1/24。 PC3 的 IP 地址:192. 168. 1.2

16、/24o PC4 的 IP 地址:192. 168. 2. 2/24。 設備連線： PC1 的 f0 端口一SW1 的 fO/1 端口，PC2 的 f0 端口一SW1 的 fO/11 端口。 PC3 的 f0 端口 一SW2 的 fO/1 端口 , PC4 的 f0 端口 一SW2 的 fO/11 端口。 SWA1 的 fO/23 端口 一SWA2 的 fO/23 端口，SWA1 的 fO/24 端口 一SWA2 的 fO/24 端口。 任務要求： (1) 交換機SW1的fO/1-l0端口屬于Vian 100；交換機SW1的f0/ll-20端口屬于Vian 200。 交換機SW2

17、的fO/1-l0端口屬于Vian 100；交換機SW2的f0/11-20端口屬于Vian 200。 (2) 配置端口聚合，提高鏈路帶寬、網絡可靠性，并按目的MAC地址均衡負載。 (3) 配置干道鏈路，實現計算機PC1與PC3之間連通，PC2與PC4之間連通。 知識點鏈接： 1. 端口聚合的配置 1) 創(chuàng)建聚合端口 Switch (config) ttinterface port-channel 聚合端口號 〃創(chuàng)建聚合端口 其中，聚合端口號的范圍為1?6,這步也可以省略，直接進入下面的步驟，聚合端口會自動創(chuàng) 建。 如果要刪除聚合端口可以使用如下命令。 Switch(confi

18、g-if-range)#no interface port-channel 2) 配置聚合協(xié)議、聚合方式 端口聚合可以采用手動方式，也可以采用自動協(xié)商的方式。進入成員端口模式后，需要進行如 下配置。 (1) PAgP協(xié)議方式。 Switch (conf ig-if-range) ttchannel-protocol pagp 〃配置 PAgP 協(xié)議 Switch (conf ig-if-range) ttchannel-group 1 mode on //手動方式 Switch (conf ig-if-range) #channel-group 聚合端口號 mode desir

19、able // 自動協(xié)商 desirable 模式 Switch (conf ig-if-range)#channel~group 聚合端口號 mode auto //自動協(xié)商 auto 模式 注意：配置時，可以一端為desirable模式，另一端為auto模式，或是兩端都為desirable模 式，但不可以兩端都為auto模式，因為無法協(xié)商。 (2) LACP協(xié)議方式。 Switch (conf ig-if-range) ttchannel-protocol lacp //酉己置 LACP 協(xié)議 Switch (conf ig-if-range) #channel~group

20、1 mode on //手動方式 Switch (conf ig-if-range) #channel-group 聚合端口號 mode active 〃自動協(xié)商 active 模式 Switch (conf ig-if-range) #channel~group 聚合端口號 mode passive //自動協(xié)商 passive 模 式 注意：配置時，可以一端為active模式，另一端為passive模式，或是兩端都為active模式, 但不可以兩端都為passive模式。 如果要將某成員端口從聚合端口中刪除，可以進入成員端口模式下使用如下命令。 Switch (conf ig

21、-if-range)#no channel-group 例如，創(chuàng)建一個聚合端口，成員為端口 fO/1-3,應用PAgP協(xié)議，desirable模式。 SW2(config)#int range f 0/1-3 SW2(config-if-range)甘channel-protocol pagp SW2(config-if-range)#channel-group 1 mode desirable 在本例中沒有先創(chuàng)建聚合端口，聚合端口 1會自動創(chuàng)建，聚合端口的另一端可以使用desirable 或auto模式。 3) 顯示聚合端口的相關信息 (1) 查看以太網通道匯總信息。 Sw

22、itchttshow etherchannel summary (2) 查看各聚合端口詳細信息。 Switchttshow etherchannel port-channel 配置端口聚合時應注意的問題： ① 聚合端口中成員端口的類型(RJ-45端曰、光纖端口)、速率、工作模式必須相同。 ② 聚合端口最多可以有6組，成員端口最多為8個。 ③ 聚合端口與其成員端口必須都屬于二層端口或者是三層端口。 2. 聚合端口操作模式配置、加入Vian 1) 配置端口聚合操作模式 成員端口可以在聚合前設置操作模式，也可以在聚合后設置操作模式，聚合端口設置操作模式 的命令如下。 Switc

23、h (config) #interface port-channel 聚合端口號 //進入聚合端口模式 Switch (conf ig-if) ttswitchport mode 操作模式〃操作模式為 trunk 或 access 2) 聚合端口加入Vian 成員端口可以在聚合前加入某一 Vian,也可以在聚合后加入Vian,聚合端口加入Vian的命令 如下。 Switch (config)ttinterface port-channel 聚合端口號 //進入聚合端口模式 Switch (conf ig-if) # switchport access Vian ID 〃聚合端口號

24、加入 Vian 注意問題： ① 如果成員端口都為Access模式，則應屬于同一個Vlan0 ② 如果成員端口都為Trunk模式，則其允許通過的Vlan> Native Vian也應該相同。 ③ 當把一個端口加入到聚合端口中，那么該端口就具有了聚合端口的屬性。 3. 負載均衡 聚合端口不但可以提高端口的帶寬，而且還可以均衡負載，聚合端口能夠將數據流量按照目的 MAC地址、源MAC地址、目的IP地址等分配到各聚合鏈路中。例如，在聚合鏈路中，根據不同的目 的MAC地址將報文分配到不同的成員鏈路轉發(fā)。負載均衡的配置命令如下。 SWA (conf ig) ttport-channel

25、load-balance dst-mac //根據目的 MAC 地址分配流量 SWA (conf ig) #port~channel load-balance src~mac //根據源 MAC 地址分配流量 SWA (conf ig) ttport-channel load-balance src-dst-mac〃同時根據源 MAC 地址與目的 MAC 地址 分配流量 SWA (conf ig) ttport-channel load-balance dst-ip 〃根據目的 IP 地址分配流量 SWA (conf ig) ttport-channel load-balance s

26、rc~ip //根據源 IP 地址分配流量 SWA (conf ig) ttport-channel load-balance src-dst-ip //根據源 IP 地址與目的 IP 地址分配 流量 查看聚合端口均衡負載的方式 Switchttshow etherchannel load-balance 如果要將聚合端口的均衡負載方式還原為默認值，可以使用no port-channel load-balance命 令。 任務實施： 1) 繪制拓撲結構 2) 創(chuàng)建Vian、劃分端口與設置Trunk模式 (1) 點擊交換機SW1圖標，進入命令行界面，進行配置。 (2) 點擊

27、交換機SW2圖標，進入命令行界面，進行配置。 3) 配置端口聚合 (1) 配置交換機SW1。 (2) 配置交換機SW2。 4) 測試 (1)從計算機PC1中ping PC3,連通；從計算機PC2中ping PC4,連通，以上說明聚合端口配置正確。 故障診斷：如果不通，可能是聚合端口的模式配置錯誤，或是協(xié)議應用不一致。 (2)刪除交換機fO/23端口之間的連線，再次測試，依然是連通的。 結論：一條成員鏈路故障，聚合端口會自動將數據流量轉移到其他成員鏈路上，提高了網絡的 可靠性。 5) 配置負載均衡 (1) 配置交換機SW1。 (2) 配置交換機SW2。 6) 手動方式

28、配置端口聚合 (2) 配置交換機SW2的端口聚合。 (3) 顯示交換機SW1的聚合端口信息。 (4) 顯示交換機SW2的聚合端口信息。 (5) 從計算機PC1中ping PC3,連通；從計算機PC2中ping PC4,連通。 【項目小結】 本任務主要學習了創(chuàng)建Vian并劃分端口、交換機端口的模式的配置、許可Vian列表與Native Vian、端口聚合及均衡負載的配置。 任務評價表 學生： 級 班 星期 日期 項目名稱 交換技術 組長 評價內容 主要評價標準 分數 小組評價 教師評價 任務一 Vian配置正確，端口配置正確 30分 任務二 Vian配置、Trunk模式，許可Vian列 表、Native Vian配置正確 40分 任務三 Vian配置正確nTrunk模式、聚合端口、 負載均衡配置正確 30分 總分 合計 項目總結 (心得體會) 說明：(1)從設備選擇、設備連線、設備配置、連通測試等方面對任務進行評價。 (2)滿分100分，總分二組長評價x40%+教師評價x60%o