1、局域網交換技術,網絡互聯及應用,項目描述,局域網交換技術,項目要求,為三方培訓學校網絡創建4個VLAN； 實現VLAN之間的通信； 為保證網絡可靠性，主校區的兩臺中心交換機互為備份，構成冗余網絡鏈路； 兩臺中心交換機之間采用鏈路聚合的方式以提高鏈路的傳輸效率。,主校區拓撲圖,項目目標及構成單元,VLAN及其分類； 干道鏈路； VLAN間通信及三層交換； 冗余鏈路與生成樹協議； 鏈路聚合。,VLAN及其分類,局域網交換技術,單元目標及任務,了解VLAN的產生原因與基本概念； 理解VLAN的特點； 了解VLAN的分類； 掌握基本的VLAN建立命令，能夠按照要求創建VLAN。,VLAN的基本概念,V

2、LAN(Virtual Local Area Network)又稱虛擬局域網，是按照功能、地域或不同的應用對象邏輯地將局域網中的用戶進行分組的技術。 IEEE于1999年頒布了用以標準化VLAN實現方案的802.1Q協議標準草案。,數據廣播,傳統的局域網中，所有的網絡設備端口都是在同一廣播域下的； 當網絡中的某一臺主機初次往目的主機發送數據時，由于數據廣播，位于該區段網絡中的所有其它主機都可以收到這個數據。,廣播數據的泛濫,對于大型局域網，當終端的數目達到幾千甚至上萬的時候，無節制的數據廣播就會嚴重影響網絡的性能； 網絡中所有的交換機和終端主機都需要拿出越來越多的開銷去處理與他們無關的廣播數據

3、； 危害：網絡數據傳輸效率越來越低；速度越來越慢。,解決廣播數據泛濫的方法,控制網絡的規模 可以通過控制網絡規模的方法減少廣播數據量； 將大的局域網分割為若干個小局域網。 控制網絡規模的方式與建立網絡的初衷相違背。 VLAN技術：既能隔絕二層廣播數據包又能不影響網絡互連共享資源功能的技術。,VLAN劃分實例,VLAN的特點,有效的控制網絡中的數據流量； 提高網絡的安全性； 便于網絡管理 總結：VLAN具有易擴展、易管理和低維護費用等特點，是構建大型以太網絡的首選核心技術。,VLAN的分類,靜態VLAN 被稱為基于端口的VLAN，是指網絡管理員通過對交換機端口的分配來劃分VLAN的方式； 動態V

4、LAN 動態VLAN是根據主機的MAC地址來劃分和建立的； 交換機會建立一個數據庫來存放連接設備的MAC地址和VLAN號，當該設備接入交換機時，系統會根據MAC地址自動地將該設備分配到指定的VLAN域中。,靜態VLAN劃分實例,對于一個常見的24口交換機而言，我們可以將14口分配給VLAN10，58口分配給VLAN20，912口分配給VLAN30。,建立與配置VLAN,建立VLAN VLAN vlan-id VLAN命名 Name string 例： Switch(config)vlan 2 Switch(config-vlan)name test Switch(config-vlan)end

5、,分配接口到VLAN,將接口分配給VLAN需在接口模式下操作； 步驟： 1.使用switchport mode access命令指定該接口為接入模式； 2.用switchport access vlan命令將該接口分配給VLAN。 例： Switch(config)interface fasterethernet 0/3 Switch(config-if)switchport mode access Switch(config-if)switchport access vlan 2,干道鏈路,局域網交換技術,單元目標及任務,了解干道鏈路的作用； 了解干道的兩種封裝類型； 掌握干道的配置方法；

6、能夠按照要求建立干道以實現同一VLAN內跨越交換機的通信。,干道的作用,交換機之間如何傳遞多個VLAN的信息？ 二層交換網絡中，VLAN之間是無法互通的； 是否一個VLAN就需要一條單獨的鏈路？,干道技術,干道技術可以允許我們將多條虛擬鏈路綁定在一條實際的物理線路上，以允許交換機之間的多個VLAN可以相互通信。,干道的類型,ISL封裝 Cisco公司開發的專用技術，只有Cisco設備才可以理解和識別ISL封裝的數據幀； IEEE 802.1q IEEE制定的干道標記標準，幾乎各個廠商的交換機都支持該標準。,建立干道,命令：switchport mode trunk 例： SwitchA(con

7、fig)#interface fastethernet 0/24 SwitchA(config-if)switchport mode trunk SwitchB(config)#interface fastethernet 0/24 SwitchB(config-if)switchport mode trunk,查看結果,查看VLAN信息：show vlan 設為Trunk模式的接口屬于所有VLAN（默認方式下）。 如何取消接口的Trunk模式？,VLAN間通信及三層交換,局域網交換技術,單元目標及任務,了解VLAN間通信的主要方式； 了解三層交換的基本概念； 理解路由器邏輯子接口的作用； 了

8、解三層交換的過程及其與路由器的差別； 了解交換機虛擬接口SVI的作用； 掌握路由器及三層交換機實現VLAN間通信的配置步驟和命令； 能夠依據需求選擇路由器或三層交換機實現不同VLAN之間的通信。,VLAN間通信的主要方式,不同VLAN內的主機進行通信就需要通過第三層的網絡設備來實現： 路由器 三層交換機,利用路由器實現VLAN之間的通信,設置交換機接口的模式； 設置路由器的邏輯子接口； 設置路由器邏輯子接口的IP地址和封裝協議。,路由器邏輯子接口,邏輯子接口就是在一個物理接口上配置出來的多個邏輯上的虛擬接口； 路由器的物理接口有限，通過邏輯子接口，實現一個物理接口與多個VLAN的對接。 實現命

9、令： interface type slot/port.subinterface-number 注意：配置邏輯子接口前，要移除原物理接口的地址。,路由器邏輯子接口實例,Router(config)#interface fastethernet 0/0 Router(config-if)#no ip address Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#interface fastethernet 0/0.1 Router(config-subif)#en dot1q 10 IEEE802.1q Router(config-subif)#

10、ip address 192.168.1.254 255.255.255.0,三層交換,采用路由器實現VLAN通信的問題 數據轉發慢 費用高 三層交換技術 三層交換技術是在網絡層實現對數據包的高速轉發； 三層交換機可在同組的用戶之間實現數據包的本地交換（二層交換），與不同組的用戶間實現路由（三層交換或路由）。,三層交換機的工作過程,一次路由、多次交換,實現三層交換,交換機Switch1為三層交換機； 實現VLAN 10和VLAN 20之間的通信。,實現過程,第1步：設置Trunk接口，將交換機之間的鏈路設置為Trunk； 第2步：配置三層交換機虛擬接口（SVI）。,交換機的SVI模式,交換機虛

11、擬接口（SVI）是一種第三層接口，是專門為多層交換機完成VLAN間路由選擇而設置的； 設置步驟： 使用interface vlan vlan-id命令指定SVI接口； 使用ip address ip_address_subnetmask命令為接口設置IP地址和子網掩碼； 使用no shutdown命令啟用該接口。,操作實例,Switch1(config)#vlan 10 Switch1(config)#vlan 20 Switch1(config)#interface vlan 10 Switch1(config-if)#ip address 192.168.1.254 255.255.255

12、.0 Switch1(config-if)#no shutdown Switch1(config-if)#exit Switch1(config)#interface vlan 20 Switch1(config-if)#ip address 192.168.2.254 255.255.255.0 Switch1(config-if)#no shutdown,冗余鏈路與生成樹協議,局域網交換技術,單元目標及任務,了解交換網絡中冗余鏈路的作用； 了解廣播風暴產生的原因與過程； 了解生成樹協議STP的作用和工作過程； 了解快速生成樹協議的特點； 掌握STP協議的設置及命令，能夠依據網絡拓撲實際設置

13、生成樹。,冗余鏈路,冗余鏈路也叫備份鏈路，就是在普通交換網絡中增加某些設備和線路，使通信雙方之間有兩條或多條可達的鏈路。 使用冗余鏈路的優點 穩定性 可靠性 健壯性,廣播風暴,環路（冗余鏈路）的存在，將導致廣播風暴的產生。,生成樹協議,廣播風暴將最終導致整個網絡的癱瘓； 對于網絡而言，環路的設計和存在又不可避免； 生成樹協議：實現在邏輯上消除或阻止交換機之間的環路。,生成樹協議的主要作用,在存在環路的網絡拓撲中，尋找一條可達各個網絡設備且無回路的主鏈路，在正常情況下，網絡數據由主鏈路負責傳輸，其它鏈路則暫時處于“阻塞”狀態，當主鏈路因故障斷開時，協議會開啟阻塞的鏈路并重新尋找一條主鏈路，整個過

14、程不需要任何人工干預。,生成（STA）算法,根交換機（Root Bridge）； 根端口（Root Port）； 指定端口（Designated Port）； 路徑開銷（Path Cost）。,橋接協議數據單元BPDU,根交換機ID（Root Bridge ID）； 路徑開銷（Root Path Cost）； 發送BPDU的交換機ID（Bridge ID）； 發送BPDU的交換機端口ID（Port ID）； BPDU報文已存活的時間（Message age）； 其它一些信息,生成樹的收斂,根交換機的選舉,交換機ID用于決定網絡中哪個交換機可以成為根交換機； 交換機ID包括兩部分：優先級和MAC

15、地址； 交換機ID中優先級的默認值都為32768，MAC地址最小的交換機將會成為根交換機。,選舉根端口,根端口指的是最接近根交換機的端口，每一個非根交換機有且僅有一個根端口。 生成樹協議是依據路徑開銷來判斷根端口的，路徑開銷最小的就成為根端口。,選舉標志端口,標志端口選取時生成樹收斂的最后一步； 標志端口的選舉標準有兩條： 一是端口到根交換機的開銷值，開銷值小的為標志端口； 二是交換機ID（BID），當到根交換機的開銷值相等的情況下，BID小的交換機端口成為標志端口。,端口的狀態,阻塞（Blocking） 監聽（Listening） 學習（Learning） 轉發（Forwarding）,快速

16、生成樹協議,生成樹協議總的收斂時間至少需50秒，對于大型局域網而言，收斂時間太長； 快速生成樹協議是由IEEE802.1w標準定義的，作為IEEE802.1d標準的補充； 快速生成樹協議可以在15秒內重新收斂完成。,配置生成樹,開啟生成樹 Spanning-Tree命令 Switch(config)#Spanning-Tree 關閉生成樹 no Spanning-Tree命令 修改生成樹協議類型 Spanning-Tree Mode命令 Switch(config)#Spanning-Tree mode rstp,生成樹設置命令,配置交換機的優先級 Spanning-Tree priority

17、 配置交換機端口的優先級 Spanning-Tree port-priority 配置端口的路徑開銷 Spanning-Tree cost,鏈路聚合,局域網交換技術,單元目標及任務,了解以太網鏈路聚合的作用； 了解流量平衡的基本概念； 理解鏈路聚合的條件； 掌握在交換機上配置鏈路聚合和流量平衡。,鏈路聚合,鏈路聚合也成為端口聚合，其功能是將多條物理鏈路當作一條邏輯的高帶寬鏈路，通過幾個端口進行鏈路負載平衡。 提高通信設備間的鏈路帶寬和數據吞吐量。 負載均衡。 提高傳輸的可靠性。,流量平衡,所謂流量平衡就是把數據流平均地分配到聚合端口的成員鏈路中去。 流量平衡的三種類型： 根據源MAC地址的流量

18、平衡 根據目的MAC地址的流量平衡 根據IP地址的流量平衡,配置鏈路聚合的條件,端口的速率必須一致； 端口必須同屬于一個VLAN； 端口所連接的傳輸介質要相同； 端口所處的工作層次也要相同，且要與捆綁后的聚合端口也處于同一層次。,二層聚合端口的配置,使用interface aggregateport命令創建一個聚合端口； 選擇加入的端口，進入接口配置模式； 使用port-group命令將該端口加入創建的聚合端口。,配置實例,Switch(config)#int aggregateport 1 Switch(config-if)#no shutdown Switch(config-if)#exit Switch(config)#int range fa 0/1-4 Switch (config-if-range)#port-group 1,三層聚合端口的配置,使用inter