1、(中職）單元二 運用交換機構建小型園區網絡ppt課件單元二 運用交換機構建小型園區網絡單元引言： 交換機是網絡的核心設備之一，一種基于物理地址地址識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。讓不同地理位置的不同部門之間進行協同辦公，以智能化和信息化的辦公網絡系統實現資源共享，將會提高部門工作效率，使辦公變得更加便捷和輕松。本單元主要講解了通過配置二層交換機和三層交換機來構建小型園區網絡，實現辦公網絡化。 單元二 運用交換機構建小型園區網絡本單元應會內容: 通過帶外方式對交換進行管理 交換機基本配置命令 跨交換機實現相同VLAN互訪 鏈路聚合增加交換機之間帶寬 交換機配置模式 交換機端口劃分VLA

2、N 配置生成樹協議防止環路 三層交換機不同VLAN路由通信 二層和三層交換的區別和聯系單元二 運用交換機構建小型園區網絡本單元應知內容: 帶內管理交換機 基于MAC地址劃分VLAN 交換機文件備份和還原 多生成樹協議 三層交換機與路由器的區別 默認路由和靜態路由交換機管理方式(任務一)任務一交換機管理方式帶外管理： 網絡的管理控制信息與用戶網絡的承載業務信息在不同的邏輯信道傳送，也就是設備提供專門用于管理的帶寬。 圖2-1 交換機帶外配置任務一交換機管理方式帶外管理初次配置：通過console口進行配置，需要準備好交換console線，進行配置的電腦需要有串口9針，與接顯示器的接口不同帶內管理

3、 是指網絡的管理控制信息與用戶網絡的承載業務信息通過同一個邏輯信道傳送，簡而言之，就是占用業務帶寬。 除了首次進入交換機用帶外的console口管理方式外，還可以使用基于帶內的telnet、Web、SNMP方式管理交換機。Telnet方式管理交換機:DCS-3926S(Config)#interface vlan 1 DCS-3926S(Config-If-Vlan1)#ip address 00 DCS-3926S(Config-If-Vlan1)#no shutdownDCS-3926S(Config-If-Vlan1)#exit DCS-3926S(Config)# telnet-ser

4、ver enable DCS-3926S(Config)#telnet-user kop password 0 1234DCS-3926S(Config)#exit為Telnet客戶端用戶名，不超過16個字符；為登錄口令，最長不超過8個字符；0|7分別表示口令不加密顯示和加密顯示。 配置模式:交換機基本配置一般用戶模式switch? enable - Enable Privileged mode exit - Exit telnet session help - help show - Show running system informationswitch“Switch”符號“”為一般用戶

5、配置模式的提示符。當用戶從特權用戶配置模式使用命令exit 退出時，可以回到一般用戶配置模式。用戶在一般用戶配置模式下不能對交換機進行任何配置，只能查詢交換機的時鐘和交換。特權配置模式switchenaswitch#? clear - Clear logging in logbuff channel clock - Manage the system clock“Switch#”：在特權用戶配置模式下，用戶可以查詢交換機配置信息、各個端口的連接情況、收發數據統計等。 進入特權用戶配置模式后，可以進入到全局配置模式對交換機的各項配置進行修改，因此進行特權用戶配置模式必須要設置特權用戶口令，防止非

6、特權用戶的非法使用，對交換機配置進行惡意修改，造成不必要的損失。全局配置模式switch(Config)#? aaa - Configure AAA(Authentication, Authorization and pre-Accounting) aaa-accounting - Configure accounting access-list - Add an access list entry switch(Config)#全局配置模式在全局配置模式，用戶可以對交換機進行全局性的配置，如對MAC 地址表、端口鏡像、創建VLAN、啟動IGMP Snooping、STP 等。用戶在全局配置模

7、式還可通過命令進入到端口對各個端口進行配置。show ver 信息Show命令show version版本信息show flashflash中文件及大小show arpARP映射表show history最近輸入的歷史命令show running-config 當前狀態配置show startup-configFlash Memory中交換機配置show interface ethernet 0/0/1交換機端口的信息switch#show flashfile name file lengthnos.img 1720035 bytes /交換機軟件系統startup-config 0 byte

8、s /啟動配置文件當前內容為空running-config 783 bytes /當前配置文件switch#switch#write /當前運行配置文件寫入啟動配置文件switch#show flashfile name file lengthnos.img 1720035 bytes /交換機軟件系統startup-config 783 bytes /啟動配置文件當前內容已配置running-config 783 bytes /當前配置文件支持英文中文方式DCS-3926S-1#language ? chinese - Chinese english - EnglishDCS-3926S-1

9、#language chineseDCS-3926S-1#language ? chinese - 漢語english - 英語“？”的應用在任一命令模式下，輸入“？”獲取該命令模式下的所有命令及其簡單描述；在命令的關鍵字后，輸入以空格分隔的“？”若該位置是參數，會輸出該參數類型、范圍等描述；若該位置是關鍵字，則列出關鍵字的集合及其簡單描述；若輸出“” ，則此命令已輸入完整，在該處鍵入回車即可。在字符串后緊接著輸入“？” 會列出以該字符串開頭的所有命令。enable密碼switch#config terminal /全局配置模式switch(Config)#enable password le

10、vel adminCurrent password: /原密碼為空，直接回車New password:* /輸入密碼Confirm new password:*switch(Config)#exit switch#write設備版本不同，型號不同，enable 密碼設置方式有所區別DCRS-5650-28(config)#enable password 8 digitalchinaenable密碼switchswitchenable/進入特權用戶配置模式Password:*switch#switch#show running-config Current configuration:! ena

11、ble password level admin 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b /加密clock set命令：clock set 功能：設置系統日期和時鐘。參數：為當前時鐘，命令模式：特權用戶配置模式缺省情況：系統啟動時缺省為2001年1月1日0：0：0。使用指南：交換機在斷電后不能繼續計時，因此在要求使用確切時間的應用環境中，必須先設定交換機當前的日期和時間。舉例：設置交換機當前日期為2009年8月1日 23時0分0秒。Switch#clock set 23:0:0 2009.8.1相關命令：show clock恢復交換機的出廠設置switch#set d

12、efault /使用set default 命令Are you sure? Y/N = y /是否確認？switch#write /清空startup-config文件switch #show startup-config /顯示當前的startup-config文件This is first time start up system. /系統提示此啟動文件為出廠默認配置switch#reload /重新啟動交換機Process with reboot? Y/N y /copy命令：copy 功能：FTP客戶機上下載文件。參數：為被拷貝的源文件或目錄的位置； 為文件或目錄所要拷貝到的目的地址；

13、 和形式隨文件或目錄位置變化。TFTP服務器的根目錄：E：share服務器的IP地址：01備份配置文件switch#copy startup-config t01/startup1Confirm Y/N:ybegin to send file,wait.file transfers complete.close tftp client.switch#備份系統文件DCS-3926S#copy nos.img t01/nos.imgConfirm Y/N:ynos.img file length = 1720035read file okbegin to send file,wait.#file

14、transfers complete.close tftp client.升級準備交換機系統文件升級之前需要做以下一些準備工作：查詢系統當前運行的Bootrom版本和IMG軟件版本備份當前運行的引導文件、系統映像文件，便于升級失敗時能夠進行版本回退備份當前系統的running-config與startup-config配置文件，便于在不同版本命令行存在差異時能夠及時恢復原有的配置檢查板卡的硬件版本注意在Bootrom下嚴格按照以下升級順序來進行：首先升級引導文件，然后重啟交換機，接下來升級系統映像文件和廠商配置文件。NOS升級第一步：在交換機啟動的過程中，按住“ctrlb”鍵，直到交換機進入B

15、ootROM 監控模式。操作顯示如下：Testing RAM.0 x00200000 RAM OKLoading BootRom.OKChecking ECC of BootRom.OKStarting BootRom.BSP version: 1.6.3Creation date: May 12 2008, 10:51:00Initializing. OK!Boot:NOS升級第二步：執行setconfig，設置BootROM 模式下的IP 地址、掩碼、服務器的IP 地址、掩碼及選擇TFTP 或者FTP 的升級方式。如設置本機地址為/24；PC 地址為6/24；選擇TFTP 升級方式；Boo

16、t: setconfigHost IP Address: 89Server IP Address: 01FTP(1) or TFTP(2): 1 2Network interface configure OK.Boot:NOS升級第三步：在交換機的BootROM模式下執行load 命令； Boot: load nos.imgLoading.entry = 0 x10010size = 0 x1077f8第四步：Boot: writeimg nos.imgProgramming.Program OK.第五步：Boot: rebootNOS升級DCS-3926S#copy t01/nos.img

17、nos.imgConfirm Y/N:ybegin to receive file,wait.#recv 3330245begin writing flash.end writing flash.write oktransfer completeclose tftp client.DCS-3926S#reloadDCS-3926S#show version VLAN技術 （任務二、三、四）VLAN概述：1、什么是VLAN2、VLAN有什么作用VLAN分割廣播域廣播域廣播VLAN 1VLAN 2廣播域VLAN的作用：1、廣播控制2、安全性3、帶寬利用4、延遲VLAN的種類：1、基于端口劃分的靜態

18、VLAN2、基于MAC地址劃分的動態VLAN基于端口劃分的靜態VLAN：主機A主機B主機C主機D以太網交換機VLAN表端口所屬VLANPort 1VLAN 5Port 2VLAN 10Port 7VLAN 5Port 10VLAN 10Port 1Port 2Port 7Port 10交換機上靜態VLAN的配置：配置VLAN的步驟：1、創建VLANSwitch(Config)#vlan 2 /創建vlan2Switch(Config-vlan)#name jiaoyan /為vlan命名Switch(Config-vlan)#exit/退出2、將端口加入到相應的VLAN中Switch(Conf

19、ig)#interface e0/0/1 /進入端口Switch(Config-ethernet0/0/1)#switchport access vlan 2 /將端口加入到vlan2中3、驗證Show vlan輸出理解VLAN Name Type Media Ports- - - - -1 default Static ENET Ethernet0/0/1 Ethernet0/0/2 Ethernet0/0/3 Ethernet0/0/4 Ethernet0/0/5 Ethernet0/0/6 Ethernet0/0/7 Ethernet0/0/8 Ethernet0/0/9 Etherne

20、t0/0/10 Ethernet0/0/11 Ethernet0/0/12 Ethernet0/0/13 Ethernet0/0/14100 VLAN0100 Static ENET ！已經創建了vlan100，vlan100中沒有端口；200 VLAN0200 Static ENET ！已經創建了vlan200，vlan200中沒有端口；多個交換機上的VLAN應用：物理組VLAN 數學組VLAN 英語組VLAN1樓2樓3樓交換機之間的VLAN通信31：VLAN 1VLAN 2VLAN 3VLAN 1VLAN 2VLAN 3交換機之間的VLAN通信32：如何實現交換機之間的VLAN通信？VLA

21、N 1VLAN 2VLAN 3VLAN 1VLAN 2VLAN 3只使用一條鏈路，那么來自多個VLAN的數據如何標識？設置trunk:Switch(Config-ethernet0/0/1)# switchport mode trunk /將端口設置為TRUNK模式，允許多個vlan的數據通過Switch(Config-ethernet0/0/1)# switchport mode access /將端口設置為接入模式，只允許一個vlan的數據通過Switch(Config-ethernet0/0/1)# switchport trunk allowed vlan 1；3-10 /此trunk

22、端口允許vlan1、vlan3至vlan10的數據通過Switch(Config-ethernet0/0/1)# switchport trunk allowed vlan all /此trunk端口允許所有vlan的數據通過Switch(Config-ethernet0/0/5)#switchport trunk native vlan 100 /修改trunk的本幀vlan 生成樹協議 （任務五 ）交換機原理：根據MAC地址表轉發數據幀，如果地址未知，則廣播aabbA查MAC地址表，目的地址在表中不存在A廣播這個數據幀廣播風暴的產生：當網絡中存在物理環路，會產生廣播風暴AaabbBCA查M

23、AC地址表，目標地址在表中不存在，A廣播這個幀B與C查MAC地址表，未知目標地址，B與C廣播該幀形成雙向廣播環，廣播永遠不會停止，產生廣播風暴廣播風暴最終會導致網絡資源耗盡，交換機死機！STP協議介紹：STP Spanning Tree Protocol（生成樹協議）1、邏輯上斷開環路，防止廣播風暴的產生2、當線路出現故障，斷開的接口被激活，恢復通信 ，起備份線路的作用STP的算法：STP將一個環形網絡生成無環拓樸的步驟：選擇根網橋（Root Bridge）選擇根端口（Root Ports）選擇指定端口（Designated Ports）網橋是交換機的前身，由于STP是在網橋基礎上開發的，因此

24、現在在交換機的網絡中仍然沿用網橋這一術語第一步：選擇根網橋選擇根網橋的依據：橋ID（BID）橋ID是唯一的，交換機之間選擇BID值最小的交換機作為網絡中的根網橋網橋優先級網橋的MAC地址2字節6字節取值范圍：0 65535缺省值：32768選擇根網橋的目的是為了給將生成的樹形結構確定一個樹根STP選擇根網橋舉例：根據網橋ID選擇根網橋優先級：4096MAC地址： 000d.2800.b100優先級：32768MAC地址： 000d.2800.b101優先級：32768MAC地址： 000d.2800.b102Root Bridge下一步：選擇根端口以本拓樸為例，介紹STP的計算過程選擇根端口的

25、依據：在非根網橋上選擇一個到根網橋最近的端口作為根端口選擇根端口的依據是：根路徑成本最低 直連（上游）的網橋ID最小端口（上游）ID最小根路徑成本根路徑成本（開銷）是網橋到根網橋的路徑上所有鏈路的成本之和，默認10M/100M自適應的路徑開銷為200000Root Bridge路徑成本：19路徑成本：100BAPort 1C的Port 1根路徑成本19100119端口ID的組成：端口優先級端口編號8位8位取值范圍：0 255缺省值：128100MSTP選擇根端口舉例：在非根橋上， 選擇一個根端口（RP）優先級：4096MAC地址： 000d.2800.b100優先級：32768MAC地址： 0

26、00d.2800.b101優先級：32768MAC地址： 000d.2800.b102Root Bridge下一步：選擇指定端口100M100MRoot PortRoot Port在B和C上，到達A最近的端口是B和C的根端口選擇指定端口的依據在每個網段上，選擇1個指定端口根橋上的端口全是指定端口非根橋上的指定端口：根路徑成本最低端口所在的網橋的ID值較小端口ID值較小STP選擇指定端口舉例在每個網段選擇1個指定端口（DP）100M優先級：4096MAC地址： 000d.2800.b100優先級：32768MAC地址： 000d.2800.b101優先級：32768MAC地址： 000d.280

27、0.b102Root Bridge100M100MRoot Port這個端口不是根端口，也不是指定端口，STP將這個端口阻塞（Block）在這個網段上，B的網橋ID較小，所以B上的端口為指定端口DPDPDP根網橋上的端口都是指定端口STP計算結果：經過STP計算，最終的邏輯結構為無環拓樸100M優先級：32768MAC地址： 000d.2800.b101優先級：32768MAC地址： 000d.2800.b102100M優先級：4096MAC地址： 000d.2800.b100備份線路STP舉例：BID：32768000d.2800.b100BID：32768000d.2805.c100BID

28、：32768000d.2810.d100BID：32768000d.2811.e100100M100M100M100M100MRoot BridgeRPRPRPDPDPDPBlock經過STP計算后的邏輯拓樸：BID：32768000d.2800.b100BID：32768000d.2805.c100BID：32768000d.2810.d100BID：32768000d.2811.e100100M100M100MRoot BridgeBPDU（橋協議數據單元）交換機之間使用BPDU來交換STP信息BPDUBridge Protocol Data Unit 橋協議數據單元使用組播發送BPDU，

29、組播地址為：01-80-c2-00-00-00BPDU分為2種類型：配置BPDU 用于生成樹計算拓樸變更通告（TCN）BPDU 用于通告網絡拓樸的變化BPDU包含的關鍵字段字段字節作用協議ID2版本號1報文類型1標識是配置BPDU還是TCN BPDU標記域1根網橋ID8用于通告根網橋的ID根路徑成本4說明這個BPDU從根傳輸了多遠發送網橋ID8發送這個BPDU網橋的ID端口ID2發送報文的端口的ID報文老化時間2計時器值，用于說明生成樹用多長時間完稱它的每項功能最大老化時間2訪問時間2轉發延遲2100MSTP使用BPDU選擇根網橋2-1100M網橋ID： 32768.000d.2800.b10

30、1網橋ID：32768.000d.2800.b102網橋ID： 4096.000d.2800.b100字段值根網橋ID32768.000d.2800.b101根路徑成本0發送網橋ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxx交換機啟動時，假定自己是根網橋，在向外發送的BPDU中，根網橋ID字段填寫自己的網橋ID100M100M100MSTP使用BPDU選擇根網橋2-2100M字段值根網橋ID4096.000d.2800.b100根路徑成本0發送網橋ID 4096.000d.2800.b100端口IDxxxx當接收到其他交換機發出的BPDU后，比較網橋ID，選擇較小的添加到根網橋I

31、D中100M字段值根網橋ID4096.000d.2800.b100根路徑成本0發送網橋ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxx100M網橋ID： 32768.000d.2800.b101網橋ID：32768.000d.2800.b102網橋ID： 4096.000d.2800.b100當全網所有的交換機接收到全部的BPDU并作比較后，就可以選擇出唯一的一個根網橋STP使用BPDU計算根路徑成本2-1100M100M100M字段值根網橋ID4096.000d.2800.b100根路徑成本0發送網橋ID 4096.000d.2800.b100端口IDxxxx根網橋發送根路徑成本

32、為0的BPDU100MRoot Bridge網橋ID： 32768.000d.2800.b101網橋ID：32768.000d.2800.b102網橋ID： 4096.000d.2800.b100Root BridgeSTP使用BPDU計算根路徑成本2-2其他交換機接收到根網橋的BPDU后，在根路徑成本上添加接收接口的路徑成本，然后轉發100M100M100M字段值根網橋ID4096.000d.2800.b100根路徑成本19發送網橋ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxx100M交換機保存接口的根路徑成本到內存中網橋ID： 32768.000d.2800.b101網橋ID

33、：32768.000d.2800.b102網橋ID： 4096.000d.2800.b100生成樹端口的狀態狀態用途轉發（Forwarding）發送和接收用戶數據學習（Learning）構建網橋表偵聽（Listening）構建“活動”拓樸阻塞（Blocking）只接收BPDU禁用（Disable）強制關閉交換機端口的5種STP狀態生成樹計時器20秒20秒15秒35秒15秒50秒阻斷傾聽轉發學習最大壽命轉發延遲轉發延遲交換機開機需要等待30秒時間開始轉發數據當某個正在使用的鏈路斷掉，阻塞的端口需要50秒時間開始轉發數據STP狀態機監聽阻塞轉發學習1）端口啟用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被選

34、為根端口或指定端口4）端口被選為非指定端口5）轉發定時器超時（1，6）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6）PortFast（6）禁 用在STP選舉過程中，端口是不能轉發用戶數據的。端口一開始處于阻塞狀態，這個狀態只能接收BPDU；STP狀態機監聽阻塞轉發學習1）端口啟用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被選為根端口或指定端口4）端口被選為非指定端口5）轉發定時器超時（1，6）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6）PortFast（6）禁 用阻塞阻塞在STP選舉過程中，端口是不能轉發用戶數據的。端口一開始處于阻塞狀態，

35、這個狀態只能接收BPDU；一個接口20秒沒收到BPDU，也就是到了最大時間，端口會進入偵聽狀態，這時接口可以接收BPDU，并開始發送BPDU；STP狀態機監聽阻塞轉發學習1）端口啟用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被選為根端口或指定端口4）端口被選為非指定端口5）轉發定時器超時（1，6）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6）PortFast（6）禁 用監聽在STP選舉過程中，端口是不能轉發用戶數據的。端口一開始處于阻塞狀態，這個狀態只能接收BPDU；一個接口20秒沒收到BPDU，也就是到了最大時間，端口會進入偵聽狀態，這時接口可以接收BPDU，并開始發送

36、BPDU；發送15秒的BPDU，接口將會為轉發用戶數據做準備，也開始學習MAC地址，這個狀態叫學習狀態；STP狀態機監聽阻塞轉發學習1）端口啟用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被選為根端口或指定端口4）端口被選為非指定端口5）轉發定時器超時（1，6）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6）PortFast（6）禁 用監聽學習在STP選舉過程中，端口是不能轉發用戶數據的。端口一開始處于阻塞狀態，這個狀態只能接收BPDU；一個接口20秒沒收到BPDU，也就是到了最大時間，端口會進入偵聽狀態，這時接口可以接收BPDU，并開始發送BPDU；發送15秒的BPDU，接

37、口將會為轉發用戶數據做準備，也開始學習MAC地址，這個狀態叫學習狀態；再經過15秒的學習后，端口進入轉發狀態，轉發狀態是一個正常的接口。 STP狀態機監聽阻塞轉發學習1）端口啟用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被選為根端口或指定端口4）端口被選為非指定端口5）轉發定時器超時（1，6）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6）PortFast（6）禁 用監聽學習轉發spanning-tree設置開啟STP：switchA(Config)#spanning-treeMSTP is starting now, please wait.MSTP is enabled

38、 successfully.spanning-tree設置查看配置SW1#sh spanning-tree - MSTP Bridge Config Info -Standard : IEEE 802.1sBridge MAC : 00:03:0f:01:0e:30Bridge Times : Max Age 20, Hello Time 2, Forward Delay 15Force Version: 3# Instance 0 #Self Bridge Id : 32768 - 00:03:0f:01:0e:30Root Id : 16384.00:03:0f:01:0f:52Ext.R

39、ootPathCost : 200000Region Root Id : this switchInt.RootPathCost : 0Root Port ID : 128.1Current port list in Instance 0:Ethernet0/0/1 Ethernet0/0/2 (Total 2) PortName ID ExtRPC IntRPC State Role DsgBridge DsgPort- - - - - - - - Ethernet0/0/1 128.001 0 0 FWD ROOT 16384.00030f010f52 128.007 Ethernet0/

40、0/2 128.002 0 0 BLK ALTR 16384.00030f010f52 128.011MSTP用少量資源在網絡中實現多個生成樹在多條Trunk鏈路上實現VLAN級負載均衡多實例生成樹MSTP配置DCS (Config)# spanning-tree mst configurationDCS (Config-Mstp-Region)#name mstpDCS (Config-Mstp-Region)#instance 1 vlan 10DCS (Config-Mstp-Region)#instance 2 vlan 20DCS (Config-Mstp-Region)#exitDCS (Config)# spanning-treeMSTP is starting now, please wait.MSTP is enabled successfully.進入MST配置