數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡技術 教案4 交換機的基本配置與管理

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1、項目四交換機的基本配置與管理 【教學目標】 1. 知識目標： （1） 理解交換機組成、分類、功能、工作原理和管理方式。 （2） 掌握交換機式的配置模式。 （3） 掌握交換機時鐘、管理IP地址、端口、特權模式密碼、Console端口密碼、遠程管理的 配置方法。 2. 技能目標： （1） 熟練交換機工作模式的切換。 （2） 能夠完成交換機各種密碼的配置、時鐘、遠程管理、端口的配置。 （3） 能夠熟練使用交換機的系統(tǒng)幫助。 3. 素養(yǎng)目標 （!）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） 培養(yǎng)精益求精的工匠精神 【教學重點】 各種密碼的配置、時

2、鐘的配置 【教學難點】 遠程管理、端口的配置 【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】 交換機是局域網(wǎng)中重要的網(wǎng)絡設備，具有地址學習、幀轉發(fā)過濾、環(huán)路避免等功能，常用于組 建局域網(wǎng)。首次配置交換機，必須使用Console端口，在配置好IP地址后，就可以使用遠程登錄等 方式對交換機進行配置管理了。為了保證交換機的安全，管理員通常會為其設置密碼，如Console 端口密碼、特權模式密碼、遠程登錄密碼等，具體如何配置？本次課開始一起來學習。 【教學過程】 任務一：認識交換機 1. 什么是集線器 集線器的英文名稱為Hub,是一種不需要或只需要

3、很少軟件管理的網(wǎng)結設備，如圖4-1所示。 它工作在0SI參考模型的第?層，屬于物理層設備，應用于局域網(wǎng)環(huán)境。 任務要求： (1) 配置交換機端口 f 0/1、f 0/2、f 0/3和fO/4的帶寬為100Mbit/s,工作模式為全雙工。 (2) 通過Packet Tracer軟件理解交換機MAC地址表的概念、地址學習功能、存儲與轉發(fā)功能 和工作過程。 知識點鏈接： 1. 端口模式 1) 進入某一個端口的配置模式 SWA(config)#int fastEthernet 0/1 2) 進入一組端口的配置模式 SWA(config)#int range f 0/1-10 2

4、. 配置交換機端口 1) 配置端口的帶寬、工作模式、端口狀態(tài) SWA(config~if)#speed 帶寬 〃配置帶寬 SWA(config-if)^duplex工作模式 〃配置工作模式 SW/\(config-if)#no shutdown 〃開啟端口，關閉端口使用 shutdown。 注意：在配置交換機時，鏈路兩端端口工作模式的要相互匹配，即兩端都為自動適應或相同的 半雙.工、全雙工模式，帶寬也要相同，否則會導致高出錯率，出現(xiàn)嚴重的丟包現(xiàn)象。 2) 查看端口信息 可以查看端口的帶寬、工作模式、狀態(tài)等信息，配置命令如下。 SWAttshow interface fastE

5、thernet 0/i 3. 查看MAC地址表 MAC地址表里面存放著所有連接到交換機端口的設備MAC地址與相應端口號的映射關系，命令 如下。 SWA#show mac-address-table //查看 MAC 地址表 任務實施： 1) 繪制拓撲結構 在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-22所示的拓撲結構。 2) IP地址規(guī)劃 按IP地址規(guī)劃中的要求配置計算機PCA、PCB、PCC和PCD的IP地址。 3) 理解交換機的功能與工作過程 理解交換機的存儲轉發(fā)功能、地址學習功能，理解交換機的工作過程。 (1) 查看交換機的MAC地址表。 (2) 觀看動態(tài)的通

6、信過程。 (3) 再次查看MAC地址表。 (4) 形成完整的MAC地址表。 4) 配置交換機的端口 （2）故障診斷. 5） 配置計算機網(wǎng)卡端口的帶寬與工作模式 （2） 此時，交換機的配置界面會出現(xiàn)如下提示，表示端口 FastEthernetO/1轉為開啟狀態(tài)。 （3） 同樣的方法，對其他計算機配置全雙工模式和1 OOMbit/s的帶寬。 6） 測試 （1） 查看端口信息。 （2） 連通測試。 從PC1中ping其他計算機，都能連通。 【項目小結】 本任務主要學習了。 （1） 交換機工作模式的切換。 （2） 交換機各種密碼的配置、時鐘、遠程管理、端口的配置。 （

7、3） 交換機的系統(tǒng)幫助。 任務評價表 學生： 級 班星期 日期 項目名稱 交換機的基本配置與管理 組長 評價內容 主要評價標準 分數(shù) 小組評價 教師評價 任務一 掌握交換機組成、分類、功能、 工作原理和管理方式 15分 任務二 時鐘與管理IP地址配置正確 15分 任務三 特權密碼、Console密碼正確 15分 任務四 遠程管理配置正確 15分 任務五 端口的帶寬、工作模式正確， 理解交換機工作過程 20分 綜合案例 端口帶寬、工作模式、遠程管 理配置正確 20分 總分 合

8、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30階教師評價x60%o 圖4-1集線器 2. CSMA/CD 協(xié)議 CSMA/CD即載波監(jiān)聽多點訪問/碰撞檢測，是共享式以太網(wǎng)中采用的一種特殊協(xié)議，集線器工作 過程中遵循此協(xié)議，CSMA/CD協(xié)議工作原理如下，如圖4-2所示。 1） 多點訪問 指網(wǎng)絡上所有工作站收發(fā)數(shù)據(jù)共同使用一條總線，旦發(fā)送數(shù)據(jù)是廣播式。 2） 載波監(jiān)聽 每個工作站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要先確定一下總線上是否有數(shù)據(jù)傳輸，如果有，則暫時不發(fā)送，等 信道空

9、閑時再發(fā)送；如果沒有數(shù)據(jù)傳輸，則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。 3） 碰撞檢測 碰撞檢測就是一邊發(fā)送數(shù)據(jù)一邊檢測，當有其他工作站在發(fā)送數(shù)據(jù)時，會產生“碰撞”，導致 傳輸?shù)男盘柺д?，這時工作站就會立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，而等待一段隨機時間再次發(fā)送，直到數(shù)據(jù)發(fā) 送成功。 PCI s—I PC2 I PC3 碰撞 er I I 碰撞 I II I PC4 J PCS 圖4-2 CSMA/CI）協(xié)議工作原理 4. 什么是交換機 交換機是集線器的升級產品，它能夠能基于目的MAC地址轉發(fā)信息，可以實現(xiàn)點對點的數(shù)據(jù)傳 輸。 5. 交換機的分類 1）按交換機是否可網(wǎng)絡管理分類 按交換機是否可網(wǎng)絡管

10、理分為不可網(wǎng)管交換機和可網(wǎng)管交換機。 （1）不可網(wǎng)管交換機。 （2）可網(wǎng)管交換機。 圖4-3不可網(wǎng)管交換機 圖4-4可網(wǎng)管交換機 Console落口 圖4-5銳捷RG-NBS1800接入層交換機 圖4-6華為S5720S匯聚層交換機 2)按網(wǎng)絡構成分類 按照網(wǎng)絡構成分為接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機。 (1) 接入層交換機。 (2) 匯聚層交換機。 (3)核心層交換機。 部署在核心層的交換機稱為核心層交換機，也稱為中心交換機，如圖4-7所示。 ■ Oq —' —— _ H J 圖4-7神州數(shù)碼DCRS-6804E核心層交換機 6. 交換機的組成

11、1) 軟件部分 思科交換機軟件部分主要是Cisco IOS操作系統(tǒng)，因設備型號不同而有所不同。 2) 硬件部分 硬件部分主要包括處理器、ASIC芯片、只讀存儲器(ROM)、隨機存儲器(RAM)、閃存(FLASH)、 各類端II和配置線纜。 7. 交換機的工作過程與功能 1) MAC地址表 交換機中存在并維護著一個MAC地址表，該表保證交換機正常工作，表中存放著所有連接到交 換機端口設備的MAC地址與相應端口號的對應關系，如圖4-10所示。交換機在轉發(fā)數(shù)據(jù)幀前要先查 詢MAC地址表，找到對應的端口，然后再轉發(fā)數(shù)據(jù)幀。 SW1 主機地址 毓口 MAC1 ￡ 0/1

12、MAC2 f 0/2 MAC3 f 0/3 MAC4 ￡ 0/4 MAC地址表 圖4T0 MAC地址表 2）交換機的工作過程 簡單地說，交換機的工作過程是存儲與轉發(fā)，它將接收到的數(shù)據(jù)幀先存儲，然后讀取數(shù)據(jù)幀的 目的MAC地址，查詢MAC地址表，如果找到目的MAC地址對應的端口，則轉發(fā)；如果沒有找到對應 的端口，那么就向除了源端口外的所有端口轉發(fā)，即廣播，并把數(shù)據(jù)幀的源地址與接收數(shù)據(jù)幀的端 口的對應關系寫入MAC地址表。 SW1 MAC1 MAC2 MAC3 MAC4 MAC 地址表 圖4T1交換機初始化時 SW1 PCI PC2 PC3 PC4

13、MAC1 MAC2 MAC3 MAC4 MAC 地址表 圖4-12 MAC1與端口 f 0/1的對應關系寫入交換機 主機?AC地址 端口 MAC1 f 0/1 3）交換機的功能 交換機的基本功能主要有地址學習、幀的轉發(fā)及過濾和環(huán)路避免。 （1） 地址學習。 （2） 幀的轉發(fā)及過濾。 （3） 環(huán)路避免。 8. 交換機的管理方式 交換機常見的管理方式主要有四種，分別是仿真終端管理、Telnet遠程管理、Web管理和SNVP 管理。 1）仿真終端管理 首次配置交換機時可以使用仿真終端通過Console端LI對交換機進行管理，需要用到一臺計

14、算 機和?條配置線纜。 2) Telnet遠程管理 3) Web管理 4) SNMP管理 任務二：配置模式與管理IP地址 拓撲結構：配置管理IP地址與信息查看如圖4-15所示。 圖4-15配置管理IP地址與信息查看 所需設備：交換機(型號2960) 一臺、計算機一臺、配置線纜一根。 設備連線：計算機B的RS 232端口一SWA的Console端口。 任務要求： (1) 能夠以仿真終端的方式配置交換機，能夠熟練進行各種配置模式的切換。 (2) 配置交換機的管理IP地址為192.168.0.1,子網(wǎng)掩碼為255. 255. 255.0,并開啟,便于對 交換機的管

15、理。 知識點鏈接： 1. 交換機的管理IP地址 如果要對一臺交換機通過網(wǎng)絡管理，交換機必須要有IP地址，用于聯(lián)網(wǎng)和區(qū)別其他網(wǎng)絡設備， 這個地址就是管理IP地址，交換機的管理IP地址需要在Vian 1上配置，并開啟。配置方法如下。 Switch (conf ig) #int vlan 1 //進入 Vian 1 配置模式 Switch (conf ig-if)#ip address 192. 168. 0. 1 255. 255. 255. 0 〃配置 IP 地址 Switch (config-if)ttno shut 〃開啟 Vian 1 如果要更改配置好的管理IP地址，可以重

16、新配置；如果要刪除配置好的IP地址，可以如下命 令。 Switch(config-if)#no ip address 2. 系統(tǒng)信息 交換機與計算機一樣，也是由硬件和軟件組成，系統(tǒng)信息是指顯示硬件和軟件版本等信息。查 看系統(tǒng)信息的命令如下。 Switch#show version 3. 配置信息 配置信息是用戶對交換機進行配置操作的一系列信息，也是當前運行的配置信息，查看配置信 息的命令如下。 Switch#sho\v running-config 任務實施： 1)繪制拓撲結構 在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-15所示的拓撲結構。 2) 以仿真終端的

17、方式進入交換機的命令行界面 3) 進入特權模式 4) 進入全局配置模式 5) 進入Vian配置模式 6) 進入端口時置模式 7) 8) 更改交換機的名稱 配置交換機的管理IP地址 9) 查看系統(tǒng)信息 10）查看配置信息 任務三：配置時鐘與密碼 拓撲結構: 配置交換機的時鐘與密碼如圖4-18所示。 PC-PT PC 2960-24TT 交挨機1 圖4-18配置交換機的時鐘與密碼 所需設備: 交換機（型號2960） 一臺、計算機一臺、配置線纜一根。 設備連線: 計算機PC的RS 232端口交換機1的Console端口。 任

18、務要求： 文密碼為“psw”，密文密碼為“sec”。 知識點鏈接： 1.交換機的時鐘 配置交換機的時鐘為當前時間，配置Consol。端口的密碼為“abc”，設置交換機明 很多網(wǎng)絡設備都有時鐘，用于顯示當前時間，交換機也不例外，其時鐘格式為“時：分：秒月 日年”，其中“月”為英文月份的前三個字母的縮寫，配置時鐘的命令如下。 Switchftclock set 21:10:09 Mar 22 2020 〃配置時鐘 Switch#show clock 〃顯示時鐘 21:10:18. 372 CTC Sun Mar 22 2020 2.保存配置信息 Sw i tch#wr it

19、e 〃將前當?shù)呐渲眯畔懭腴W存中 Switch#copy running-config startup-config //將當前配置信息保存到啟動文件中 〃永久刪除FLASH中配置文件config, text Switch#delete flash:config. text 3.交換機的密碼 1）特權模式密碼 Switch (config) Senable password 密碼 Switch (config) tenable secret 密碼 //設置明文密碼，刪除可以使用no enable password //設置密文密碼，刪除可以使用no enable secret

20、 2) Console 端口密碼 Console端口密碼也稱為控制臺密碼，是用戶通過Console端口配置交換機時，進入用戶模式 時輸入的密碼，Console端口密碼的配置命令如下。 〃進入Console端I I模式 Switch(config)#1ine console 0 Switch(conf ig-1ine)#password 123 Swi tch(conf ig-1ine)#login 要驗證則使用no login命令。 3)遠程登錄密碼

21、 〃配置密碼為123,刪除密碼，可以使用no password //配置登錄驗證，即登錄時需要輸入密碼，如果不需 遠程登錄密碼是遠程登錄交換機時輸入的密碼，這部分內容將在卜一任務中講解。 任務實施： 1）繪制拓撲結構 在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-18所示的拓撲結構，以仿真終端的方式進入交換機的命令 行界面。 2） 配置交換機的時鐘 3） 設置特權模式明文密碼并測試 4） 設置特權模式密文密碼并測試 5） 設W. Console端口密碼 6 ）測試Conso 1 e端口密碼 在仿真終端中退出用戶模式，再次進入時，提示輸入密碼，輸入密碼"abc”，成功用

22、戶模式, 如圖4-19所示。 7）查看配置 最終，可以看到設置的兩種特權模式密碼和Console端口密碼。 任務四：配置遠程登錄 拓撲結構：交換機的遠程管理如圖4-20示。 a° PC-PT 2950T-24 SVVA PC-PT PC1 圖4-20交換機的遠程管理 所需設備：交換機一臺（型號2950）、計算機兩臺、直通線一根、 IP地址規(guī)劃： 配置線纜一根。 計算機 PC1 的 IP 地址：192. 168. 1. 2/24o SWA 的管理 IP 地址:192. 168. 1. 1/24o 設備連線： 計算機 PC1 的 fastEthernetO 端

23、 I l-*SWA 的 fastEthernetO/24。 計算機配置的RS 232端口一SWA的Console端口。 任務要求： 通過仿真終端配置交換機的管理IP地址，配置特權模式密文密碼為ABCD#,配置遠程登錄，最 多允許6條線路，密碼為123ABC,登錄時需要驗證，使用PC1實現(xiàn)遠程登錄，管理交換機。 知識點鏈接：交換機遠程登錄 使用Console端口配置交換機，連線麻煩且只能對本地的交換

24、機配置，因此，首次使用Console 端口時置后，以后一般采用遠程登錄的方式對交換機進行配置，既省去了連線的麻煩，又可實現(xiàn)遠 程設備的管理，方便省事，而旦效率高，遠程登錄交換機的配置如下。 1) 配置VTY虛擬端I I Swi t ch (config) #1 i ne vty 0 5 〃進入虛擬端 口模式 意為進入交換機5個虛擬端口(分別0、1、2、3、4)的端口模式進行配置，如果要同時進入5 個虛擬端口模式，可以line vly 0 4命令，當然也可以分開進入，例如使用命令line vty 0 2和 line vty 3 4,交換機最多有16個虛擬端口。 2) 配置遠程登錄

25、密碼 在進入虛擬端口模式后，需要配置遠程登錄密碼，命令如下。 Swi tch(config-line)#password ABCD 如果要刪除遠程登錄密碼，可以使用 Switch(config-line)#no password 3) 配置登錄驗證 Switch(config-line)#login 如果登錄時需要驗證，即輸入密碼，使用login命令；不需要驗證，即不輸入密碼，直接登錄, 使用no login命令。 4) 配置特權模式密碼 Switch(config)Senable secret 123 5) 配置計算機的管理IP地址命令 Switch (config)

26、 #int vlan 1 //進入 Vian 1 模式 Swi tch (conf ig-if)#ip address 192. 168. 1. 1 255. 255. 255. 0 Switch (conf ig-if) tino shut //開啟 Vian 1 注意： ① 配置遠程登錄時，必須同時配置特權模式密碼，明文密碼與密文密碼都可以，否則無法實現(xiàn) 遠程登錄。 ② 如果不讓用戶通過0到4虛擬端口遠程登錄，只要清除虛擬端口密碼即可，需要進行如下配 置。 Switch(config)#line vty 0 4 Switch(config-line)#no passwor

27、d //清除密碼，關閉虛擬端口，用戶不能遠程登錄。 任務實施： 1)繪制拓撲結構 在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-20所示的拓撲結構。 2）切換界面進行配置 通過仿真終端登錄交換機，為簡化操作，在后面的任務中直接單擊網(wǎng)絡設備圖標，切換到命令 行界面進行配置。 3） 配置交換機的管理IP地址 4） 配置特權模式密碼 5） 配置遠程登錄 6） 配置遠程登錄的計算機 7） 連通測試 8） 遠程登錄測試 9） 故障診斷 ① 如果PC1與交換機不能連通，則可能是交換機的管理IP地址與PC1的IP地址不在同一網(wǎng)絡, 或某一個沒有配置。 ② 如果能連通，但出現(xiàn)

28、提示 “[Connection to 192. 168. 1. 9 closed by foreign host]",則可 能是沒有配置密碼。 ③ 如果能連通，但出現(xiàn)提示"% Connection timed out; remote host not responding",則可 能是Telnet命令中的IP地址有誤。 任務五：配置交換機的端口 拓撲結構：如圖4-22所示。 PGA PCB PCC PCD 圖4-22交換機端口的配置 所需設備：交換機（型號2960） 一臺、計算機四臺、直通線四條。 IP地址規(guī)劃： PCA 的 1P 地址：192. 168. 0. 1/24。 PCB 的 IP 地址：192.168.0.2/24。 PCC 的 IP 地址：192. 168. 0. 3/24o PCD 的 IP 地址：192. 168. 0. 4/24o 設備連線： PCA 的 fastEthernet0 端口f SWA 的 f 0/1 端口。 PCB 的 fastEthernetO 端口一SWA 的 f 0/2 端口。 PCC 的 fastEthernet0 端口-SWA 的 f 0/3 端口。 PCD 的 fastEthernet0 端口一SWA 的 f 0/4 端口。