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

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1、項(xiàng)目四交換機(jī)的基本配置與管理 【教學(xué)目標(biāo)】 1. 知識目標(biāo)： （1） 理解交換機(jī)組成、分類、功能、工作原理和管理方式。 （2） 掌握交換機(jī)式的配置模式。 （3） 掌握交換機(jī)時鐘、管理IP地址、端口、特權(quán)模式密碼、Console端口密碼、遠(yuǎn)程管理的 配置方法。 2. 技能目標(biāo)： （1） 熟練交換機(jī)工作模式的切換。 （2） 能夠完成交換機(jī)各種密碼的配置、時鐘、遠(yuǎn)程管理、端口的配置。 （3） 能夠熟練使用交換機(jī)的系統(tǒng)幫助。 3. 素養(yǎng)目標(biāo) （!）培養(yǎng)溝通交流及團(tuán)隊合作意識 （2） 養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)習(xí)慣 （3） 培養(yǎng)精益求精的工匠精神 【教學(xué)重點(diǎn)】 各種密碼的配置、時

2、鐘的配置 【教學(xué)難點(diǎn)】 遠(yuǎn)程管理、端口的配置 【教學(xué)方法】 項(xiàng)目教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、自主探究、合作探究。 【導(dǎo)入新課】 交換機(jī)是局域網(wǎng)中重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有地址學(xué)習(xí)、幀轉(zhuǎn)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(jī)，必須使用Console端口，在配置好IP地址后，就可以使用遠(yuǎn)程登錄等 方式對交換機(jī)進(jìn)行配置管理了。為了保證交換機(jī)的安全，管理員通常會為其設(shè)置密碼，如Console 端口密碼、特權(quán)模式密碼、遠(yuǎn)程登錄密碼等，具體如何配置？本次課開始一起來學(xué)習(xí)。 【教學(xué)過程】 任務(wù)一：認(rèn)識交換機(jī) 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(jié)設(shè)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(shè)備，應(yīng)用于局域網(wǎng)環(huán)境。 任務(wù)要求： (1) 配置交換機(jī)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(jī)MAC地址表的概念、地址學(xué)習(xí)功能、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)功能 和工作過程。 知識點(diǎn)鏈接： 1. 端口模式 1) 進(jìn)入某一個端口的配置模式 SWA(config)#int fastEthernet 0/1 2) 進(jìn)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(jī)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(guān)閉端口使用 shutdown。 注意：在配置交換機(jī)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(yīng)或相同的 半雙.工、全雙工模式，帶寬也要相同，否則會導(dǎo)致高出錯率，出現(xiàn)嚴(yán)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(jī)端口的設(shè)備MAC地址與相應(yīng)端口號的映射關(guān)系，命令 如下。 SWA#show mac-address-table //查看 MAC 地址表 任務(wù)實(shí)施： 1) 繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-22所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 2) IP地址規(guī)劃 按IP地址規(guī)劃中的要求配置計算機(jī)PCA、PCB、PCC和PCD的IP地址。 3) 理解交換機(jī)的功能與工作過程 理解交換機(jī)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能、地址學(xué)習(xí)功能，理解交換機(jī)的工作過程。 (1) 查看交換機(jī)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(jī)的端口 （2）故障診斷. 5） 配置計算機(jī)網(wǎng)卡端口的帶寬與工作模式 （2） 此時，交換機(jī)的配置界面會出現(xiàn)如下提示，表示端口 FastEthernetO/1轉(zhuǎn)為開啟狀態(tài)。 （3） 同樣的方法，對其他計算機(jī)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(jī)，都能連通。 【項(xiàng)目小結(jié)】 本任務(wù)主要學(xué)習(xí)了。 （1） 交換機(jī)工作模式的切換。 （2） 交換機(jī)各種密碼的配置、時鐘、遠(yuǎn)程管理、端口的配置。 （

7、3） 交換機(jī)的系統(tǒng)幫助。 任務(wù)評價表 學(xué)生： 級 班星期 日期 項(xiàng)目名稱 交換機(jī)的基本配置與管理 組長 評價內(nèi)容 主要評價標(biāo)準(zhǔn) 分?jǐn)?shù) 小組評價 教師評價 任務(wù)一 掌握交換機(jī)組成、分類、功能、 工作原理和管理方式 15分 任務(wù)二 時鐘與管理IP地址配置正確 15分 任務(wù)三 特權(quán)密碼、Console密碼正確 15分 任務(wù)四 遠(yuǎn)程管理配置正確 15分 任務(wù)五 端口的帶寬、工作模式正確， 理解交換機(jī)工作過程 20分 綜合案例 端口帶寬、工作模式、遠(yuǎn)程管 理配置正確 20分 總分 合

8、計 項(xiàng)目總結(jié) （心得體會） 說明：（1）從設(shè)備選擇、設(shè)備連線、設(shè)備配置、連通測試等方面對任務(wù)進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)訪問 指網(wǎng)絡(luò)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(dāng)有其他工作站在發(fā)送數(shù)據(jù)時，會產(chǎn)生“碰撞”，導(dǎo)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(jī)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(jī) 交換機(jī)是集線器的升級產(chǎn)品，它能夠能基于目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)信息，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳 輸。 5. 交換機(jī)的分類 1）按交換機(jī)是否可網(wǎng)絡(luò)管理分類 按交換機(jī)是否可網(wǎng)絡(luò)管

10、理分為不可網(wǎng)管交換機(jī)和可網(wǎng)管交換機(jī)。 （1）不可網(wǎng)管交換機(jī)。 （2）可網(wǎng)管交換機(jī)。 圖4-3不可網(wǎng)管交換機(jī) 圖4-4可網(wǎng)管交換機(jī) Console落口 圖4-5銳捷RG-NBS1800接入層交換機(jī) 圖4-6華為S5720S匯聚層交換機(jī) 2)按網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分類 按照網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分為接入層交換機(jī)、匯聚層交換機(jī)和核心層交換機(jī)。 (1) 接入層交換機(jī)。 (2) 匯聚層交換機(jī)。 (3)核心層交換機(jī)。 部署在核心層的交換機(jī)稱為核心層交換機(jī)，也稱為中心交換機(jī)，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(jī) 6. 交換機(jī)的組成

11、1) 軟件部分 思科交換機(jī)軟件部分主要是Cisco IOS操作系統(tǒng)，因設(shè)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(jī)存儲器(RAM)、閃存(FLASH)、 各類端II和配置線纜。 7. 交換機(jī)的工作過程與功能 1) MAC地址表 交換機(jī)中存在并維護(hù)著一個MAC地址表，該表保證交換機(jī)正常工作，表中存放著所有連接到交 換機(jī)端口設(shè)備的MAC地址與相應(yīng)端口號的對應(yīng)關(guān)系，如圖4-10所示。交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀前要先查 詢MAC地址表，找到對應(yīng)的端口，然后再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。 SW1 主機(jī)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(jī)的工作過程 簡單地說，交換機(jī)的工作過程是存儲與轉(zhuǎn)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(yīng)的端口，則轉(zhuǎn)發(fā)；如果沒有找到對應(yīng) 的端口，那么就向除了源端口外的所有端口轉(zhuǎn)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(yīng)關(guān)系寫入MAC地址表。 SW1 MAC1 MAC2 MAC3 MAC4 MAC 地址表 圖4T1交換機(jī)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(yīng)關(guān)系寫入交換機(jī) 主機(jī)?AC地址 端口 MAC1 f 0/1 3）交換機(jī)的功能 交換機(jī)的基本功能主要有地址學(xué)習(xí)、幀的轉(zhuǎn)發(fā)及過濾和環(huán)路避免。 （1） 地址學(xué)習(xí)。 （2） 幀的轉(zhuǎn)發(fā)及過濾。 （3） 環(huán)路避免。 8. 交換機(jī)的管理方式 交換機(jī)常見的管理方式主要有四種，分別是仿真終端管理、Telnet遠(yuǎn)程管理、Web管理和SNVP 管理。 1）仿真終端管理 首次配置交換機(jī)時可以使用仿真終端通過Console端LI對交換機(jī)進(jìn)行管理，需要用到一臺計

14、算 機(jī)和?條配置線纜。 2) Telnet遠(yuǎn)程管理 3) Web管理 4) SNMP管理 任務(wù)二：配置模式與管理IP地址 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：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(shè)備：交換機(jī)(型號2960) 一臺、計算機(jī)一臺、配置線纜一根。 設(shè)備連線：計算機(jī)B的RS 232端口一SWA的Console端口。 任務(wù)要求： (1) 能夠以仿真終端的方式配置交換機(jī)，能夠熟練進(jìn)行各種配置模式的切換。 (2) 配置交換機(jī)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(jī)的管

15、理。 知識點(diǎn)鏈接： 1. 交換機(jī)的管理IP地址 如果要對一臺交換機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)管理，交換機(jī)必須要有IP地址，用于聯(lián)網(wǎng)和區(qū)別其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備， 這個地址就是管理IP地址，交換機(jī)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(jìn)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(jī)與計算機(jī)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(jī)進(jìn)行配置操作的一系列信息，也是當(dāng)前運(yùn)行的配置信息，查看配置信 息的命令如下。 Switch#sho\v running-config 任務(wù)實(shí)施： 1)繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-15所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 2) 以仿真終端的

17、方式進(jìn)入交換機(jī)的命令行界面 3) 進(jìn)入特權(quán)模式 4) 進(jìn)入全局配置模式 5) 進(jìn)入Vian配置模式 6) 進(jìn)入端口時置模式 7) 8) 更改交換機(jī)的名稱 配置交換機(jī)的管理IP地址 9) 查看系統(tǒng)信息 10）查看配置信息 任務(wù)三：配置時鐘與密碼 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu): 配置交換機(jī)的時鐘與密碼如圖4-18所示。 PC-PT PC 2960-24TT 交挨機(jī)1 圖4-18配置交換機(jī)的時鐘與密碼 所需設(shè)備: 交換機(jī)（型號2960） 一臺、計算機(jī)一臺、配置線纜一根。 設(shè)備連線: 計算機(jī)PC的RS 232端口交換機(jī)1的Console端口。 任

18、務(wù)要求： 文密碼為“psw”，密文密碼為“sec”。 知識點(diǎn)鏈接： 1.交換機(jī)的時鐘 配置交換機(jī)的時鐘為當(dāng)前時間，配置Consol。端口的密碼為“abc”，設(shè)置交換機(jī)明 很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有時鐘，用于顯示當(dāng)前時間，交換機(jī)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(dāng)?shù)呐渲眯畔懭腴W存中 Switch#copy running-config startup-config //將當(dāng)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(jī)的密碼 1）特權(quán)模式密碼 Switch (config) Senable password 密碼 Switch (config) tenable secret 密碼 //設(shè)置明文密碼，刪除可以使用no enable password //設(shè)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(jī)時，進(jìn)入用戶模式 時輸入的密碼，Console端口密碼的配置命令如下。 〃進(jìn)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(yàn)證則使用no login命令。 3)遠(yuǎn)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(yàn)證，即登錄時需要輸入密碼，如果不需 遠(yuǎn)程登錄密碼是遠(yuǎn)程登錄交換機(jī)時輸入的密碼，這部分內(nèi)容將在卜一任務(wù)中講解。 任務(wù)實(shí)施： 1）繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-18所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以仿真終端的方式進(jìn)入交換機(jī)的命令 行界面。 2） 配置交換機(jī)的時鐘 3） 設(shè)置特權(quán)模式明文密碼并測試 4） 設(shè)置特權(quán)模式密文密碼并測試 5） 設(shè)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(jìn)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(shè)置的兩種特權(quán)模式密碼和Console端口密碼。 任務(wù)四：配置遠(yuǎn)程登錄 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：交換機(jī)的遠(yuǎn)程管理如圖4-20示。 a° PC-PT 2950T-24 SVVA PC-PT PC1 圖4-20交換機(jī)的遠(yuǎn)程管理 所需設(shè)備：交換機(jī)一臺（型號2950）、計算機(jī)兩臺、直通線一根、 IP地址規(guī)劃： 配置線纜一根。 計算機(jī) PC1 的 IP 地址：192. 168. 1. 2/24o SWA 的管理 IP 地址:192. 168. 1. 1/24o 設(shè)備連線： 計算機(jī) PC1 的 fastEthernetO 端

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

24、機(jī)配置，因此，首次使用Console 端口時置后，以后一般采用遠(yuǎn)程登錄的方式對交換機(jī)進(jìn)行配置，既省去了連線的麻煩，又可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程設(shè)備的管理，方便省事，而旦效率高，遠(yuǎn)程登錄交換機(jī)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(jìn)入虛擬端 口模式 意為進(jìn)入交換機(jī)5個虛擬端口(分別0、1、2、3、4)的端口模式進(jìn)行配置，如果要同時進(jìn)入5 個虛擬端口模式，可以line vly 0 4命令，當(dāng)然也可以分開進(jìn)入，例如使用命令line vty 0 2和 line vty 3 4,交換機(jī)最多有16個虛擬端口。 2) 配置遠(yuǎn)程登錄

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

26、 #int vlan 1 //進(jìn)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(yuǎn)程登錄時，必須同時配置特權(quán)模式密碼，明文密碼與密文密碼都可以，否則無法實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程登錄。 ② 如果不讓用戶通過0到4虛擬端口遠(yuǎn)程登錄，只要清除虛擬端口密碼即可，需要進(jìn)行如下配 置。 Switch(config)#line vty 0 4 Switch(config-line)#no passwor

27、d //清除密碼，關(guān)閉虛擬端口，用戶不能遠(yuǎn)程登錄。 任務(wù)實(shí)施： 1)繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-20所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 2）切換界面進(jìn)行配置 通過仿真終端登錄交換機(jī)，為簡化操作，在后面的任務(wù)中直接單擊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備圖標(biāo)，切換到命令 行界面進(jìn)行配置。 3） 配置交換機(jī)的管理IP地址 4） 配置特權(quán)模式密碼 5） 配置遠(yuǎn)程登錄 6） 配置遠(yuǎn)程登錄的計算機(jī) 7） 連通測試 8） 遠(yuǎn)程登錄測試 9） 故障診斷 ① 如果PC1與交換機(jī)不能連通，則可能是交換機(jī)的管理IP地址與PC1的IP地址不在同一網(wǎng)絡(luò), 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(wù)五：配置交換機(jī)的端口 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：如圖4-22所示。 PGA PCB PCC PCD 圖4-22交換機(jī)端口的配置 所需設(shè)備：交換機(jī)（型號2960） 一臺、計算機(jī)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(shè)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。