數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 教案5 交換技術(shù)

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1、項(xiàng)目一交換技術(shù) 【教學(xué)目標(biāo)】 1. 知識(shí)目標(biāo)： (1) 掌握虛擬局域網(wǎng)的概念及優(yōu)勢(shì)。 (2) 掌握交換機(jī)端口的操作模式和管理模式。 (3) 理解 IEEE 802.lq 標(biāo)準(zhǔn)。 (4) 掌握標(biāo)簽幀的結(jié)構(gòu)。 (5) 掌握端口聚合、負(fù)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(biāo)： (1) 能夠創(chuàng)建Vian并劃分端口。 (2) 能夠配置交換機(jī)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(fù)載。 3. 素養(yǎng)目標(biāo) (1) 培養(yǎng)溝通交流及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí) (2) 養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)習(xí)慣 (3)

2、 培養(yǎng)精益求精的工匠精神 【教學(xué)重點(diǎn)】 創(chuàng)建Vian并劃分端口 【教學(xué)難點(diǎn)】 配置許可Vian列表與Native Vian。 【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】 在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的管理與維護(hù)中，虛擬局域網(wǎng)技術(shù)能夠限制廣播，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，減少網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備資源的消耗，使局域網(wǎng)的管理更加方便、靈活，目前得到了廣泛的應(yīng)用。 【教學(xué)過(guò)程】 任務(wù)一:同一 Vian間的通信 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：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(shè)備：交換機(jī)(型號(hào)2950) 一臺(tái)、計(jì)算機(jī)四臺(tái)、直通線(xiàn)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(shè)備連線(xiàn)： PCA-SWA 的 fO/1, PCB-SWA 的 fO/2, PCC-SWA 的 fO/11, PCD一SWA 的 fO/12。 任務(wù)要求： (1) 交換機(jī) SWA 的 fO/1-l0 端口屬于 Vian 10； f0/ll-20 端 口屬于

4、 Vian 20。 (2) 通過(guò)配置交換機(jī)的Vian,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)PCA與PCB連通，PCC與PCD連通。 知識(shí)點(diǎn)鏈接：虛擬局域網(wǎng)的配置 在交換機(jī)中要使用Vian,必須首先創(chuàng)建Vian,然后將相應(yīng)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?jiǎng)h除 Vian 使用 no Vian 命令 SWA (config) #name 名稱(chēng) 〃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(gè)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(jìn)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(kāi)。 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(huì)自動(dòng)回到Vian 1中。 3) 顯示Vian的信息 可以顯示Vian的名稱(chēng)、狀態(tài)以及各個(gè)Vlern中的端口。 SWA#show Vian 注意：①刪除Vian時(shí)，如果Vian中有端口，最好先刪除Vian中的所有端口，或?qū)⑵鋭澐值? Vian 1中，否則刪除Vian后，這些端口處于非活動(dòng)狀態(tài)，

7、依然屬于原來(lái)的Vian,查看Vian時(shí)也看 不到這些端口。 ②Vian 1是交換機(jī)默認(rèn)的Vian,不能刪除，默認(rèn)時(shí)，交換機(jī)所有的端口都屬于Vian 1。 任務(wù)實(shí)施： (1) 配置各計(jì)算機(jī)的IP地址。 (2) 在Packet Tracer軟件中繪制如圖5T所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，點(diǎn)擊交換機(jī)圖標(biāo)，進(jìn)入命令行界 面, 進(jìn)行配置。 (3) 測(cè)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(cuò)誤，可以借助于鏈接指示燈來(lái)排除故 障, 如果指示燈有黃色或紅色的，表示此處無(wú)法連接，可能有故障。 任務(wù)二：跨交換機(jī)同一 Vian的通信與控制 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：跨交換機(jī)同

8、一 Vian的通信與控制如圖5-4所示。 圖5-4跨交換機(jī)同一 Vian的通信與控制 所需設(shè)備：交換機(jī)兩臺(tái) (型號(hào)2960)、計(jì)算機(jī)六臺(tái)、 直通線(xiàn)六條、 交叉線(xiàn)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(shè)備連線(xiàn): 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(jī)SWA與SWB的gigabitEthernetO/1端口交叉線(xiàn)連接 任務(wù)要求： (1) 交換機(jī) 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(jī) 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(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)PCA與PCC之間連通，PCB與PCD之間連通，通過(guò)配置許可Vian 列表實(shí)現(xiàn)PCC與PCF之間不能連通。 (3) 干道鏈路兩端Vian 10的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸量較大，要求配置為Native Vian提高傳輸速率。 知識(shí)點(diǎn)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(rèn)的Vian 1,可以使用no switchport trunk native Vian命令。 2. 許可Vian列表 一個(gè)T

11、runk端口默認(rèn)可以通過(guò)本交換機(jī)所有Vian的數(shù)據(jù)幀，通過(guò)設(shè)置許可Vian列表可以限制某些Vian數(shù)據(jù)幀的通過(guò)，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(wú)須接Vian列表。 Vian列表可以是一個(gè)Vian,也可以是一組Vian,如果是一組Vian需要以小的Vian ID開(kāi)頭， 以大的Vian ID結(jié)尾，中間用”號(hào)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(wù)實(shí)施： 1) 繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2) 創(chuàng)建Vian與端口劃分 (1) 點(diǎn)擊交換機(jī)SWA圖標(biāo)，進(jìn)入命令行界面，進(jìn)行配置。 (2) 點(diǎn)擊交換機(jī)SWB圖標(biāo)，進(jìn)入命令行界面，進(jìn)行配置。 (3) 測(cè)試。 計(jì)算機(jī)PCA與PCD,不通，同樣，PCB與PCE之間，PCC與PCF之間，也不通。 分析：計(jì)算機(jī)PCA與PCD雖然屬于同一 Vian,但屬于不同的交換機(jī)，兩臺(tái)交換機(jī)之間鏈路的端 口屬于默認(rèn)的Vian 1,只能通過(guò)Vian 1的數(shù)據(jù)幀，而PCA

13、發(fā)往PCD的數(shù)據(jù)幀屬于Vian 10,因此無(wú) 法通過(guò)。為了保證Vlanl0> Vlan40和Vlan70的數(shù)據(jù)幀通過(guò)，需要將鏈路兩端的端口配置為T(mén)runk 模式。 3) 配置交換機(jī)的干道鏈路 (1) 配置交換機(jī)SWA端口 gO/1為T(mén)runk模式。 (2) 交換機(jī)SWA的gO/1端口配置為T(mén)runk模式后，它會(huì)主動(dòng)與鏈路對(duì)端的端口協(xié)商，要求對(duì) 方成為T(mén)runk模式，因?qū)Χ硕丝?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(jī)的gO/1端口無(wú)須配置，會(huì)自動(dòng)變成Trunk模式。 (3) 查看交換機(jī)SWB端口的信息。 SWBttshow int

14、erfaces gigabitEthernet 0/1 switchport (4) 測(cè)試與診斷。 計(jì)算機(jī)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(jī)的許可Vian列表與Native Vian (1) 配置交換機(jī)SWA。 (2) 配置交換機(jī)SWB。 (3) 測(cè)試與診斷。 故障診斷： ① 如 果出現(xiàn) “%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(shè)置不一致。 ② 如果計(jì)算機(jī)PCC與PCF之間能連通，說(shuō)明許可Vian列表錯(cuò)誤。 任務(wù)三：端口聚合 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：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(shè)備：交換機(jī)(型號(hào)2950)兩臺(tái)、計(jì)算機(jī)四臺(tái)、直通線(xiàn)兩根、交叉線(xiàn)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(shè)備連線(xiàn)： 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(wù)要求： (1) 交換機(jī)SW1的fO/1-l0端口屬于Vian 100；交換機(jī)SW1的f0/ll-20端口屬于Vian 200。 交換機(jī)SW2

17、的fO/1-l0端口屬于Vian 100；交換機(jī)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(wǎng)絡(luò)可靠性，并按目的MAC地址均衡負(fù)載。 (3) 配置干道鏈路，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)PC1與PC3之間連通，PC2與PC4之間連通。 知識(shí)點(diǎn)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(hào) 〃創(chuàng)建聚合端口 其中，聚合端口號(hào)的范圍為1?6,這步也可以省略，直接進(jìn)入下面的步驟，聚合端口會(huì)自動(dòng)創(chuàng) 建。 如果要?jiǎng)h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(dòng)方式，也可以采用自動(dòng)協(xié)商的方式。進(jìn)入成員端口模式后，需要進(jìn)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(dòng)方式 Switch (conf ig-if-range) #channel-group 聚合端口號(hào) mode desir

19、able // 自動(dòng)協(xié)商 desirable 模式 Switch (conf ig-if-range)#channel~group 聚合端口號(hào) mode auto //自動(dòng)協(xié)商 auto 模式 注意：配置時(shí)，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?xún)啥硕紴閍uto模式，因?yàn)闊o(wú)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(dòng)方式 Switch (conf ig-if-range) #channel-group 聚合端口號(hào) mode active 〃自動(dòng)協(xié)商 active 模式 Switch (conf ig-if-range) #channel~group 聚合端口號(hào) mode passive //自動(dòng)協(xié)商 passive 模 式 注意：配置時(shí)，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?xún)啥硕紴閜assive模式。 如果要將某成員端口從聚合端口中刪除，可以進(jìn)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(gè)聚合端口，成員為端口 fO/1-3,應(yīng)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(méi)有先創(chuàng)建聚合端口，聚合端口 1會(huì)自動(dòng)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(guān)信息 (1) 查看以太網(wǎng)通道匯總信息。 Sw

22、itchttshow etherchannel summary (2) 查看各聚合端口詳細(xì)信息。 Switchttshow etherchannel port-channel 配置端口聚合時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題： ① 聚合端口中成員端口的類(lèi)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(gè)。 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(shè)置操作模式，也可以在聚合后設(shè)置操作模式，聚合端口設(shè)置操作模式 的命令如下。 Switc

23、h (config) #interface port-channel 聚合端口號(hào) //進(jìn)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(hào) //進(jìn)入聚合端口模式 Switch (conf ig-if) # switchport access Vian ID 〃聚合端口號(hào)

24、加入 Vian 注意問(wèn)題： ① 如果成員端口都為Access模式，則應(yīng)屬于同一個(gè)Vlan0 ② 如果成員端口都為T(mén)runk模式，則其允許通過(guò)的Vlan> Native Vian也應(yīng)該相同。 ③ 當(dāng)把一個(gè)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(fù)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(fù)載，聚合端口能夠?qū)?shù)據(jù)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(jù)不同的目 的MAC地址將報(bào)文分配到不同的成員鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。負(fù)載均衡的配置命令如下。 SWA (conf ig) ttport-channel

25、load-balance dst-mac //根據(jù)目的 MAC 地址分配流量 SWA (conf ig) #port~channel load-balance src~mac //根據(jù)源 MAC 地址分配流量 SWA (conf ig) ttport-channel load-balance src-dst-mac〃同時(shí)根據(jù)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(jù)目的 IP 地址分配流量 SWA (conf ig) ttport-channel load-balance s

26、rc~ip //根據(jù)源 IP 地址分配流量 SWA (conf ig) ttport-channel load-balance src-dst-ip //根據(jù)源 IP 地址與目的 IP 地址分配 流量 查看聚合端口均衡負(fù)載的方式 Switchttshow etherchannel load-balance 如果要將聚合端口的均衡負(fù)載方式還原為默認(rèn)值，可以使用no port-channel load-balance命 令。 任務(wù)實(shí)施： 1) 繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2) 創(chuàng)建Vian、劃分端口與設(shè)置Trunk模式 (1) 點(diǎn)擊交換機(jī)SW1圖標(biāo)，進(jìn)入命令行界面，進(jìn)行配置。 (2) 點(diǎn)擊

27、交換機(jī)SW2圖標(biāo)，進(jìn)入命令行界面，進(jìn)行配置。 3) 配置端口聚合 (1) 配置交換機(jī)SW1。 (2) 配置交換機(jī)SW2。 4) 測(cè)試 (1)從計(jì)算機(jī)PC1中ping PC3,連通；從計(jì)算機(jī)PC2中ping PC4,連通，以上說(shuō)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(cuò)誤，或是協(xié)議應(yīng)用不一致。 (2)刪除交換機(jī)fO/23端口之間的連線(xiàn)，再次測(cè)試，依然是連通的。 結(jié)論：一條成員鏈路故障，聚合端口會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)移到其他成員鏈路上，提高了網(wǎng)絡(luò)的 可靠性。 5) 配置負(fù)載均衡 (1) 配置交換機(jī)SW1。 (2) 配置交換機(jī)SW2。 6) 手動(dòng)方式

28、配置端口聚合 (2) 配置交換機(jī)SW2的端口聚合。 (3) 顯示交換機(jī)SW1的聚合端口信息。 (4) 顯示交換機(jī)SW2的聚合端口信息。 (5) 從計(jì)算機(jī)PC1中ping PC3,連通；從計(jì)算機(jī)PC2中ping PC4,連通。 【項(xiàng)目小結(jié)】 本任務(wù)主要學(xué)習(xí)了創(chuàng)建Vian并劃分端口、交換機(jī)端口的模式的配置、許可Vian列表與Native Vian、端口聚合及均衡負(fù)載的配置。 任務(wù)評(píng)價(jià)表 學(xué)生： 級(jí) 班 星期 日期 項(xiàng)目名稱(chēng) 交換技術(shù) 組長(zhǎng) 評(píng)價(jià)內(nèi)容 主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 分?jǐn)?shù) 小組評(píng)價(jià) 教師評(píng)價(jià) 任務(wù)一 Vian配置正確，端口配置正確 30分 任務(wù)二 Vian配置、Trunk模式，許可Vian列 表、Native Vian配置正確 40分 任務(wù)三 Vian配置正確nTrunk模式、聚合端口、 負(fù)載均衡配置正確 30分 總分 合計(jì) 項(xiàng)目總結(jié) (心得體會(huì)) 說(shuō)明：(1)從設(shè)備選擇、設(shè)備連線(xiàn)、設(shè)備配置、連通測(cè)試等方面對(duì)任務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 (2)滿(mǎn)分100分，總分二組長(zhǎng)評(píng)價(jià)x40%+教師評(píng)價(jià)x60%o