中职单元二 运用交换机构建小型园区网络教学课件

1、(中职）单元二 运用交换机构建小型园区网络ppt课件单元二 运用交换机构建小型园区网络单元引言： 交换机是网络的核心设备之一，一种基于物理地址地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。让不同地理位置的不同部门之间进行协同办公，以智能化和信息化的办公网络系统实现资源共享，将会提高部门工作效率，使办公变得更加便捷和轻松。本单元主要讲解了通过配置二层交换机和三层交换机来构建小型园区网络，实现办公网络化。 单元二 运用交换机构建小型园区网络本单元应会内容: 通过带外方式对交换进行管理 交换机基本配置命令 跨交换机实现相同VLAN互访 链路聚合增加交换机之间带宽 交换机配置模式 交换机端口划分VLA

2、N 配置生成树协议防止环路 三层交换机不同VLAN路由通信 二层和三层交换的区别和联系单元二 运用交换机构建小型园区网络本单元应知内容: 带内管理交换机 基于MAC地址划分VLAN 交换机文件备份和还原 多生成树协议 三层交换机与路由器的区别 默认路由和静态路由交换机管理方式(任务一)任务一交换机管理方式带外管理： 网络的管理控制信息与用户网络的承载业务信息在不同的逻辑信道传送，也就是设备提供专门用于管理的带宽。 图2-1 交换机带外配置任务一交换机管理方式带外管理初次配置：通过console口进行配置，需要准备好交换console线，进行配置的电脑需要有串口9针，与接显示器的接口不同带内管理

3、 是指网络的管理控制信息与用户网络的承载业务信息通过同一个逻辑信道传送，简而言之，就是占用业务带宽。 除了首次进入交换机用带外的console口管理方式外，还可以使用基于带内的telnet、Web、SNMP方式管理交换机。Telnet方式管理交换机: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为Telnet客户端用户名，不超过16个字符；为登录口令，最长不超过8个字符；0|7分别表示口令不加密显示和加密显示。 配置模式:交换机基本配置一般用户模式switch? enable - Enable Privileged mode exit - Exit telnet session help - help show - Show running system informationswitch“Switch”符号“”为一般用户

5、配置模式的提示符。当用户从特权用户配置模式使用命令exit 退出时，可以回到一般用户配置模式。用户在一般用户配置模式下不能对交换机进行任何配置，只能查询交换机的时钟和交换。特权配置模式switchenaswitch#? clear - Clear logging in logbuff channel clock - Manage the system clock“Switch#”：在特权用户配置模式下，用户可以查询交换机配置信息、各个端口的连接情况、收发数据统计等。 进入特权用户配置模式后，可以进入到全局配置模式对交换机的各项配置进行修改，因此进行特权用户配置模式必须要设置特权用户口令，防止非

6、特权用户的非法使用，对交换机配置进行恶意修改，造成不必要的损失。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，用户可以对交换机进行全局性的配置，如对MAC 地址表、端口镜像、创建VLAN、启动IGMP Snooping、STP 等。用户在全局配置模

7、式还可通过命令进入到端口对各个端口进行配置。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最近输入的历史命令show running-config 当前状态配置show startup-configFlash Memory中交换机配置show interface ethernet 0/0/1交换机端口的信息switch#show flashfile name file lengthnos.img 1720035 bytes /交换机软件系统startup-config 0 byte

8、s /启动配置文件当前内容为空running-config 783 bytes /当前配置文件switch#switch#write /当前运行配置文件写入启动配置文件switch#show flashfile name file lengthnos.img 1720035 bytes /交换机软件系统startup-config 783 bytes /启动配置文件当前内容已配置running-config 783 bytes /当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 - 汉语english - 英语“？”的应用在任一命令模式下，输入“？”获取该命令模式下的所有命令及其简单描述；在命令的关键字后，输入以空格分隔的“？”若该位置是参数，会输出该参数类型、范围等描述；若该位置是关键字，则列出关键字的集合及其简单描述；若输出“” ，则此命令已输入完整，在该处键入回车即可。在字符串后紧接着输入“？” 会列出以该字符串开头的所有命令。enable密码switch#config terminal /全局配置模式switch(Config)#enable password le

10、vel adminCurrent password: /原密码为空，直接回车New password:* /输入密码Confirm new password:*switch(Config)#exit switch#write设备版本不同，型号不同，enable 密码设置方式有所区别DCRS-5650-28(config)#enable password 8 digitalchinaenable密码switchswitchenable/进入特权用户配置模式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：设置系统日期和时钟。参数：为当前时钟，命令模式：特权用户配置模式缺省情况：系统启动时缺省为2001年1月1日0：0：0。使用指南：交换机在断电后不能继续计时，因此在要求使用确切时间的应用环境中，必须先设定交换机当前的日期和时间。举例：设置交换机当前日期为2009年8月1日 23时0分0秒。Switch#clock set 23:0:0 2009.8.1相关命令：show clock恢复交换机的出厂设置switch#set d

12、efault /使用set default 命令Are you sure? Y/N = y /是否确认？switch#write /清空startup-config文件switch #show startup-config /显示当前的startup-config文件This is first time start up system. /系统提示此启动文件为出厂默认配置switch#reload /重新启动交换机Process with reboot? Y/N y /copy命令：copy 功能：FTP客户机上下载文件。参数：为被拷贝的源文件或目录的位置； 为文件或目录所要拷贝到的目的地址；

13、 和形式随文件或目录位置变化。TFTP服务器的根目录：E：share服务器的IP地址：01备份配置文件switch#copy startup-config t01/startup1Confirm Y/N:ybegin to send file,wait.file transfers complete.close tftp client.switch#备份系统文件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.升级准备交换机系统文件升级之前需要做以下一些准备工作：查询系统当前运行的Bootrom版本和IMG软件版本备份当前运行的引导文件、系统映像文件，便于升级失败时能够进行版本回退备份当前系统的running-config与startup-config配置文件，便于在不同版本命令行存在差异时能够及时恢复原有的配置检查板卡的硬件版本注意在Bootrom下严格按照以下升级顺序来进行：首先升级引导文件，然后重启交换机，接下来升级系统映像文件和厂商配置文件。NOS升级第一步：在交换机启动的过程中，按住“ctrlb”键，直到交换机进入B

15、ootROM 监控模式。操作显示如下：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升级第二步：执行setconfig，设置BootROM 模式下的IP 地址、掩码、服务器的IP 地址、掩码及选择TFTP 或者FTP 的升级方式。如设置本机地址为/24；PC 地址为6/24；选择TFTP 升级方式；Boo

16、t: setconfigHost IP Address: 89Server IP Address: 01FTP(1) or TFTP(2): 1 2Network interface configure OK.Boot:NOS升级第三步：在交换机的BootROM模式下执行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升级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技术 （任务二、三、四）VLAN概述：1、什么是VLAN2、VLAN有什么作用VLAN分割广播域广播域广播VLAN 1VLAN 2广播域VLAN的作用：1、广播控制2、安全性3、带宽利用4、延迟VLAN的种类：1、基于端口划分的静态

18、VLAN2、基于MAC地址划分的动态VLAN基于端口划分的静态VLAN：主机A主机B主机C主机D以太网交换机VLAN表端口所属VLANPort 1VLAN 5Port 2VLAN 10Port 7VLAN 5Port 10VLAN 10Port 1Port 2Port 7Port 10交换机上静态VLAN的配置：配置VLAN的步骤：1、创建VLANSwitch(Config)#vlan 2 /创建vlan2Switch(Config-vlan)#name jiaoyan /为vlan命名Switch(Config-vlan)#exit/退出2、将端口加入到相应的VLAN中Switch(Conf

19、ig)#interface e0/0/1 /进入端口Switch(Config-ethernet0/0/1)#switchport access vlan 2 /将端口加入到vlan2中3、验证Show vlan输出理解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 ！已经创建了vlan100，vlan100中没有端口；200 VLAN0200 Static ENET ！已经创建了vlan200，vlan200中没有端口；多个交换机上的VLAN应用：物理组VLAN 数学组VLAN 英语组VLAN1楼2楼3楼交换机之间的VLAN通信31：VLAN 1VLAN 2VLAN 3VLAN 1VLAN 2VLAN 3交换机之间的VLAN通信32：如何实现交换机之间的VLAN通信？VLA

21、N 1VLAN 2VLAN 3VLAN 1VLAN 2VLAN 3只使用一条链路，那么来自多个VLAN的数据如何标识？设置trunk:Switch(Config-ethernet0/0/1)# switchport mode trunk /将端口设置为TRUNK模式，允许多个vlan的数据通过Switch(Config-ethernet0/0/1)# switchport mode access /将端口设置为接入模式，只允许一个vlan的数据通过Switch(Config-ethernet0/0/1)# switchport trunk allowed vlan 1；3-10 /此trunk

22、端口允许vlan1、vlan3至vlan10的数据通过Switch(Config-ethernet0/0/1)# switchport trunk allowed vlan all /此trunk端口允许所有vlan的数据通过Switch(Config-ethernet0/0/5)#switchport trunk native vlan 100 /修改trunk的本帧vlan 生成树协议 （任务五 ）交换机原理：根据MAC地址表转发数据帧，如果地址未知，则广播aabbA查MAC地址表，目的地址在表中不存在A广播这个数据帧广播风暴的产生：当网络中存在物理环路，会产生广播风暴AaabbBCA查M

23、AC地址表，目标地址在表中不存在，A广播这个帧B与C查MAC地址表，未知目标地址，B与C广播该帧形成双向广播环，广播永远不会停止，产生广播风暴广播风暴最终会导致网络资源耗尽，交换机死机！STP协议介绍：STP Spanning Tree Protocol（生成树协议）1、逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生2、当线路出现故障，断开的接口被激活，恢复通信 ，起备份线路的作用STP的算法：STP将一个环形网络生成无环拓朴的步骤：选择根网桥（Root Bridge）选择根端口（Root Ports）选择指定端口（Designated Ports）网桥是交换机的前身，由于STP是在网桥基础上开发的，因此

24、现在在交换机的网络中仍然沿用网桥这一术语第一步：选择根网桥选择根网桥的依据：桥ID（BID）桥ID是唯一的，交换机之间选择BID值最小的交换机作为网络中的根网桥网桥优先级网桥的MAC地址2字节6字节取值范围：0 65535缺省值：32768选择根网桥的目的是为了给将生成的树形结构确定一个树根STP选择根网桥举例：根据网桥ID选择根网桥优先级：4096MAC地址： 000d.2800.b100优先级：32768MAC地址： 000d.2800.b101优先级：32768MAC地址： 000d.2800.b102Root Bridge下一步：选择根端口以本拓朴为例，介绍STP的计算过程选择根端口的

25、依据：在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口选择根端口的依据是：根路径成本最低 直连（上游）的网桥ID最小端口（上游）ID最小根路径成本根路径成本（开销）是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和，默认10M/100M自适应的路径开销为200000Root Bridge路径成本：19路径成本：100BAPort 1C的Port 1根路径成本19100119端口ID的组成：端口优先级端口编号8位8位取值范围：0 255缺省值：128100MSTP选择根端口举例：在非根桥上， 选择一个根端口（RP）优先级：4096MAC地址： 000d.2800.b100优先级：32768MAC地址： 0

26、00d.2800.b101优先级：32768MAC地址： 000d.2800.b102Root Bridge下一步：选择指定端口100M100MRoot PortRoot Port在B和C上，到达A最近的端口是B和C的根端口选择指定端口的依据在每个网段上，选择1个指定端口根桥上的端口全是指定端口非根桥上的指定端口：根路径成本最低端口所在的网桥的ID值较小端口ID值较小STP选择指定端口举例在每个网段选择1个指定端口（DP）100M优先级：4096MAC地址： 000d.2800.b100优先级：32768MAC地址： 000d.2800.b101优先级：32768MAC地址： 000d.280

27、0.b102Root Bridge100M100MRoot Port这个端口不是根端口，也不是指定端口，STP将这个端口阻塞（Block）在这个网段上，B的网桥ID较小，所以B上的端口为指定端口DPDPDP根网桥上的端口都是指定端口STP计算结果：经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴100M优先级：32768MAC地址： 000d.2800.b101优先级：32768MAC地址： 000d.2800.b102100M优先级：4096MAC地址： 000d.2800.b100备份线路STP举例：BID：32768000d.2800.b100BID：32768000d.2805.c100BID

28、：32768000d.2810.d100BID：32768000d.2811.e100100M100M100M100M100MRoot BridgeRPRPRPDPDPDPBlock经过STP计算后的逻辑拓朴：BID：32768000d.2800.b100BID：32768000d.2805.c100BID：32768000d.2810.d100BID：32768000d.2811.e100100M100M100MRoot BridgeBPDU（桥协议数据单元）交换机之间使用BPDU来交换STP信息BPDUBridge Protocol Data Unit 桥协议数据单元使用组播发送BPDU，

29、组播地址为：01-80-c2-00-00-00BPDU分为2种类型：配置BPDU 用于生成树计算拓朴变更通告（TCN）BPDU 用于通告网络拓朴的变化BPDU包含的关键字段字段字节作用协议ID2版本号1报文类型1标识是配置BPDU还是TCN BPDU标记域1根网桥ID8用于通告根网桥的ID根路径成本4说明这个BPDU从根传输了多远发送网桥ID8发送这个BPDU网桥的ID端口ID2发送报文的端口的ID报文老化时间2计时器值，用于说明生成树用多长时间完称它的每项功能最大老化时间2访问时间2转发延迟2100MSTP使用BPDU选择根网桥2-1100M网桥ID： 32768.000d.2800.b10

30、1网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥ID： 4096.000d.2800.b100字段值根网桥ID32768.000d.2800.b101根路径成本0发送网桥ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxx交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中，根网桥ID字段填写自己的网桥ID100M100M100MSTP使用BPDU选择根网桥2-2100M字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本0发送网桥ID 4096.000d.2800.b100端口IDxxxx当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥ID，选择较小的添加到根网桥I

31、D中100M字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本0发送网桥ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxx100M网桥ID： 32768.000d.2800.b101网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥ID： 4096.000d.2800.b100当全网所有的交换机接收到全部的BPDU并作比较后，就可以选择出唯一的一个根网桥STP使用BPDU计算根路径成本2-1100M100M100M字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本0发送网桥ID 4096.000d.2800.b100端口IDxxxx根网桥发送根路径成本

32、为0的BPDU100MRoot Bridge网桥ID： 32768.000d.2800.b101网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥ID： 4096.000d.2800.b100Root BridgeSTP使用BPDU计算根路径成本2-2其他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发100M100M100M字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本19发送网桥ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxx100M交换机保存接口的根路径成本到内存中网桥ID： 32768.000d.2800.b101网桥ID

33、：32768.000d.2800.b102网桥ID： 4096.000d.2800.b100生成树端口的状态状态用途转发（Forwarding）发送和接收用户数据学习（Learning）构建网桥表侦听（Listening）构建“活动”拓朴阻塞（Blocking）只接收BPDU禁用（Disable）强制关闭交换机端口的5种STP状态生成树计时器20秒20秒15秒35秒15秒50秒阻断倾听转发学习最大寿命转发延迟转发延迟交换机开机需要等待30秒时间开始转发数据当某个正在使用的链路断掉，阻塞的端口需要50秒时间开始转发数据STP状态机监听阻塞转发学习1）端口启用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被选

34、为根端口或指定端口4）端口被选为非指定端口5）转发定时器超时（1，6）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6）PortFast（6）禁 用在STP选举过程中，端口是不能转发用户数据的。端口一开始处于阻塞状态，这个状态只能接收BPDU；STP状态机监听阻塞转发学习1）端口启用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被选为根端口或指定端口4）端口被选为非指定端口5）转发定时器超时（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选举过程中，端口是不能转发用户数据的。端口一开始处于阻塞状态，

35、这个状态只能接收BPDU；一个接口20秒没收到BPDU，也就是到了最大时间，端口会进入侦听状态，这时接口可以接收BPDU，并开始发送BPDU；STP状态机监听阻塞转发学习1）端口启用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被选为根端口或指定端口4）端口被选为非指定端口5）转发定时器超时（1，6）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6）PortFast（6）禁 用监听在STP选举过程中，端口是不能转发用户数据的。端口一开始处于阻塞状态，这个状态只能接收BPDU；一个接口20秒没收到BPDU，也就是到了最大时间，端口会进入侦听状态，这时接口可以接收BPDU，并开始发送

36、BPDU；发送15秒的BPDU，接口将会为转发用户数据做准备，也开始学习MAC地址，这个状态叫学习状态；STP状态机监听阻塞转发学习1）端口启用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被选为根端口或指定端口4）端口被选为非指定端口5）转发定时器超时（1，6）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6）PortFast（6）禁 用监听学习在STP选举过程中，端口是不能转发用户数据的。端口一开始处于阻塞状态，这个状态只能接收BPDU；一个接口20秒没收到BPDU，也就是到了最大时间，端口会进入侦听状态，这时接口可以接收BPDU，并开始发送BPDU；发送15秒的BPDU，接

37、口将会为转发用户数据做准备，也开始学习MAC地址，这个状态叫学习状态；再经过15秒的学习后，端口进入转发状态，转发状态是一个正常的接口。 STP状态机监听阻塞转发学习1）端口启用或初始化2）端口禁用或故障3）端口被选为根端口或指定端口4）端口被选为非指定端口5）转发定时器超时（1，6）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6）PortFast（6）禁 用监听学习转发spanning-tree设置开启STP：switchA(Config)#spanning-treeMSTP is starting now, please wait.MSTP is enabled

38、 successfully.spanning-tree设置查看配置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用少量资源在网络中实现多个生成树在多条Trunk链路上实现VLAN级负载均衡多实例生成树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.进入MST配置