《路由交换技术》配置和管理网络设备任务2

配置和管理网络设备任务1配置和管理路由器任务2配置和管理交换机项目1配置和管理网络设备知识目标知识目标能力目标能力目标引例描述在国家数字新基建背景下，为了增强企业的核心竞争力、加快业务流程重组、优化组织结构、降低运营成本、扩大竞争范围、激发生产和技术创新。公司A计划进行信息化建设，从而提高企业经济效益、提高企业竞争力和加速企业发展。经过前期市场调研、需求分析和规划设计，公司A选择华为路由器和交换机组建网络，采购的设备已经到货。本项目中运维部的工程师需要完成的任务如下。（1）路由器和交换机的验收。（2）路由器和交换机与计算机连接。（3）路由器和交换机基本配置。（4）路由器和交换机的管理。（5）路由器和交换机Console口登录密码清除。（6）网络设备邻居发现。项目任务任务1配置和管理路由器任务2

配置和管理交换机任务2配置和管理交换机任务陈述知识准备任务实施任务陈述本任务主要要求大家夯实和理解交换机结构和类型、MAC地址表和数据帧转发逻辑、交换原理、二层交换与三层交换、分层网络模型设计、网络设备选型原则、链路层发现协议等网络知识，掌握交换机验收步骤、交换机的性能和功能参数的获取、交换机基本配置、Web方式登录设备、用LLDP功能发现直连设备的信息和交换机Console口登录密码清除等职业技能，为后续任务顺利完成做好积极的准备。知识准备2.1交换机结构和类型2.2以太网与MAC地址表2.3交换机工作原理2.6交换机基本配置2.1交换机结构和类型园区网典型架构接入层汇聚层核心层出口层InternetInternet2.1交换机结构和类型目前，华为可提供从核心层到接入层，从园区到数据中心的多个系列的多款交换机产品，并已广泛应用于政府、电信运营商、金融、教育和医疗等。华为交换机S9706的正面视图2.1交换机结构和类型盒式交换机：配置是固定的，不能为该交换机增加出厂配置以外的功能或配件。框式交换机：配置较灵活，通常有不同尺寸的机箱，允许安装不同数目和不同功能的模块化板卡。盒式交换机框式交换机2.2以太网与MAC地址以太网（Ethernet）是最常见的数据链路层协议。数据链路层位于网络层和物理层之间，可以向网络层的IP、IPv6等协议提供服务。数据链路层的PDU被称为Frame（帧）。姓名：主机AMAC地址/以太网地址/物理地址：以太网定义主机A主机B主机C主机D交换机A交换机B网络A以太网是一种广播式数据链路层协议，支持多点接入。个人电脑的网络接口遵循的就是以太网标准。一般情况下，一个广播域对应着一个IP网段。以太网MAC地址主机AMAC(MediaAccessControl)地址在网络中唯一标识一个网卡，每个网卡都需要且会有唯一的一个MAC地址。MAC用于在一个IP网段内，寻址找到具体的物理设备。工作在数据链路层的设备。例如以太网交换机，会维护一张MAC地址表，用于指导数据帧转发。我一出厂就有专属的MAC地址了。2.2以太网与MAC地址以太网二层交换机：在园区网络中，交换机一般来说是距离终端用户最近的设备，用于终端接入园区网，接入层的交换机一般为二层交换机。二层交换设备工作在TCP/IP对等模型的第二层，即数据链路层，它对数据包的转发是建立在MAC（MediaAccessControl）地址基础之上的。以太网三层交换机：不同局域网之间的网络互通由需要由路由器来完成。随着数据通信网络范围的不断扩大，网络业务的不断丰富，网络间互访的需求越来越大，而路由器由于自身成本高、转发性能低、接口数量少等特点无法很好的满足网络发展的需求。因此出现了三层交换机这样一种能实现高速三层转发的设备。2.2以太网与MAC地址ARP

（AddressResolutionProtocol）地址解析协议根据已知的IP地址解析获得其对应的MAC地址。192.168.1.1/243C-52-82-49-7E-9D192.168.1.2/2448-A4-72-1C-8F-4FHostAHostBARP请求报文ARP响应报文目的IP地址：192.168.1.2目的MAC地址：？源IP地址：192.168.1.2源MAC地址：48-A4-72-1C-8F-4F2.2以太网与MAC地址ARP工作原理Host1>arp-aInternetAddressPhysicalAddressTypeGE0/0/1GE0/0/2Host1Host2IP1：192.168.1.1/24MAC1：3C-52-82-49-7E-9DIP2：192.168.1.2/24MAC2：48-A4-72-1C-8F-4FStep1：在发送数据前，设备会先查找ARP缓存表。如果缓存表中存在对方设备的MAC地址，则直接采用该MAC地址来封装帧，然后将帧发送出去。如果缓存表中不存在相应信息，则通过ARP来获取。GE0/0/3Host1ARP缓存ARP请求Host2ARP缓存ARP响应Host1ARP缓存ARP缓存表为空12.2以太网与MAC地址ARP工作原理Step3：ARPRequest是广播数据帧，因此交换机收到后，会对该帧执行泛洪操作。GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3Host1Host2IP1：192.168.1.1/24MAC1：3C-52-82-49-7E-9DIP2：192.168.1.2/24MAC2：48-A4-72-1C-8F-4FEth_IIARPRequestFCS目的MAC：FF-FF-FF-FF-FF-FF源MAC：MAC1操作类型：ARPRequest发送端MAC：MAC1发送端IP：IP1目的端MAC：00-00-00-00-00-00目的端IP：IP2Step2：主机1通过发送ARPRequest报文来获取主机2的MAC地址。由于不知道目的MAC地址，因此ARPRequest报文内的目的端MAC地址为0。Host1ARP缓存ARP请求Host2ARP缓存ARP响应Host1ARP缓存322.2以太网与MAC地址ARP工作原理Host2>arp-aInternetAddress PhysicalAddress Type192.168.1.1 3C-52-82-49-7E-9D DynamicGE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3Host1Host2IP1：192.168.1.1/24MAC1：3C-52-82-49-7E-9DIP2：192.168.1.2/24MAC2：48-A4-72-1C-8F-4FStep4：所有的主机接收到该ARPRequest报文后，都会检查它的目的端IP地址字段与自身的IP地址是否匹配。主机2发现IP地址匹配，则会将ARP报文中的发送端MAC地址和发送端IP地址信息记录到自己的ARP缓存表中。4Host1ARP缓存ARP请求Host2ARP缓存ARP响应Host1ARP缓存2.2以太网与MAC地址ARP工作原理GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3Host1Host2IP1：192.168.1.1/24MAC1：3C-52-82-49-7E-9DIP2：192.168.1.2/24MAC2：48-A4-72-1C-8F-4FEth_IIARPReplyFCS目的MAC：MAC1源MAC：MAC2Step6：交换机收到该单播数据帧后，会对该帧执行转发操作。Step5：主机2通过发送ARPReply报文来响应主机1的请求。此时主机2已知主机1的MAC地址，因此ARPReply是单播数据帧。Host1ARP缓存ARP请求Host2ARP缓存ARP响应Host1ARP缓存562.2以太网与MAC地址ARP工作原理Host1>arp-aInternetAddress PhysicalAddress Type192.168.1.2 48-A4-72-1C-8F-4F DynamicGE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3Host1Host2IP1：192.168.1.1/24MAC1：3C-52-82-49-7E-9DIP2：192.168.1.2/24MAC2：48-A4-72-1C-8F-4FStep7：主机1收到ARPReply以后，会检查ARP报文中目的端IP地址字段是否与自己的IP地址匹配。如果匹配，会将ARP报文中的发送端MAC地址和发送端IP地址信息记录到自己的ARP缓存表中。Host1ARP缓存ARP请求Host2ARP缓存ARP响应Host1ARP缓存72.3交换机工作原理GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3主机1主机2IP1：192.168.1.1MAC1：0050-5600-0001IP2：192.168.1.2MAC2：0050-5600-0002在收到数据帧后，交换机学习帧的源MAC地址，然后在MAC地址表中查询该帧的目的MAC地址（本例中MAC2：0050-5600-0002），并将帧从对应的端口转发出去。源MAC：MAC1目的MAC：MAC2源IP：IP1目的IP：IP2载荷主机1发出的数据帧交换机2.3交换机工作原理MAC地址表MAC地址PortMAC1GE0/0/1MAC2GE0/0/2…………GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3主机1主机2IP1MAC1IP2MAC2交换机2.3交换机工作原理交换机的3种数据帧处理行为Port1Port2Port3Port4交换机泛洪(Flooding)Port1Port2Port3Port4交换机转发(Forwarding)

Port1Port2Port3Port4交换机丢弃(Discarding)数据帧2.3交换机工作原理泛洪GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3主机1主机2IP1：192.168.1.1MAC1：0050-5600-0001IP2：192.168.1.2MAC2：0050-5600-0002主机1发出的数据帧MAC地址PortMAC1GE0/0/1交换机查MAC地址表或如果接收的是单播帧：交换机在MAC地址表中查不到这个帧的目的MAC地址，则交换机对该单播帧执行泛洪操作。如果接收的是广播帧：交换机不会去查MAC地址表，直接对该广播帧执行泛洪操作。源MAC：MAC1目的MAC：MAC2源MAC：MAC1目的MAC：FF-FF-FF-FF-FF-FF交换机处理数据帧行为交换机123未知单播帧2.3交换机工作原理转发GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3主机1主机2IP1：192.168.1.1MAC1：0050-5600-0001IP2：192.168.1.2MAC2：0050-5600-0002交换机主机1发出的数据帧源MAC：MAC1目的MAC：MAC21MAC地址PortMAC1GE0/0/1MAC2GE0/0/2交换机查MAC地址表2交换机处理数据帧行为如果接收的是单播帧：交换机在MAC地址表中查到了这个帧的目的MAC地址，并且表中对应的端口编号不是这个帧从传输介质进入交换机的那个端口编号，则交换机对该单播帧执行转发操作。32.3交换机工作原理丢弃GE0/0/1主机1主机2IP2：192.168.1.2MAC2：0050-5600-0002交换机1交换机2主机1发出的数据帧MAC地址PortMAC2GE0/0/1交换机2查MAC地址表源MAC：MAC1目的MAC：MAC2交换机处理数据帧行为如果接收的是单播帧：交换机在MAC地址表中查到了这个帧的目的MAC地址，但是表中对应的端口编号是该帧从传输介质进入交换机的那个端口编号，则交换机对该单播帧执行丢弃操作。123IP1：192.168.1.1MAC1：0050-5600-00012.3交换机工作原理MAC地址学习GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3主机1主机2IP2：192.168.1.2MAC2：0050-5600-0002交换机的MAC地址表初始情况，交换机的MAC地址表是空的。交换机MAC地址Port1IP1：192.168.1.1MAC1：0050-5600-00012.3交换机工作原理MAC地址学习GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3主机1主机2主机1发出的数据帧交换机查MAC地址表（注：假设主机1已知主机2的MAC地址）源MAC：MAC1目的MAC：MAC2MAC地址Port主机1发送数据帧给主机2。交换机GE0/0/1口接收到数据帧后，在MAC地址表中查询该帧的目的MAC地址，发现没有对应表项，则收到的数据帧是“未知单播帧”。交换机2IP2：192.168.1.2MAC2：0050-5600-0002IP1：192.168.1.1MAC1：0050-5600-00012.3交换机工作原理MAC地址学习GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3主机1主机2交换机在MAC地址表中没有查到对应表项，则交换机对该单播帧执行泛洪操作。同时，交换机学习该数据帧的源MAC地址，并创建对应的MAC地址表项，与接收口GE0/0/1关联。交换机3交换机查MAC地址表MAC地址PortMAC1GE0/0/1主机1发出的数据帧源MAC：MAC1目的MAC：MAC2IP2：192.168.1.2MAC2：0050-5600-0002IP1：192.168.1.1MAC1：0050-5600-00012.3交换机工作原理MAC地址学习GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3主机1主机2主机2发出的数据帧源MAC：MAC2目的MAC：MAC1交换机其他端口连接的主机，也会收到该数据帧，但是会丢弃。主机2收到并处理该数据帧，向主机1回复，将数据帧发往交换机。交换机4IP2：192.168.1.2MAC2：0050-5600-0002IP1：192.168.1.1MAC1：0050-5600-00012.3交换机工作原理MAC地址学习GE0/0/1GE0/0/2GE0/0/3主机1主机2交换机查MAC地址表MAC地址PortMAC1GE0/0/1MAC2GE0/0/2交换机在MAC地址表中查到了对应表项，则交换机对该单播帧执行转发操作，将数据帧从GE0/0/1口转发出去。同时，交换机学习该数据帧的源MAC地址，并创建对应的MAC地址表项，与接收口GE0/0/2关联。交换机5主机2发出的数据帧源MAC：MAC2目的MAC：MAC1IP2：192.168.1.2MAC2：0050-5600-0002IP1：192.168.1.1MAC1：0050-5600-00012.4交换机基本配置<SWA>system-viewEntersystemview,returnuserviewwithCtrl+Z.[SWA]interfaceGigabitEthernet0/0/1[SWA-GigabitEthernet0/0/1]undonegotiationauto[SWA-GigabitEthernet0/0/1]speed100[SWA-GigabitEthernet0/0/1]duplexfullSWAG0/0/1主机A2.4交换机基本配置SWAG0/0/1[SWA]displayinterfaceGigabitEthernet0/0/1GigabitEthernet0/0/1currentstate:UPLineprotocolcurrentstate:UP……Speed:100,Loopback:NONEDuplex:FULL,Negotiation:DISABLE主机A任务实施（1）开箱验收交换机。（2）连接计算机和交换机并且加电测试。（3）通过Web方式登录设备。（4）清除Console口登录密码。第一步：开箱验收交换机在打开交换机的箱子前，首先确认包装箱上面的产品信息，包括订单号、产品型号、序列号、产地、服务热线和网址等。通过交换机