网络设备配置项目化教程 课件 模块3：二层交换基本功能实现

模块3：二层交换基本功能实现0102033.1任务9：交换机基本操作3.2任务10：交换机VLAN隔离组网3.3任务11：交换机MAC地址绑定目录Contents二层交换机是组建局域网最基础的设备，一般用于接入层直接接入用户业务，完成局域网内数据交换和转发。本模块以中兴通讯ZXR105950-28TD-L交换机为例，讲解了基本的二层交换机功能的实现，包括：交换机连接、VLAN隔离、MAC表管理，让学员能够了解交换机的工作原理，掌握交换机的配置方法，学会使用二层交换机组网和配置基本数据。【知识目标】掌握基本的配置和维护VLAN的命令；掌握交换机VLAN划分的方法；掌握配置交换机的软件工具secureCRT的使用010503020406掌握电脑使用COM口和telnet协议连接交换机的方法；熟悉交换机MAC地址表建立的过程；【技能目标】会配置VLAN实现网络隔离03会使用电脑串口连接交换机；01会远程登录连接交换机02会管理MAC表分析和解决网络二层问题043.1任务9：交换机基本操作任务9：交换机基本操作为了配置交换机，首先要登录到交换机上，并掌握交换机一些基本的操作。本任务要求：1. 分别使用COM口和telnet两种方式登录交换机，其中telnet的登录用户名和密码要求使用个人姓名的全拼；2. 修改交换机名字为自己的姓名;3. 查询交换机二层和三层接口信息；4. 输出过程文档。3.1.1知识准备：交换机基本操作认知

1）通过电脑的COM（ComponentObjectMode，串行通讯端口）口进行管理，即电脑连接交换机Console口，这是用户管理交换机的最基础的方式。2）通过telnet方式进行管理，采用这种方式可以在网络中任一位置管理交换机，前提是网络到设备能够连通。3）通过网管工作站进行管理，此时需要安装部署支持SNMP协议的网络管理系统，并将交换机接入网络管理系统。4）通过TFTP（TrivialFileTransferProtocol，简单文件传输协议）/FTP服务器下载文件配置文件到交换机，此种方式一般用来对交换机进行离线升级。5）通过SSH（(SecureShell，安全外壳协议)）方式进行配置，采用这种方式可以在网络中任一位置对交换机进行配置，前提是网络到设备能够连通。这种方式和telnet方式操作一致，知识使用的协议不一样。交换机管理方式3.1.1知识准备：交换机基本操作认知交换机有进行数据配置的端口，即Console控制接口，也有的设备上标注CON/AUX接口，如图3-2所示。它是网络设备用来与计算机或终端设备进行连接的常用接口，也是最基本最安全的接口，使用串行通信协议。Console口只是用来接受计算机发来的命令和回传交换机配置结果的，与业务数据无关。ZXR105950-L的Console口有2个，一个是普通的Console口，一个是MiniUSBConsole口交换机Console口3.1.1知识准备：交换机基本操作认知串口线一端是RJ45头，一端为DB9孔式头；USB转串口线一端为USB口，一端是为DB9针式头。先用USB转串口线的USB口连接电脑的USB口，再用DB9针式头连接串口线的DB9孔式头，串口线的RJ45头连接设备的Console口，电脑COM口和交换机Console口连接1．交换机上电2．计算机连接交换机3．SecureCRT软件登录配置4、计算机成功连接到交换机，屏幕会显示交换机的启动信息。注意，在交换机或者路由器启动的过程中，除非要进行特殊（比如文件管理、升级等）操作，不要按任意键，否则会中断启动进程，进入特殊操作界面。COM口登录操作3.1.2参考案例：交换机基本操作示例1．命令模式为方便用户对交换机进行配置和管理，ZXR105950-L根据功能和权限将命令分配到不同的模式下，一条命令只有在特定的模式下才能执行。在任何命令模式下输入“？”都可以查看该模式下允许使用的命令。1）用户模式2）特权模式3）全局配置模式4）接口配置模式5）路由配置模式了解命令模式3.1.2参考案例：交换机基本操作示例上下文帮助ZXR105950-L支持上下文敏感帮助功能。上下文敏感帮助功能是指在任意命令模式下，只要在系统提示符后面输入一个“？”，就会显示该命令模式下可用命令的列表，还可以得到任何命令的关键字和参数列表。在任意命令模式的提示符下输入“？”，可显示该模式下的所有命令和命令的简要说明，举例如下图了解命令输入规范3.1.2参考案例：交换机基本操作示例在字符串后面按Tab键，如果以该字符串开头的命令或关键字是唯一的，则将其补齐，并在后面加上一个空格。注意在字符串与Tab键之间没有空格，了解命令输入规范3.1.2参考案例：交换机基本操作示例如果输入不正确的命令、关键字或参数，回车后用户界面会用“^”符号提供错误隔离。“^”号出现在所输入的不正确的命令、关键字或参数的第一个字符的下方了解命令输入规范3.1.2参考案例：交换机基本操作示例用户界面提供了对所输入命令的记录功能，最多可以记录10条历史命令，该功能对重新调用长的或复杂的命令或入口特别有用。了解命令输入规范命令功能按组合键Ctrl+P或向上箭头键重新调用记录缓冲区中的最新命令，重复这些按键向前调用旧命令按组合键Ctrl+N或向下箭头键向后滚，到达最后一条命令行时再滚动则从缓冲区的头部开始循环滚动3.1.2参考案例：交换机基本操作示例在ZXR105950-L中，主控有flash卡，在文件系统中的对应目录为/flash.。在flash卡中支持对文件进行rename、delete、dir、copy操作，支持创建目录、删除目录。flash卡的内容有：版本文件（可选）、配置文件、异常日志文件，告警日志等。对于用命令more显示文件操作内容的功能，虽然可以直接由telnet进程来完成，减少了系统内部的通讯处理，但考虑到以后可能会在其他业务板上也存在文件存储设备，同样也可能存在文件系统操作，所以所有的文件操作命令都在文件操作进程中来进行。文件系统管理3.1.2参考案例：交换机基本操作示例ZXR105950-L使用一些show命令来查看系统相关信息，查看系统位置信息和联系信息等。ZXR10#showsystem-info，查看系统描述信息，版权信息，编译时间，系统对象id，系统运行时间，联系电话，联系地址等。ZXR10#showrunning-configpm-sys，显示系统主机名、欢迎信息、串口认证信息。ZXR10#showversion。查看所有机框下的所有单板的版本信息，可以显示显示集版本。ZXR10#showshelf-info，查看机架图信息，将所有在位板卡的信息全部显示出来。ZXR10#showprocessor，显示内存及CPU运行状态。ZXR10#shownvram-info，查看EEPROM中保存的设备启动参数。ZXR10#showbootrom，查看机架内所有工作单板的bootrom版本号。ZXR10#showflash-check，查看flash文件系统加载和检测信息。系统信息查询3.1.2参考案例：交换机基本操作示例1）ZXR10#showinterfacebrief接口信息查看3.1.2参考案例：交换机基本操作示例3.1.2参考案例：交换机基本操作示例ZXR10#showipinterfacebrief，显示所有三层接口的简要信息接口信息查看3.1.2参考案例：交换机基本操作示例telnet方式通常在用本地主机网口配置交换机时使用，通过连接到本地交换机以太网口的主机登录到换机上进行配置。交换机上需要为telnet访问设置用户名和密码，交换机登录的IP地址、并且本地主机能够ping通远程交换机。为了防止非法用户使用telnet访问交换机，必须在交换机上设置telnet访问的用户名和密码，只有使用设置的用户名和密码才能登录到交换机。telnet连接配置设备3.1.2参考案例：交换机基本操作示例在ZXR105950-L上按照下列步骤配置远程登录的用户名和密码，PC通过串口方式登录ZXR105950-L交换机，进入配置模式，创建一个本地认证方式的用户。配置认证模板；配置授权模板；创建用户，绑定认证模板和授权模板；配置端口的IP地址telnet连接配置设备3.1.2参考案例：交换机基本操作示例运行SecureCRT软件，如图2-15，依次选择在“标签页中连接”---“新建回话”---“选择协议”---选择“telnet”---输入需要访问的设备IP地址---输入名字，完成后就会出现对应的登录快捷方式。输入的IP地址是通过本电脑需要访问的路由器或是交换机的IP地址，该地址要求通过电脑可以PING通，可能是接入交换机的IPPORT的地址，也可能是三层交换机、路由器的VLAN地址，也可能是路由器的端口地址，这里是上面配置的。双击secureCRT定义好的连接名字，出现如图3-25出现的登录界面，输入前面输入的配置脚本中的用户名“zte”、密码“zte”，即可进入交换机的用户模式，然后执行“showrunning-config”命令，查看交换机当前运行的配置数据。telnet连接配置设备3.1.2参考案例：交换机基本操作示例运行SecureCRT软件，如图2-15，依次选择在“标签页中连接”---“新建回话”---“选择协议”---选择“telnet”---输入需要访问的设备IP地址---输入名字，完成后就会出现对应的登录快捷方式。输入的IP地址是通过本电脑需要访问的路由器或是交换机的IP地址，该地址要求通过电脑可以PING通，可能是接入交换机的IPPORT的地址，也可能是三层交换机、路由器的VLAN地址，也可能是路由器的端口地址，这里是上面配置的。双击secureCRT定义好的连接名字，出现如图3-25出现的登录界面，输入前面输入的配置脚本中的用户名“zte”、密码“zte”，即可进入交换机的用户模式，然后执行“showrunning-config”命令，查看交换机当前运行的配置数据。telnet连接配置设备3.1.2参考案例：交换机基本操作示例运行SecureCRT软件，如图2-15，依次选择在“标签页中连接”---“新建回话”---“选择协议”---选择“telnet”---输入需要访问的设备IP地址---输入名字，完成后就会出现对应的登录快捷方式。输入的IP地址是通过本电脑需要访问的路由器或是交换机的IP地址，该地址要求通过电脑可以PING通，可能是接入交换机的IPPORT的地址，也可能是三层交换机、路由器的VLAN地址，也可能是路由器的端口地址，这里是上面配置的。双击secureCRT定义好的连接名字，出现如图3-25出现的登录界面，输入前面输入的配置脚本中的用户名“zte”、密码“zte”，即可进入交换机的用户模式，然后执行“showrunning-config”命令，查看交换机当前运行的配置数据。telnet连接配置设备配置多个出口网关是提高系统可靠性的常见方法，但局域网内的主机设备通常不支持动态路由协议，如何在多个出口网关之间进行选路是个问题。VRRP（VirtualRouterRedundancyProtocol，虚拟路由器冗余备份协议）是一种容错协议，通过物理设备和逻辑设备的分离，实现在多个出口网关之间自动选路，很好地解决了上述问题。图7-1局域网缺省网关3.1.1知识准备：交换机基本操作认知图7-2VRRP工作原理示意图如图7-2所示，VRRP将局域网的一组路由器RouterA和RouterB组织成一个虚拟的路由器。2．VRRP工作原理3.1.1知识准备：交换机基本操作认知物理路由器RouteA、RouterB也有自己的IP地址，RouterA的IP地址为，RouterB的IP地址为，定义RouteA、RouterB为虚拟路由器，这个虚拟的路由器拥有自己的IP地址，当然这个IP地址可以和RouteA、RouterB中的某个接口地址相同。局域网内的主机仅仅知道这个虚拟路由器的IP地址，而并不知道具体的RouterA的IP地址以及RouterB的IP地址。所有主机都将自己的默认网关设置为该虚拟路由器的IP地址。于是，局域网内的主机就通过这个虚拟的路由器来与其他网络进行通信。3.1.1知识准备：交换机基本操作认知在这个过程中，虚拟路由器则需要进行如下工作：1）根据优先级的大小挑选主路由器，优先级最大的为主路由器，状态为Master。优先级分为0-255级别，数字越大，优先级越高，优先级可手动配置1-254，优先级默认为100。若其中一个路由器为255级则直接成为主路由器，如果一个路由器的IP地址与虚拟路由器的IP地址相同，则其优先级为255，直接成为主路由器。如果优先级相同，先配置VRRP并生效开始发布报文的路由器会作为组内的主用路由器，用于提供实际的路由服务。2）其它路由器作为备份路由器，随时监测主路由器的状态。当主路由器正常工作时，会每隔一段时间发送一个VRRP组播报文，以通知组内的备份路由器，主路由器处于正常工作状态。3.1.1知识准备：交换机基本操作认知3.1.3任务实施：交换机基本操作实施按照表完成任务实施。表7-3任务实施列表任务交换机登录步骤子任务输出评估方法和标准标准1校园网交换机COM口登录成功登录截图截图呈现登录成功的信息2校园网交换机telnet口登录成功登录截图截图呈现登录成功的信息3修改校园网交换机的名字为自己的名字成功扥估截图退出登录后重新登录，提示符那里显示修改后的交换机名字4查询校园网交换机二层和三层信息查询结果截图截图呈现查询结果正确5查询校园网交换机当前配置查询结果截图结果截图呈现查询结果正确3.2任务10：交换机VLAN隔离组网3.2任务10：交换机VLAN隔离组网按照总体任务中2-1、2-2、2-3和2-4的任务要求，并参考建议的实现方法，在任务7规划的基础上，完成：1．完成交换机的VLAN配置；2．进行业务验证；3．输出过程文档3.2.1知识准备：VLAN实现端口隔离在交换机配置中，命令行需要正确的标识交换机的端口，ZXR105950-L按下列方式对端口进行命名：<端口类型-<设备号/<槽位号/<子卡号/<端口号。 端口类型：包括gei千兆以太网端口，xgei

万兆以太网端口和xlgei40G以太网端口； 设备号：单个设备号均为0； 槽位号：ZXR105950-L的槽位号； 子卡号：子卡号均为1~2； 端口号：接口板上端口的编号从1开始。端口命名举例如下：

gei-0/1/1/1表示1号子卡千兆以太网接口板上的第1个端口；

xgei-0/1/2/2表示2号子卡万兆以太网接口板上的第2个端口。3.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网如图，交换机A和交换机B通过端口24互连，每个交换机端口1-4上下挂了四台电脑，两台交换机端口1端口2的四台电脑能互通，两台交换机端口3端口4的四台电脑能互通，但是端口1和2的电脑不能和端口3端口4的电脑互通，这8台电脑也不能和其他端口5-23连接的电脑互通。3.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网数据规划设备VLAN端口端口类型交换机A101、2、241、2：access24：trunck203、4、243、4：access24：trunck交换机B101、2、241、2：access24：trunck203、4、243、4：access24：trunck3.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网交换机A上的配置如下：ZXR10#contZXR10（config）#switchvlan-configurationZXR10（config-swvlan）#vlan10ZXR10（config-swvlan-sub）#switchportpvidgei-0/1/1/1-2ZXR10（config-swvlan-sub）#exitZXR10（config-swvlan）#vlan20ZXR10（config-swvlan-sub）#switchportpvidgei-0/1/1/3-4ZXR10（config-swvlan-sub）#exitZXR10（config-swvlan）#interfacegei-0/1/1/24ZXR10（config-swvlan-if-gei-0/1/1/24）#switchportmodetrunkZXR10（config-swvlan-if-gei-0/1/1/24）#switchporttrunkvlan10ZXR10（config-swvlan-if-gei-0/1/1/24）#switchporttrunkvlan203.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网交换机B上的配置如下：ZXR10（config）#switchvlan-configurationZXR10（config-swvlan）#vlan10ZXR10（config-swvlan-sub）#switchportpvidgei-0/1/1/1-2ZXR10（config-swvlan-sub）#exitZXR10（config-swvlan）#vlan20ZXR10（config-swvlan-sub）#switchportpvidgei-0/1/1/3-4ZXR10（config-swvlan-sub）#exitZXR10（config-swvlan）#interfacegei-0/1/1/24ZXR10（config-swvlan-if-gei-0/1/1/24）#switchportmodetrunkZXR10（config-swvlan-if-gei-0/1/1/24）#switchporttrunkvlan10ZXR10（config-swvlan-if-gei-0/1/1/24）#switchporttrunkvlan203.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网配置测试：在交换机上输入“showvlan”，执行结果如下图3-28，可以看出VLAN10包含了使用PVID的gei-0/1/1/1、gei-0/1/1/2和Tag的gei-0/1/1/24，VLAN20包含了使用PVID的gei-0/1/1/3、gei-0/1/1/4和Tag的gei-0/1/1/24，其它端口都归属于默认的VLAN1，配置和规划数据一致的。3.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网配置测试：在交换机上输入“showvlan”，执行结果如下图3-28，可以看出VLAN10包含了使用PVID的gei-0/1/1/1、gei-0/1/1/2和Tag的gei-0/1/1/24，VLAN20包含了使用PVID的gei-0/1/1/3、gei-0/1/1/4和Tag的gei-0/1/1/24，其它端口都归属于默认的VLAN1，配置和规划数据一致的。3.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网参考案例2交换机A和交换机B通过端口24互联，每个交换机端口1-6上下挂了六台电脑，其中两台交换机端口1端口2的四台电脑能互通，两台交换机端口3端口4的四台电脑能互通，两台交换机端口5端口6的四台电脑能互通，端口3和4的电脑不能和端口5端口6的电脑互通，两台交换机端口1端口2的四台电脑能和端口3、端口4、端口5、端口6的八台电脑互通，端口1-6的电脑不能与与端口7-23的端口互通。3.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网参考案例2-数据规划案例关键是理解VLAN的不同的端口类型的的含义，特别是hybird端口。案例要求两台交换机端口1端口2连接的4台电脑能和端口3、端口4、端口5、端口6连接的八台电脑互通，端口3、4和端口5、6在不同的VLAN中，因此端口1和端口2除了以access模式划分到自己VLAN中，另外要以hybrid模式划分到端口3、端口4、端口5、端口6所属的VLAN中，这是这个案例的关键点3.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网参考案例2-数据规划(按照规划数据完成配置）设备VLAN端口端口类型交换机A101、2、3、4、5、6、241、2：access3、4、5、6：hybrid24：trunck201、2、3、4、241、2：hybrid3、4：access24：trunck301、2、5、6、241、2：hybrid5、6：access24：trunck交换机B101、2、3、4、5、6、241、2：access3、4、5、6：hybrid24：trunck201、2、3、4、243、4：access1、2：hybrid24：trunck301、2、5、6、245、6：access1、2：hybrid24：trunck3.2.2参考案例：交换机VLAN简单隔离组网在交换机上分别输入“showvlan”、“showvlanhybird”、“showvlantrunck”和“showvlanaccess”，运行结果如下，VLAN包含的端口、端口的类型，端口是PVID还是Tag与规划数据完全一致。3.2.3任务实施：交换机VLAN简单隔离组网实施按照下面表格3-10要求，完成任务实施。任务交换机VLAN隔离步骤子任务输出评估方法和标准标准1办公楼、教学楼、宿舍楼VLAN数据配置配置脚本命令行输入正确2配置验证，交换机上执行showvlan、showvlanhybird、showvlantrunck和showvlanaccess查询结果截图VLAN划分、属性与规划数据完全一致3业务验证，电脑之间ping测试测试结果截图测试结果与案例描述一致3.3任务11：交换机MAC地址绑定3.3任务11：交换机MAC地址绑定考虑总体任务中的6-1，要求端口只能使用固定的电脑接入，交换机端口绑定电脑MAC地址可以实现，本任务要求完成：1．查询电脑的MAC地址；2．配置交换机绑定电脑MAC地址；3．使用电脑测试是否能接入交换机；4．另换一台电脑测试能否接入交换机；5．输出过程文档。3.3.1知识准备：交换机MAC表认知MAC地址表的内容MAC地址表的表项由MAC地址和VLANID唯一标识，只要MAC地址和VLANID部分相同，就认为是同一个表项。MAC地址表的表项包含以下部分：1) MAC地址：如“00-D0-87-56-95-CA”；2) VLANID：MAC地址所属的VLANID；3) 端口号：交换机的端口号，如gei–0/1/1/3；3.3.1知识准备：交换机MAC表认知MAC地址表的内容4) 其它相关标志：这些标志表示MAC地址的状态和操作，有以下几种：static：表示MAC地址是静态的；Dynamic：表示MAC地址是动态学习到的MAC地址；To-Permanent：表示MAC地址是被固化为永久MAC地址；permanent：表示MAC地址是永久MAC地址；Filter（Both）：表示依据源/目的MAC地址对数据帧进行过滤；to-static:表示MAC地址是被固化的MAC地址；Filter（Src）：表示依据源MAC地址对数据帧进行过滤；Filter（Dst）：表示依据目的MAC地址对数据帧进行过滤；from：表示MAC地址的来源；time：动态MAC地址已经存在的时间。3.3.1知识准备：交换机MAC表认知