衡东一中网络规划与设计

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1项目背景.........................................................1

1.1衡东一中简介...............................................1

1.2项目简介...................................................1

2网络需求分析.....................................................2

2.1项目设计原则...............................................2

2.2学校各部门人数.............................................2

3网络规划与设计...................................................3

3.1网络拓扑设计规划...........................................3

3.2IP地址规划.................................................4

3.3设备选型...................................................4

4网络技术介绍.....................................................6

4.1VLAN技术...................................................6

4.2DHCP技术...................................................6

4.3Internet接入技术...........................................7

4.4OSPF技术...................................................7

5项目实施.........................................................8

5.1网络设备配置................................................8

5.1.1核心路由器1..........................................8

5.1.2核心交换机1..........................................9

5.1.3核心交换机2.........................................11

5.1.4接入层交换机1（虚拟化配置）.........................14

5.1.5接入层交换机2（虚拟化配置）.........................15

5.1.6接入层虚拟化交换机（教学区）........................16

5.1.7接入层虚拟化交换机（宿舍区）........................17

5.1.8接入层虚拟化交换机（办公区）........................18

5.1.9接入层虚拟化交换机（机房）..........................19

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5.1.10防火墙配置..........................................20

6结果测试........................................................21

7小结............................................................22

参考资料....................................................24

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衡东一中网络规划与设计

1项目背景

1.1衡东一中简介

衡东一中位于湖南省衡阳市衡东县，是一所历史悠久、文化底蕴深厚的学校。

衡东一中自创办以来，始终坚持以育人为根本，注重培养学生的综合素质和创新

能力。近年来，随着信息技术的快速发展和教育信息化的深入推进，衡东一中面

临着新的发展机遇和挑战。为了更好地适应时代发展的需要，提升学校的教学质

量和管理水平，衡东一中决定进行网络规划与设计项目。学校目前拥有多个教学

楼、实验楼、图书馆等教学设施，以及较为完善的行政办公和后勤服务体系。在

校师生人数众多，日常的教学、科研、管理等工作对网络的需求日益增大。然而，

现有的网络系统已经难以满足学校的发展需求，存在带宽不足、稳定性差、安全

性不高等问题。因此，进行网络规划与设计项目对于衡东一中来说具有重要的现

实意义和战略价值。

1.2项目简介

衡东一中网络规划与设计项目旨在为学校提供稳定、高效的网络基础设施，

以支持教学、管理和学生活动的需求。项目的主要内容包括以下几个方面：

1.网络规划：对学校现有网络进行评估，确定网络升级和扩建的需求，制

定网络规划方案，包括网络拓扑结构、设备选型和布局等。

2.设备采购与安装：根据网络规划方案，采购适合学校需求的网络设备，

如交换机、路由器、无线接入点等，并进行设备的安装和调试。

3.网络安全设计：制定网络安全策略，包括防火墙设置、入侵检测系统部

署、安全访问控制等，确保学校网络的安全稳定运行。

4.无线网络覆盖：设计并实施校园无线网络覆盖方案，满足师生在校园内

的移动办公和学习需求。

5.网络管理平台建设：搭建网络管理平台，实现对网络设备的集中管理和

监控，提高网络运维效率。

通过以上项目内容的实施，衡东一中将能够拥有一套完善的网络基础设施，

为师生提供更加便捷、高效的网络服务，促进教学和管理工作的现代化和信息化

发展。

1

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2网络需求分析

2.1项目设计原则

首先，坚持实用性原则，紧密结合学校的教学、管理和科研实际需求，构建

高效稳定的网络环境；其次，注重先进性与可扩展性，采用当前先进的网络技术，

并预留足够的扩展空间，以适应学校未来的发展需求；此外，还强调安全性与可

靠性，通过部署安全防护措施和冗余设计，确保网络的安全稳定运行；最后，追

求经济性与易用性，在满足功能需求的前提下，力求降低网络建设成本，并简化

网络管理和维护流程，方便学校师生的使用。

2.2学校各部门人数

教学部门主要包括各年级的学科教研室和教师办公室，是教师进行教学备课

和科研工作的主要场所，人数相对集中；管理部门则涵盖了行政办公室、学生事

务处、财务处等，负责学校的日常管理和服务工作，人数相对稳定；此外，学校

还有图书馆、实验室、体育馆等辅助部门，为学生提供丰富的学习资源和活动空

间。根据初步统计，教学部门人数约占总人数的60%，管理部门约占30%，辅

助部门约占10%。这些人员在日常工作中对网络资源的需求各不相同，但都对网

络的稳定性、安全性和速度有着较高的要求。因此，在网络规划与设计过程中，

需要充分考虑各部门人数的分布和需求差异，合理规划和分配网络资源，以满足

不同部门的工作需求。

2

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3网络规划与设计

3.1网络拓扑设计规划

衡东一中本部校区网络按照功能共分为核心区、教学区、宿舍区、办公区、

机房区、服务器区共六大功能区，各个功能区直接与核心区相连。衡东一中本部

校区网络拓扑图1：

图1衡东一中网络拓扑图

衡东一中本部校区的网络拓扑设计规划按照功能划分为核心区、教学区、宿

舍区、办公区、机房区、服务器区共六大功能区。每个功能区都直接与核心区相

连，形成了一个高效、灵活的网络架构。

在核心区，部署了高性能的核心交换机，负责整个网络的数据转发和路由控

制。核心交换机采用冗余设计，确保了网络的稳定性和可用性。服务器区通过路

由器等设备与互联网相连，为师生提供了便捷的上网服务。

教学区是学校的核心区域，包含了各个年级的学科教研室、教师办公室以及

行政管理部门等。为这些区域提供了高速、稳定的网络连接，以满足教学和办公

的需求。同时，还考虑到了网络的扩展性，预留了足够的端口和带宽，以适应未

来可能的增长需求。

宿舍区区是师生生活的重要场所，为这些区域提供了无线网络覆盖和有线网

络接口，方便师生在宿舍和家中接入网络。同时，还加强了网络安全管理，确保

师生在使用网络时的安全和隐私。

3

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服务器区集中了学校的各类服务器设备，包括教学管理系统、图书馆系统、

学生信息系统等。为服务器区提供了高速、稳定的网络连接和独立的安全防护措

施，以确保服务器设备的正常运行和数据的安全。

3.2IP地址规划

IP的初始分配十分重要的，为了防止IP冲突，对全校的IP分配的把握及安

排显得极为重要，因此在下面学校进行IP分配，对全局的IP分配进行统一设定，

具体分配如表1所示。

表1VLAN划分及网段规划表

部门IP地址范围VLAN端口网关

至

机房Vlan4054

54

至

办公区Vlan3054

54

至

宿舍区Vlan2054

54

至

教学区Vlan1054

54

3.3设备选型

核心路由器如图2所示：

图2核心路由器RG-RSR50E-40

路由器参数

产品类型：万兆路由器

可用模块：10GE/GE/FEE1/CE1oc-3/STM-1ATM高速同步串口

国密局商密算法硬件加密模块

4

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需求数量：3台

转发性能：IPv4:支持LLDP、802.1Q、802.1P、802.3ad等以太网功能。支

持静态路由、RIPv1/v2、OSPFv2、BGP、IS-IS、策略路由、路由策略等支

持VRRP、FTP、TFTPDHCPServer/RelayClient。IPv6:支持静态路由、

RIP、OSPFv3、BGP4+、ISISv6、等价路由、策略路由等。支持IPv6ACL、DHCP

v6、DNSv6、FTPv6、TFTPv6。支持手工隧道、自动隧道等

核心交换机如图3所示：

图3核心交换机RG-S5760C-24SFP/8GT8XS-X

交换机参数

转发性能：426Mpps/600Mpps

接口数量：24个SFP光口（含8个COMBO口），8个10G光口用于上联

整机交换容量：1.36Tbps/13.6Tbps

管理口：1个MGMT端口、1个Console端口、1个USB端口，符合USB2.0

的标准

扩展槽：预留2个扩展插槽（RG-S5760C-48GT4XS-HP-X、

RG-S5760C-48SFP4XS-X预留1个拓展插槽），可用于扩展业务板卡和管理板

卡

接入层交换机如图4所示：

图4接入交换机RG-S5310-48GT4XS-E

交换机参数

固定端口：48个10/100/1000M自适应电口，4个1G/10GSFP+光口

交换容量：672Gbps/6.72Tbps

包转发率：196Mpps/252Mpps

支持二层链路聚合支持STP、RSTP、MSTP，MSTP实例数量65个，出现链

5

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路故障后，各个设备能够进行生成树的重新计算

防火墙如图5所示。

图5防火墙RG-WALL1600-Z3200

防火墙参数

固化千兆电口：8个GE电口

固化千兆光口：1个GE光口

固化万兆光口：1个10GE光口

管理口：1个数据复用口（Ge0/0)

Console接口：1个

USB接口：2个USB2.0接口

硬盘：标配无，可扩展1TB硬盘

电源：单电源

4网络技术介绍

4.1VLAN技术

VLAN是在一个物理网络上划分出来的逻辑网络。这个网络对应于ISO模

型的第二层网络。VLAN的划分不受网络端口的实际物理位置的限制。第二层的

单播、广播和多播帧在一个VLAN内转发、扩散，而不会直接进入其他的VLAN

之中。此设计中因为终端设备过多，容易引发广播风暴导致设备宕机，降低交换

机性能。所以此处使用VLAN技术对接入层进行分割广播域，降低广播风暴发

生概率，同时能够达到客户需求，阻挡某些部门之间的联系。

在本项目中，将VLAN应用在所有二层交换机下行接口上，为的就是隔离

广播域，防止太多不必要数据帧产生并在广播域内传递，降低交换机性能，导致

设备宕机。

4.2DHCP技术

现在IP地址变化频繁变化以及IP地址不足的情况，手动配置容易出现失误

导致IP地址冲突且操作繁琐。DHCP协议采用C/S模式架构，客户端向服务器

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获取IP地址可以降低出错率。是应用层协议，为网络设备以及主机提供TCP/IP

服务。即插即用性，统一管理，使用效率高，更方便管理，可跨网段实现报文的

交互，交互需要用到DHCP中继，一般为三层交换机或者路由器。DHCP分为自

动分配，手动分配和动态分配。自动分配一般用于打印机等固定网络设备，DHCP

会分配固定的IP地址给它，IP地址一般会与设备MAC地址绑定一起。手动分

配是由管理员指定某一个IP地址给所需网络设备，被手动分配的IP地址不会被

拿来进行动态分配。动态分配则是由服务器进行分配IP地址，有租期限制，租

期到期服务器便会收回IP地址。此设计中网络设备较多，手动配置IP地址明显

操作繁琐，且容易出现地址冲突，相较于DHCP服务器去分配更加方便快捷，

对于IP地址的利用效率也更加优越，更加易于管理。

在本项目中，将DHCP技术主要用于两台核心交换机的下行接口上。

4.3Internet接入技术

企业网采用私有IP，Internet采用公有IP，私有IP的路由不允许通告到

Internet，企业网接入Internet需要向运营商申请公有IP。IPv4公有IP比较稀缺，

申请也需要较高的费用，普通企业只能申请少量的IPv4公有IP。所以向运营商

申请一小段或1个公有IP，在边界设备上做网络地址转换，将私有IP转换成公

有IP，然后再访问Internet。NAT技术把数据包中的IP地址转换为另一个IP地

址，也就是可以将企业网中的私有地址在需要通过网关访问外网时转换成企业申

请到的公网地址，这样能有效缓解共有IP地址不足的情况，使用外网IP对外提

供服务，即Internet访问企业的公网IP，然后在边界设备上，将这些公网IP转

换到内部服务器上去。此设计中因为学校内网络设备多所以需要的IPV4地址较

多，但是申请大量公网IP地址成本较大且有可能造成不必要的浪费，所以运用

NAT技术将私网地址转换成公网地址接入以太网能够节省大量费用也能缓解

IPV4地址不足的情况。

在本项目中，将NAT用于防火墙的两个接口上，因为防火墙需要识别数据

并且设计于网络边界上，能够更方便对于地址的转换。

4.4OSPF技术

链路状态路由选择协议又被称为最短路径优先协议，它基SPF（shortestpath

first）算法。他比距离矢量协议复杂的多。路由器的链路状态的信息称为链路

状态，包括：接口的IP地址和子网掩码，网络类型，（如以太网链路或串行点

对点链路），该链路的开销，该链路上的所有的相邻路由器。

链路状态路由协议是层次式的，网络中的路由器并不向邻居传递“路由项”，

7

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而是通告给邻居一些链路状态。链路状态协议只是通告给邻居的一些链路状态。

运行该路由协议的路由器不是简单地从相邻的路由器学习路由，而是把路由器分

成区域，收集区域的所有的路由器的链路状态信息，根据状态信息生产网络拓扑

结构，每一个路由器再根据拓扑结构计算出路由。

5项目实施

5.1网络设备配置

5.1.1核心路由器1

核心路由器配置如表2所示

表2（核心路由器配置）

en进入系统视图

conft进入特权模式

hostnameR1修改设备名

intg0/1进入指定接口

ipadd配置IP地址及子网掩码

noshut激活接口

intg0/2进入指定接口

ipadd配置IP地址及子网掩码

noshut激活接口

intlook0创建lookpback0

ipadd55配置IP地址及子网掩码

ex返回上一模式

ipospf1配置ospf

router-id创建路由id

netarea0发布lookpback0

net55area0发布上连网段

net55area0发布下连网段

net55area0发布下连网段

ex返回上一模式

ints0/0进入指定接口

Ipadd配置IP地址及子网掩码

8

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noshut激活接口

5.1.2核心交换机1

核心交换机1配置如表3所示

表3（核心交换机1配置）

En进入系统视图

conft进入特权模式

hostnameHJ1修改设备名

iprouting开启路由功能

vlan10创建vlan

vlan20创建vlan

vlan30创建vlan

vlan40创建vlan

ex返回上一模式

intg0/1进入指定接口

nosw不是交换机接口

ipadd配置IP地址及子网掩码

noshut激活接口

exit返回上一模式

intaggregatePort1创建聚合接口

switchportmodetrunk修改接口模式为trunk

switchporttrunkall放通所有vlan

exi返回上一模式

intrgi0/6-7进行批量接口配置

port-group1modeactive接口组模式改为动态模式

intg0/2进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrvlall放通所有vlan

Intg0/3进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrvlall放通所有vlan

intg0/4进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrvlall放通所有vlan

9

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intg0/5进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrvlall放通所有vlan

ex返回上一模式

spanmstcon域生成树模式

rev1校订1

nameaaa域命名

instance1vlan10,20加入vlan进入实例

inst2vlan3040加入vlan进入实例

spanning-trmst1prio8192对该交换机在指定域内的优先级进行

配置

spanning-trmst2prio4096对该交换机在指定域内的优先级进行

配置

spanning-tr生成树

intvlan10进入指定vlan

vrrp10ip54配置网关冗余IP

vrrp10prio120配置vrrp优先级

intvlan20进入指定vlan

vrrp20ip54配置网关冗余IP

vrrp20prio120配置vrrp优先级

Intvlan30进入指定vlan

vrrp30ip54配置网关冗余IP

vrrp30prio150配置vrrp优先级

intvlan40进入指定vlan

vrrp40ip54配置网关冗余IP

vrrp40prio150配置vrrp优先级

ex返回上一模式

intlo0创建lookpback0

ipadd55配置IP地址及子网掩码

ex返回上一模式

routerospf1配置ospf

router-id创建路由id

netarea0发布lookpback0

net0.0.0..255area0发布上连网段

10

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net55area0发布下连网段

net55area0发布下连网段

net55area0发布下连网段

net55area0发布下连网段

ex返回上一模式

ipdhcppoolvlan10创建并命名IP地址池

net加入可分配地址网段及掩码

de54配置网关地址

dns14添加dns地址

ex返回上一模式

ipdhcppoolvlan20创建并命名IP地址池

net加入可分配地址网段及掩码

de54配置网关地址

dns14添加dns地址

ex返回上一模式

ipdhcppoolvlan30创建并命名IP地址池

net加入可分配地址网段及掩码

de54配置网关地址

dns14添加dns地址

ex返回上一模式

ipdhcppoolvlan40创建并命名IP地址池

net加入可分配地址网段及掩码

de54配置网关地址

dns14添加dns地址

5.1.3核心交换机2

核心交换机2配置如表4所示

表4（核心交换机2配置）

En进入系统视图

conft进入特权模式

hostnameHJ2修改设备名

iprouting开启路由功能

vlan10创建vlan

11

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vlan20创建vlan

vlan30创建vlan

vlan40创建vlan

ex返回上一模式

intg0/1进入指定接口

nosw不是交换机接口

ipadd配置IP地址及子网掩码

noshut激活接口

exit返回上一模式

intaggregatePort1创建聚合接口

switchportmodetrunk修改接口模式为trun

switchporttrunkvlanall放通所有vlan

exi返回上一模式

intrgi0/6-7进行批量接口配置

port-group1modeactive接口组模式改为动态模式

intg0/2进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrvlall修改接口模式为access

intg0/3进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrvlall修改接口模式为access

intg0/4进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrvlall修改接口模式为access

intg0/5进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrvlall修改接口模式为access

ex返回上一模式

spanmstcon域生成树模式

rev1校订1

nameaaa域命名

instance1vlan10,20加入vlan进入实例

inst2vlan3040加入vlan进入实例

spanning-trmst1prio4096对该交换机在指定域内的优先级进行

12

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配置

spanning-trmst2prio8192对该交换机在指定域内的优先级进行

配置

spanning-tr生成树

intvlan10进入指定vlan

vrrp10ip54配置网关冗余IP

vrrp10prio150配置vrrp优先级

intvlan20进入指定vlan

vrrp20ip54配置网关冗余IP

vrrp20prio150配置vrrp优先级

intvlan30进入指定vlan

vrrp30ip54配置网关冗余IP

vrrp30prio120配置vrrp优先级

intvlan40进入指定vlan

vrrp40ip54配置网关冗余IP

vrrp40prio120配置vrrp优先级

ex返回上一模式

intlo0创建lookpback0

ipadd55配置IP地址及子网掩码

ex返回上一模式

routerospf1配置ospf

router-id创建路由id

netarea0发布lookpback0

net0.0.0..255area0发布上连网段

net55area0发布下连网段

net55area0发布下连网段

net55area0发布下连网段

net55area0发布下连网段

ex返回上一模式

ipdhcppoolvlan10创建并命名IP地址池

net加入可分配地址网段及掩码

de54配置网关地址

dns14添加dns地址

ex返回上一模式

13

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ipdhcppoolvlan20创建并命名IP地址池

net加入可分配地址网段及掩码

de54配置网关地址

dns14添加dns地址

ex返回上一模式

ipdhcppoolvlan30创建并命名IP地址池

net加入可分配地址网段及掩码

de54配置网关地址

dns14添加dns地址

ex返回上一模式

ipdhcppoolvlan40创建并命名IP地址池

net加入可分配地址网段及掩码

de54配置网关地址

dns14添加dns地址

5.1.4接入层交换机1（虚拟化配置）

接入层交换机1配置如表5所示

表5（接入层交换机1虚拟化配置）

En进入系

统视图

conft进入特

权模式

swvirdo1创建虚

拟区域

sw1prio200修改区

域优先

级

exi返回上

一模式

vsl-aggregateport1建立虚

拟化接

口

port-memberinterfaceTen2/25将物理

14

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接口添

加进入

虚拟化

接口

port-memberinterfaceTen7/25将物理

接口添

加进入

虚拟化

接口

exit返回上

一模式

switchconvertmodevirtual端口模

式转变

为虚拟

化

#Areyousuretoconvertswitchtovirtualmode[yes/no]：yes保存配

置

#Doyouwanttorecovery“config.text”from“virtual_switch.text”进行重

[yes/no]：no启，完成

虚拟化

5.1.5接入层交换机2（虚拟化配置）

接入层交换机2配置如表6所示

表6（接入层交换机2虚拟化配置）

En进入系

统视图

conft进入特

权模式

swvirdo1创建虚

拟区域

sw1prio200修改区

域优先

级

exi返回上

15

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一模式

vsl-aggregateport1建立虚

拟化接

口

port-memberinterfaceTen2/25将物理

接口添

加进入

虚拟化

接口

port-memberinterfaceTen7/25将物理

接口添

加进入

虚拟化

接口

exit返回上

一模式

switchconvertmodevirtual端口模

式转变

为虚拟

化

#Areyousuretoconvertswitchtovirtualmode[yes/no]：yes保存配

置

#Doyouwanttorecovery“config.text”from进行重

“virtual_switch.text”[yes/no]：no启，完成

虚拟化

5.1.6接入层虚拟化交换机（教学区）

接入层虚拟化交换机（教学区）配置如表7所示

表7（接入层虚拟化交换机（教学区）配置）

En进入系统视图

conft进入特权模式

vlan10创建vlan

ex返回上一模式

interg1/2/12进入指定接口

16

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noswitchport不是交换机接口

exit返回上一模式

interg2/2/12进入指定接口

noswitchport不是交换机接口

exit返回上一模式

switchvirtualdomain1进入虚拟域

dual-activedetectionbfd开启bfd配置

dual-activepairinterfaceg1/2/12指定bfd端口

interfaceg2/2/12

dual-activeexcludeinterface通过物理端口管理虚拟端口

g1/2/11

dual-activeexcludeinterface通过物理端口管理虚拟端口

g2/2/11

ex返回上一模式

Intg1/1/1进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrall放通所有vlan

intrange1/1/2-48进行批量接口配置

swmoacc修改接口模式为access

swaccvlan10添加归属vlan

5.1.7接入层虚拟化交换机（宿舍区）

接入层虚拟化交换机（宿舍区）配置如表8所示

表8（接入层虚拟化交换机（宿舍区）配置）

En进入系统视图

conft进入特权模式

vlan20创建vlan

ex返回上一模式

interg1/2/12进入指定接口

noswitchport不是交换机接口

exit返回上一模式

interg2/2/12进入指定接口

noswitchport不是交换机接口

exit返回上一模式

switchvirtualdomain1进入虚拟域

17

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dual-activedetectionbfd开启bfd配置

dual-activepairinterfaceg1/2/12指定bfd端口

interfaceg2/2/12

dual-activeexcludeinterface通过物理端口管理虚拟端口

g1/2/11

dual-activeexcludeinterface通过物理端口管理虚拟端口

g2/2/11

ex返回上一模式

Intg1/1/1进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrall放通所有vlan

intrange1/1/2-48进行批量接口配置

swmoacc修改接口模式为access

swaccvlan20添加归属vlan

5.1.8接入层虚拟化交换机（办公区）

接入层虚拟化交换机（办公区）配置如表9所示

表9（接入层虚拟化交换机（办公区）配置）

En进入系统视图

conft进入特权模式

vlan30创建vlan

ex返回上一模式

interg1/2/12进入指定接口

noswitchport不是交换机接口

exit返回上一模式

interg2/2/12进入指定接口

noswitchport不是交换机接口

exit返回上一模式

switchvirtualdomain1进入虚拟域

dual-activedetectionbfd开启bfd配置

dual-activepairinterfaceg1/2/12指定bfd端口

interfaceg2/2/12

dual-activeexcludeinterface通过物理端口管理虚拟端口

g1/2/11

dual-activeexcludeinterface通过物理端口管理虚拟端口

18

湖南商务职业技术学院毕业设计

g2/2/11

ex返回上一模式

Intg1/1/1进入指定接口

swmotr修改接口模式为trunk

swtrall放通所有vlan

intrange1/1/2-48进行批量接口配置

swmoacc修改接口模式为access

swaccvlan30添加归属vlan

5.1.9接入层虚拟化交换机（机房）

接入层虚拟化交换机（机房）配置如表10所示

表10（接入层虚拟化交换机（机房）