數據通信網絡技術 教案4 交換機的基本配置與管理

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1、項目四交換機的基本配置與管理【教學目標】1. 知識目標：（1）理解交換機組成、分類、功能、工作原理和管理方式。（2）掌握交換機式的配置模式。（3）掌握交換機時鐘、管理IP地址、端口、特權模式密碼、Console端口密碼、遠程管理的配置方法。2. 技能目標：（1）熟練交換機工作模式的切換。（2）能夠完成交換機各種密碼的配置、時鐘、遠程管理、端口的配置。（3）能夠熟練使用交換機的系統幫助。3. 素養(yǎng)目標（!）培養(yǎng)溝通交流及團隊合作意識（2）養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)習慣（3）培養(yǎng)精益求精的工匠精神【教學重點】各種密碼的配置、時鐘的配置【教學難點】遠程管理、端口的配置【教學方法】項目教學法、啟發(fā)式教學法、自

2、主探究、合作探究?！緦胄抡n】交換機是局域網中重要的網絡設備，具有地址學習、幀轉發(fā)過濾、環(huán)路避免等功能，常用于組建局域網。首次配置交換機，必須使用Console端口，在配置好IP地址后，就可以使用遠程登錄等方式對交換機進行配置管理了。為了保證交換機的安全，管理員通常會為其設置密碼，如Console端口密碼、特權模式密碼、遠程登錄密碼等，具體如何配置？本次課開始一起來學習?！窘虒W過程】任務一：認識交換機1. 什么是集線器集線器的英文名稱為Hub,是一種不需要或只需要很少軟件管理的網結設備，如圖4-1所示。它工作在0SI參考模型的第層，屬于物理層設備，應用于局域網環(huán)境。任務要求：(1) 配置交換機

3、端口 f 0/1、f 0/2、f 0/3和fO/4的帶寬為100Mbit/s,工作模式為全雙工。(2) 通過Packet Tracer軟件理解交換機MAC地址表的概念、地址學習功能、存儲與轉發(fā)功能和工作過程。知識點鏈接：1. 端口模式1) 進入某一個端口的配置模式SWA(config)#int fastEthernet 0/12) 進入一組端口的配置模式SWA(config)#int range f 0/1-102. 配置交換機端口1) 配置端口的帶寬、工作模式、端口狀態(tài)SWA(configif)#speed 帶寬配置帶寬SWA(config-if)duplex工作模式配置工作模式SW/(co

4、nfig-if)#no shutdown開啟端口，關閉端口使用shutdown。注意：在配置交換機時，鏈路兩端端口工作模式的要相互匹配，即兩端都為自動適應或相同的半雙.工、全雙工模式，帶寬也要相同，否則會導致高出錯率，出現嚴重的丟包現象。2) 查看端口信息可以查看端口的帶寬、工作模式、狀態(tài)等信息，配置命令如下。SWAttshow interface fastEthernet 0/i3. 查看MAC地址表MAC地址表里面存放著所有連接到交換機端口的設備MAC地址與相應端口號的映射關系，命令如下。SWA#show mac-address-table/查看 MAC 地址表任務實施：1) 繪制拓撲結構

5、在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-22所示的拓撲結構。2) IP地址規(guī)劃按IP地址規(guī)劃中的要求配置計算機PCA、PCB、PCC和PCD的IP地址。3) 理解交換機的功能與工作過程理解交換機的存儲轉發(fā)功能、地址學習功能，理解交換機的工作過程。(1) 查看交換機的MAC地址表。(2) 觀看動態(tài)的通信過程。(3) 再次查看MAC地址表。(4) 形成完整的MAC地址表。4) 配置交換機的端口（2）故障診斷.5）配置計算機網卡端口的帶寬與工作模式（2）此時，交換機的配置界面會出現如下提示，表示端口 FastEthernetO/1轉為開啟狀態(tài)。（3）同樣的方法，對其他計算機配置全雙工模式和1

6、OOMbit/s的帶寬。6）測試（1）查看端口信息。（2）連通測試。從PC1中ping其他計算機，都能連通?！卷椖啃〗Y】本任務主要學習了。（1）交換機工作模式的切換。（2）交換機各種密碼的配置、時鐘、遠程管理、端口的配置。（3）交換機的系統幫助。任務評價表學生：級 班星期日期項目名稱交換機的基本配置與管理組長評價內容主要評價標準分數小組評價教師評價任務一掌握交換機組成、分類、功能、工作原理和管理方式15分任務二時鐘與管理IP地址配置正確15分任務三特權密碼、Console密碼正確15分任務四遠程管理配置正確15分任務五端口的帶寬、工作模式正確，理解交換機工作過程20分綜合案例端口帶寬、工作模式

7、、遠程管理配置正確20分總分合計項目總結（心得體會）說明：（1）從設備選擇、設備連線、設備配置、連通測試等方面對任務進行評價。（2）滿分100分，總分二組長評價30階教師評價x60%o圖4-1集線器2. CSMA/CD 協議CSMA/CD即載波監(jiān)聽多點訪問/碰撞檢測，是共享式以太網中采用的一種特殊協議，集線器工作過程中遵循此協議，CSMA/CD協議工作原理如下，如圖4-2所示。1）多點訪問指網絡上所有工作站收發(fā)數據共同使用一條總線，旦發(fā)送數據是廣播式。2）載波監(jiān)聽每個工作站在發(fā)送數據之前要先確定一下總線上是否有數據傳輸，如果有，則暫時不發(fā)送，等信道空閑時再發(fā)送；如果沒有數據傳輸，則立即發(fā)送數據

8、。3）碰撞檢測碰撞檢測就是一邊發(fā)送數據一邊檢測，當有其他工作站在發(fā)送數據時，會產生“碰撞”，導致傳輸的信號失真，這時工作站就會立即停止發(fā)送數據，而等待一段隨機時間再次發(fā)送，直到數據發(fā)送成功。PCIsI PC2I PC3碰撞erII 碰撞 IIII PC4J PCS圖4-2 CSMA/CI）協議工作原理4. 什么是交換機交換機是集線器的升級產品，它能夠能基于目的MAC地址轉發(fā)信息，可以實現點對點的數據傳輸。5. 交換機的分類1）按交換機是否可網絡管理分類按交換機是否可網絡管理分為不可網管交換機和可網管交換機。（1）不可網管交換機。（2）可網管交換機。圖4-3不可網管交換機圖4-4可網管交換機Co

9、nsole落口圖4-5銳捷RG-NBS1800接入層交換機圖4-6華為S5720S匯聚層交換機2)按網絡構成分類按照網絡構成分為接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機。(1) 接入層交換機。(2) 匯聚層交換機。(3)核心層交換機。部署在核心層的交換機稱為核心層交換機，也稱為中心交換機，如圖4-7所示。Oq _ H J圖4-7神州數碼DCRS-6804E核心層交換機6. 交換機的組成1) 軟件部分思科交換機軟件部分主要是Cisco IOS操作系統，因設備型號不同而有所不同。2) 硬件部分硬件部分主要包括處理器、ASIC芯片、只讀存儲器(ROM)、隨機存儲器(RAM)、閃存(FLASH)、各類

10、端II和配置線纜。7. 交換機的工作過程與功能1) MAC地址表交換機中存在并維護著一個MAC地址表，該表保證交換機正常工作，表中存放著所有連接到交換機端口設備的MAC地址與相應端口號的對應關系，如圖4-10所示。交換機在轉發(fā)數據幀前要先查詢MAC地址表，找到對應的端口，然后再轉發(fā)數據幀。SW1主機地址毓口MAC1 0/1MAC2f 0/2MAC3f 0/3MAC4 0/4MAC地址表圖4T0 MAC地址表2）交換機的工作過程簡單地說，交換機的工作過程是存儲與轉發(fā)，它將接收到的數據幀先存儲，然后讀取數據幀的目的MAC地址，查詢MAC地址表，如果找到目的MAC地址對應的端口，則轉發(fā)；如果沒有找到

11、對應的端口，那么就向除了源端口外的所有端口轉發(fā)，即廣播，并把數據幀的源地址與接收數據幀的端口的對應關系寫入MAC地址表。SW1MAC1 MAC2 MAC3 MAC4MAC 地址表圖4T1交換機初始化時SW1PCIPC2PC3PC4MAC1MAC2MAC3MAC4MAC 地址表圖4-12 MAC1與端口 f 0/1的對應關系寫入交換機主機AC地址端口MAC1f 0/13）交換機的功能交換機的基本功能主要有地址學習、幀的轉發(fā)及過濾和環(huán)路避免。（1）地址學習。（2）幀的轉發(fā)及過濾。（3）環(huán)路避免。8. 交換機的管理方式交換機常見的管理方式主要有四種，分別是仿真終端管理、Telnet遠程管理、Web管

12、理和SNVP管理。1）仿真終端管理首次配置交換機時可以使用仿真終端通過Console端LI對交換機進行管理，需要用到一臺計算機和條配置線纜。2) Telnet遠程管理3) Web管理4) SNMP管理任務二：配置模式與管理IP地址拓撲結構：配置管理IP地址與信息查看如圖4-15所示。圖4-15配置管理IP地址與信息查看所需設備：交換機(型號2960) 一臺、計算機一臺、配置線纜一根。設備連線：計算機B的RS 232端口一SWA的Console端口。任務要求：(1) 能夠以仿真終端的方式配置交換機，能夠熟練進行各種配置模式的切換。(2) 配置交換機的管理IP地址為192.168.0.1,子網掩碼

13、為255. 255. 255.0,并開啟,便于對交換機的管理。知識點鏈接：1. 交換機的管理IP地址如果要對一臺交換機通過網絡管理，交換機必須要有IP地址，用于聯網和區(qū)別其他網絡設備，這個地址就是管理IP地址，交換機的管理IP地址需要在Vian 1上配置，并開啟。配置方法如下。Switch (conf ig) #int vlan 1/進入 Vian 1 配置模式Switch (conf ig-if)#ip address 192. 168. 0. 1 255. 255. 255. 0 配置 IP 地址Switch (config-if)ttno shut開啟 Vian 1如果要更改配置好的管理

14、IP地址，可以重新配置；如果要刪除配置好的IP地址，可以如下命令。Switch(config-if)#no ip address2. 系統信息交換機與計算機一樣，也是由硬件和軟件組成，系統信息是指顯示硬件和軟件版本等信息。查看系統信息的命令如下。Switch#show version3. 配置信息配置信息是用戶對交換機進行配置操作的一系列信息，也是當前運行的配置信息，查看配置信息的命令如下。Switch#shov running-config任務實施：1)繪制拓撲結構在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-15所示的拓撲結構。2)以仿真終端的方式進入交換機的命令行界面3)進入特權模式4)

15、進入全局配置模式5)進入Vian配置模式6)進入端口時置模式7)8)更改交換機的名稱配置交換機的管理IP地址9)查看系統信息10）查看配置信息任務三：配置時鐘與密碼拓撲結構:配置交換機的時鐘與密碼如圖4-18所示。PC-PTPC2960-24TT交挨機1圖4-18配置交換機的時鐘與密碼所需設備:交換機（型號2960） 一臺、計算機一臺、配置線纜一根。設備連線:計算機PC的RS 232端口交換機1的Console端口。任務要求：文密碼為“psw”，密文密碼為“sec”。知識點鏈接：1.交換機的時鐘配置交換機的時鐘為當前時間，配置Consol。端口的密碼為“abc”，設置交換機明很多網絡設備都有時

16、鐘，用于顯示當前時間，交換機也不例外，其時鐘格式為“時：分：秒月日年”，其中“月”為英文月份的前三個字母的縮寫，配置時鐘的命令如下。Switchftclock set 21:10:09 Mar 22 2020 配置時鐘Switch#show clock顯示時鐘21:10:18. 372 CTC Sun Mar 22 20202.保存配置信息Sw i tch#wr ite將前當的配置信息寫入閃存中Switch#copy running-config startup-config/將當前配置信息保存到啟動文件中永久刪除FLASH中配置文件config, textSwitch#delete flas

17、h:config. text3.交換機的密碼1）特權模式密碼Switch (config) Senable password 密碼Switch (config) tenable secret 密碼/設置明文密碼，刪除可以使用no enable password/設置密文密碼，刪除可以使用no enable secret2) Console 端口密碼Console端口密碼也稱為控制臺密碼，是用戶通過Console端口配置交換機時，進入用戶模式時輸入的密碼，Console端口密碼的配置命令如下。進入Console端I I模式Switch(config)#1ine console 0Switch(c

18、onf ig-1ine)#password 123Swi tch(conf ig-1ine)#login要驗證則使用no login命令。3)遠程登錄密碼配置密碼為123,刪除密碼，可以使用no password/配置登錄驗證，即登錄時需要輸入密碼，如果不需遠程登錄密碼是遠程登錄交換機時輸入的密碼，這部分內容將在卜一任務中講解。任務實施：1）繪制拓撲結構在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-18所示的拓撲結構，以仿真終端的方式進入交換機的命令行界面。2）配置交換機的時鐘3）設置特權模式明文密碼并測試4）設置特權模式密文密碼并測試5）設W. Console端口密碼6 ）測試Conso 1

19、 e端口密碼在仿真終端中退出用戶模式，再次進入時，提示輸入密碼，輸入密碼abc”，成功用戶模式,如圖4-19所示。7）查看配置最終，可以看到設置的兩種特權模式密碼和Console端口密碼。任務四：配置遠程登錄拓撲結構：交換機的遠程管理如圖4-20示。aPC-PT2950T-24SVVAPC-PTPC1圖4-20交換機的遠程管理所需設備：交換機一臺（型號2950）、計算機兩臺、直通線一根、IP地址規(guī)劃：配置線纜一根。計算機 PC1 的 IP 地址：192. 168. 1. 2/24oSWA 的管理 IP 地址:192. 168. 1. 1/24o設備連線：計算機 PC1 的 fastEthern

20、etO 端 I l-*SWA 的 fastEthernetO/24。計算機配置的RS 232端口一SWA的Console端口。任務要求：通過仿真終端配置交換機的管理IP地址，配置特權模式密文密碼為ABCD#,配置遠程登錄，最多允許6條線路，密碼為123ABC,登錄時需要驗證，使用PC1實現遠程登錄，管理交換機。知識點鏈接：交換機遠程登錄使用Console端口配置交換機，連線麻煩且只能對本地的交換機配置，因此，首次使用Console端口時置后，以后一般采用遠程登錄的方式對交換機進行配置，既省去了連線的麻煩，又可實現遠程設備的管理，方便省事，而旦效率高，遠程登錄交換機的配置如下。1) 配置VTY虛

21、擬端I ISwi t ch (config) #1 i ne vty 0 5進入虛擬端 口模式意為進入交換機5個虛擬端口(分別0、1、2、3、4)的端口模式進行配置，如果要同時進入5個虛擬端口模式，可以line vly 0 4命令，當然也可以分開進入，例如使用命令line vty 0 2和line vty 3 4,交換機最多有16個虛擬端口。2) 配置遠程登錄密碼在進入虛擬端口模式后，需要配置遠程登錄密碼，命令如下。Swi tch(config-line)#password ABCD如果要刪除遠程登錄密碼，可以使用Switch(config-line)#no password3) 配置登錄驗證

22、Switch(config-line)#login如果登錄時需要驗證，即輸入密碼，使用login命令；不需要驗證，即不輸入密碼，直接登錄,使用no login命令。4) 配置特權模式密碼Switch(config)Senable secret 1235) 配置計算機的管理IP地址命令Switch (config) #int vlan 1/進入 Vian 1 模式Swi tch (conf ig-if)#ip address 192. 168. 1. 1 255. 255. 255. 0Switch (conf ig-if) tino shut/開啟 Vian 1注意： 配置遠程登錄時，必須同時

23、配置特權模式密碼，明文密碼與密文密碼都可以，否則無法實現遠程登錄。 如果不讓用戶通過0到4虛擬端口遠程登錄，只要清除虛擬端口密碼即可，需要進行如下配置。Switch(config)#line vty 0 4Switch(config-line)#no password /清除密碼，關閉虛擬端口，用戶不能遠程登錄。任務實施：1)繪制拓撲結構在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-20所示的拓撲結構。2）切換界面進行配置通過仿真終端登錄交換機，為簡化操作，在后面的任務中直接單擊網絡設備圖標，切換到命令行界面進行配置。3）配置交換機的管理IP地址4）配置特權模式密碼5）配置遠程登錄6）配置遠程

24、登錄的計算機7）連通測試8）遠程登錄測試9）故障診斷 如果PC1與交換機不能連通，則可能是交換機的管理IP地址與PC1的IP地址不在同一網絡,或某一個沒有配置。 如果能連通，但出現提示 “Connection to 192. 168. 1. 9 closed by foreign host,則可能是沒有配置密碼。 如果能連通，但出現提示% Connection timed out; remote host not responding,則可能是Telnet命令中的IP地址有誤。任務五：配置交換機的端口拓撲結構：如圖4-22所示。PGAPCBPCCPCD圖4-22交換機端口的配置所需設備：交換機

25、（型號2960） 一臺、計算機四臺、直通線四條。IP地址規(guī)劃：PCA 的 1P 地址：192. 168. 0. 1/24。PCB 的 IP 地址：192.168.0.2/24。PCC 的 IP 地址：192. 168. 0. 3/24oPCD 的 IP 地址：192. 168. 0. 4/24o設備連線：PCA 的 fastEthernet0 端口f SWA 的 f 0/1 端口。PCB 的 fastEthernetO 端口一SWA 的 f 0/2 端口。PCC 的 fastEthernet0 端口-SWA 的 f 0/3 端口。PCD 的 fastEthernet0 端口一SWA 的 f 0/4 端口。