數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 教案4 交換機的基本配置與管理

項目四交換機的基本配置與管理【教學(xué)目標(biāo)】1. 知識目標(biāo)：（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(quán)模式密碼、Console端口密碼、遠(yuǎn)程管理的配置方法。2. 技能目標(biāo)：（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(yuǎn)程管理、端口的配置。（3）能夠熟練使用交換機的系統(tǒng)幫助。3. 素養(yǎng)目標(biāo)（!）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(xí)慣（3）培養(yǎng)精益求精的工匠精神【教學(xué)重點】各種密碼的配置、時鐘的配置【教學(xué)難點】遠(yuǎn)程管理、端口的配置【教學(xué)方法】項目教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、自主探究、合作探究?！緦?dǎo)入新課】交換機是局域網(wǎng)中重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有地址學(xué)習(xí)、幀轉(zhuǎn)發(fā)過濾、環(huán)路避免等功能，常用于組建局域網(wǎng)。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(yuǎn)程登錄等方式對交換機進(jìn)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(shè)置密碼，如Console端口密碼、特權(quán)模式密碼、遠(yuǎn)程登錄密碼等，具體如何配置？本次課開始一起來學(xué)習(xí)?！窘虒W(xué)過程】任務(wù)一：認(rèn)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(wǎng)結(jié)設(shè)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(shè)備，應(yīng)用于局域網(wǎng)環(huán)境。任務(wù)要求：(1) 配置交換機端口 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(xué)習(xí)功能、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)功能和工作過程。知識點鏈接：1. 端口模式1) 進(jìn)入某一個端口的配置模式SWA(config)#int fastEthernet 0/12) 進(jìn)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/(config-if)#no shutdown開啟端口，關(guān)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(yīng)或相同的半雙.工、全雙工模式，帶寬也要相同，否則會導(dǎo)致高出錯率，出現(xiàn)嚴(yán)重的丟包現(xiàn)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(shè)備MAC地址與相應(yīng)端口號的映射關(guān)系，命令如下。SWA#show mac-address-table/查看 MAC 地址表任務(wù)實施：1) 繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-22所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。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(zhuǎn)發(fā)功能、地址學(xué)習(xí)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(wǎng)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(xiàn)如下提示，表示端口 FastEthernetO/1轉(zhuǎn)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 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。【項目小結(jié)】本任務(wù)主要學(xué)習(xí)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(yuǎn)程管理、端口的配置。（3）交換機的系統(tǒng)幫助。任務(wù)評價表學(xué)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(nèi)容主要評價標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)小組評價教師評價任務(wù)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(wù)二時鐘與管理IP地址配置正確15分任務(wù)三特權(quán)密碼、Console密碼正確15分任務(wù)四遠(yuǎn)程管理配置正確15分任務(wù)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、遠(yuǎn)程管理配置正確20分總分合計項目總結(jié)（心得體會）說明：（1）從設(shè)備選擇、設(shè)備連線、設(shè)備配置、連通測試等方面對任務(wù)進(jìn)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(xié)議CSMA/CD即載波監(jiān)聽多點訪問/碰撞檢測，是共享式以太網(wǎng)中采用的一種特殊協(xié)議，集線器工作過程中遵循此協(xié)議，CSMA/CD協(xié)議工作原理如下，如圖4-2所示。1）多點訪問指網(wǎng)絡(luò)上所有工作站收發(fā)數(shù)據(jù)共同使用一條總線，旦發(fā)送數(shù)據(jù)是廣播式。2）載波監(jiān)聽每個工作站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要先確定一下總線上是否有數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸，則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。3）碰撞檢測碰撞檢測就是一邊發(fā)送數(shù)據(jù)一邊檢測，當(dāng)有其他工作站在發(fā)送數(shù)據(jù)時，會產(chǎn)生“碰撞”，導(dǎo)致傳輸?shù)男盘柺д?，這時工作站就會立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，而等待一段隨機時間再次發(fā)送，直到數(shù)據(jù)發(fā)送成功。PCIsI PC2I PC3碰撞erII 碰撞 IIII PC4J PCS圖4-2 CSMA/CI）協(xié)議工作原理4. 什么是交換機交換機是集線器的升級產(chǎn)品，它能夠能基于目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)信息，可以實現(xiàn)點對點的數(shù)據(jù)傳輸。5. 交換機的分類1）按交換機是否可網(wǎng)絡(luò)管理分類按交換機是否可網(wǎng)絡(luò)管理分為不可網(wǎng)管交換機和可網(wǎng)管交換機。（1）不可網(wǎng)管交換機。（2）可網(wǎng)管交換機。圖4-3不可網(wǎng)管交換機圖4-4可網(wǎng)管交換機Console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(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分類按照網(wǎng)絡(luò)構(gòu)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(shù)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(tǒng)，因設(shè)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(shè)備的MAC地址與相應(yīng)端口號的對應(yīng)關(guān)系，如圖4-10所示。交換機在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀前要先查詢MAC地址表，找到對應(yīng)的端口，然后再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)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(zhuǎn)發(fā)，它將接收到的數(shù)據(jù)幀先存儲，然后讀取數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址，查詢MAC地址表，如果找到目的MAC地址對應(yīng)的端口，則轉(zhuǎn)發(fā)；如果沒有找到對應(yīng)的端口，那么就向除了源端口外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)，即廣播，并把數(shù)據(jù)幀的源地址與接收數(shù)據(jù)幀的端口的對應(yīng)關(guān)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(yīng)關(guān)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(xué)習(xí)、幀的轉(zhuǎn)發(fā)及過濾和環(huán)路避免。（1）地址學(xué)習(xí)。（2）幀的轉(zhuǎn)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(yuǎn)程管理、Web管理和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(jìn)行管理，需要用到一臺計算機和條配置線纜。2) Telnet遠(yuǎn)程管理3) Web管理4) SNMP管理任務(wù)二：配置模式與管理IP地址拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：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(shè)備：交換機(型號2960) 一臺、計算機一臺、配置線纜一根。設(shè)備連線：計算機B的RS 232端口一SWA的Console端口。任務(wù)要求：(1) 能夠以仿真終端的方式配置交換機，能夠熟練進(jìn)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(wǎng)掩碼為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(wǎng)絡(luò)管理，交換機必須要有IP地址，用于聯(lián)網(wǎng)和區(qū)別其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(jìn)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(tǒng)信息交換機與計算機一樣，也是由硬件和軟件組成，系統(tǒng)信息是指顯示硬件和軟件版本等信息。查看系統(tǒng)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(jìn)行配置操作的一系列信息，也是當(dāng)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(wù)實施：1)繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-15所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2)以仿真終端的方式進(jìn)入交換機的命令行界面3)進(jìn)入特權(quán)模式4)進(jìn)入全局配置模式5)進(jìn)入Vian配置模式6)進(jìn)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(tǒng)信息10）查看配置信息任務(wù)三：配置時鐘與密碼拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):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(shè)備:交換機（型號2960） 一臺、計算機一臺、配置線纜一根。設(shè)備連線:計算機PC的RS 232端口交換機1的Console端口。任務(wù)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(dāng)前時間，配置Consol。端口的密碼為“abc”，設(shè)置交換機明很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有時鐘，用于顯示當(dāng)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(dāng)?shù)呐渲眯畔懭腴W存中Switch#copy running-config startup-config/將當(dāng)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 flash:config. text3.交換機的密碼1）特權(quán)模式密碼Switch (config) Senable password 密碼Switch (config) tenable secret 密碼/設(shè)置明文密碼，刪除可以使用no enable password/設(shè)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(jìn)入用戶模式時輸入的密碼，Console端口密碼的配置命令如下。進(jìn)入Console端I I模式Switch(config)#1ine console 0Switch(conf ig-1ine)#password 123Swi tch(conf ig-1ine)#login要驗證則使用no login命令。3)遠(yuǎn)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(yuǎn)程登錄密碼是遠(yuǎn)程登錄交換機時輸入的密碼，這部分內(nèi)容將在卜一任務(wù)中講解。任務(wù)實施：1）繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-18所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以仿真終端的方式進(jìn)入交換機的命令行界面。2）配置交換機的時鐘3）設(shè)置特權(quán)模式明文密碼并測試4）設(shè)置特權(quán)模式密文密碼并測試5）設(shè)W. Console端口密碼6 ）測試Conso 1 e端口密碼在仿真終端中退出用戶模式，再次進(jìn)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(shè)置的兩種特權(quán)模式密碼和Console端口密碼。任務(wù)四：配置遠(yuǎn)程登錄拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：交換機的遠(yuǎn)程管理如圖4-20示。a°PC-PT2950T-24SVVAPC-PTPC1圖4-20交換機的遠(yuǎn)程管理所需設(shè)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(shè)備連線：計算機 PC1 的 fastEthernetO 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(wù)要求：通過仿真終端配置交換機的管理IP地址，配置特權(quán)模式密文密碼為ABCD#,配置遠(yuǎn)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(xiàn)遠(yuǎn)程登錄，管理交換機。知識點鏈接：交換機遠(yuǎn)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(yuǎn)程登錄的方式對交換機進(jìn)行配置，既省去了連線的麻煩，又可實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的管理，方便省事，而旦效率高，遠(yuǎn)程登錄交換機的配置如下。1) 配置VTY虛擬端I ISwi t ch (config) #1 i ne vty 0 5進(jìn)入虛擬端 口模式意為進(jìn)入交換機5個虛擬端口(分別0、1、2、3、4)的端口模式進(jìn)行配置，如果要同時進(jìn)入5個虛擬端口模式，可以line vly 0 4命令，當(dāng)然也可以分開進(jìn)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(yuǎn)程登錄密碼在進(jìn)入虛擬端口模式后，需要配置遠(yuǎn)程登錄密碼，命令如下。Swi tch(config-line)#password ABCD如果要刪除遠(yuǎn)程登錄密碼，可以使用Switch(config-line)#no password3) 配置登錄驗證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(quán)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(jìn)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(yuǎn)程登錄時，必須同時配置特權(quán)模式密碼，明文密碼與密文密碼都可以，否則無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄。 如果不讓用戶通過0到4虛擬端口遠(yuǎn)程登錄，只要清除虛擬端口密碼即可，需要進(jìn)行如下配置。Switch(config)#line vty 0 4Switch(config-line)#no password /清除密碼，關(guān)閉虛擬端口，用戶不能遠(yuǎn)程登錄。任務(wù)實施：1)繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在Packet Tracer軟件中繪制如圖4-20所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2）切換界面進(jìn)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(wù)中直接單擊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備圖標(biāo)，切換到命令行界面進(jìn)行配置。3）配置交換機的管理IP地址4）配置特權(quán)模式密碼5）配置遠(yuǎn)程登錄6）配置遠(yuǎn)程登錄的計算機7）連通測試8）遠(yuǎn)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(wǎng)絡(luò),或某一個沒有配置。 如果能連通，但出現(xiàn)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(xiàn)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(wù)五：配置交換機的端口拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：如圖4-22所示。PGAPCBPCCPCD圖4-22交換機端口的配置所需設(shè)備：交換機（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(shè)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。