數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 教案8 三層交換機(jī)的配置與管理

項(xiàng)目八三層交換機(jī)的配置與管理【教學(xué)目標(biāo)】1. 知識(shí)目標(biāo)：（1）理解三層交換機(jī)的概念、路由功能、工作過程。（2）掌握三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能的兩種方法。（3）掌握交換機(jī)端口類型及分類。2. 技能目標(biāo)：（1）理解三層交換機(jī)的概念、路由功能、工作過程。（2）掌握三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能的兩種方法。（3）掌握交換機(jī)端口類型及分類。3. 素養(yǎng)目標(biāo)（1）培養(yǎng)溝通交流及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)（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(diǎn)】三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能的兩種方法【教學(xué)難點(diǎn)】三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能的兩種方法【教學(xué)方法】項(xiàng)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】三層交換機(jī)是構(gòu)建高速局域網(wǎng)不可或缺的設(shè)備，它不僅具二層交換機(jī)的功能，而且還具有路由功能，同時(shí)擁有具有強(qiáng)大的背板帶寬，能夠?qū)崿F(xiàn)不同Vian間數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)，被廣泛應(yīng)用于企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)以及小區(qū)寬帶的匯聚層、核心層。【教學(xué)過程】任務(wù)一：三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖8-1所示。PC-PTPC-PTPCAPCB圖8-1三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需設(shè)備：三層交換機(jī)（型號(hào)3560） 一臺(tái)、計(jì)算機(jī)兩臺(tái)、直通線兩根。規(guī)劃IP地址：計(jì)算機(jī) PCA 的 IP 地址：10. 10. 1. 1/24,計(jì)算機(jī) PCB 的 IP 地址：10. 10. 2. 1/24。設(shè)備連線：計(jì)算機(jī)PCA 交換機(jī)SWE的fO/1端口，計(jì)算機(jī)PCB-交換機(jī)SWE的fO/11端口。任務(wù)要求：(1) 交換機(jī) SWE 的 fO/1 端口屬于 Vian 10, fO/11 端口屬于 Vian 20。(2) 利用虛擬端口法實(shí)現(xiàn)三層交換機(jī)的路由功能，使計(jì)算機(jī)PCA與PCB能夠連通。知識(shí)點(diǎn)鏈接：3.三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能1) 交換機(jī)開啟路由功能三層交換機(jī)要使用路由功能，必須先開啟，否則無(wú)法配置路由，路由功能開啟的命令如下。Switch(config)#ip routing要關(guān)閉路由功能，使用Switch (config) #no ip routing命令。2) 三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能的方法三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能有兩種方法，一種是物理法，另一種是虛擬端口法。(1) 物理法。使用物理法實(shí)現(xiàn)三層交換機(jī)的路由功能，需要關(guān)閉端口的二層功能，開啟路由功能，然后在端口上配置IP地址，這樣三層交換機(jī)的端口變成類似路由器的端口，配置命令如下。SWE(config)#int 端口SWE(config-if)#no switchport/關(guān)閉端口的二層功能，開啟三層功能SWE(conf ig-if) #ip address IP 地址 子網(wǎng)掩碼(2) 虛擬端口法。虛擬端口法是通過創(chuàng)建Vian作為虛擬端口實(shí)現(xiàn)路由功能的，分為兩步完成。第1步：在三層交換機(jī)上創(chuàng)建Vian作為虛擬端口，有幾個(gè)網(wǎng)段創(chuàng)建幾個(gè)VlanoSwitch (config) #vlan Vian 號(hào)/創(chuàng)建 Vian第2步：給Vian配置IP地址，并開啟。Switch (config) #int vlan Vian 號(hào) /進(jìn)入 Vian 模式Switch(conf ig-if)#ip address IP 地址 子網(wǎng)掩碼Switch(config-if)#no shutdown任務(wù)分析：任務(wù)中的計(jì)算機(jī)分別屬于Vian 10和Vian 20,采用虛擬端口法實(shí)現(xiàn)三層交換機(jī)的路由功能,需要在Vian 10和Vian 20上分別設(shè)置IP地址10 10. 10. 1. 8/24和10. 10. 2. 8/24,將Vian 10和Vian 20作為虛擬端口，其IP地址分別作為兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)關(guān)，這樣，就可以PCA與PCB就可以通信了。任務(wù)實(shí)施：1) 繪制如圖8-1所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2）給計(jì)算機(jī)配置如下IP地址與網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī) PCA 的 IP 地址：10. 10. 1. 1/24,網(wǎng)關(guān)：10. 10. 1.8o計(jì)算機(jī) PCB 的 IP 地址：10. 10. 2. 1/24,網(wǎng)關(guān)：10. 10. 2. 8o3）配置三層交換機(jī)SWE4）進(jìn)行測(cè)試計(jì)算機(jī)PCA、PCB是連通的。5）故障診斷如果計(jì)算機(jī)PCA、PCB無(wú)法連通，可能是網(wǎng)關(guān)設(shè)置錯(cuò)誤、Vian的IP設(shè)置錯(cuò)誤，或連接計(jì)算機(jī)的端口沒有加入相應(yīng)的Vian等原因。6）配置交換機(jī)使用物理法實(shí)現(xiàn)三層交換機(jī)的路由功能，需要對(duì)交換機(jī)SWE進(jìn)行如下配置。任務(wù)二：三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)不同Vian間通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)Vian間通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖8-7所示。PC-PTPCAPC-PTPCB960-2/ 3560-24PS、SWEPC-PTPCDPC-PTPC0-24SWB圖8-7三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)Vlan間通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需設(shè)備：三層交換機(jī)（型號(hào)3560） 一臺(tái)、二層交換機(jī)（型號(hào)2960）兩臺(tái)、計(jì)算機(jī)四臺(tái)、交叉線兩根、直通線四根。規(guī)劃IP地址：計(jì)算機(jī)PCA的IP地址：10. 1. 1. l/24o計(jì)算機(jī)PCB的IP地址：10.1. 2.1/24。計(jì)算機(jī)PCC的IP地址：10. 1. 3. 1/24。計(jì)算機(jī)PCD的IP地址：10.1.4.1/24。設(shè)備連線：計(jì)算機(jī)PCA-交換機(jī)SWA的fO/1,計(jì)算機(jī)PCB-交換機(jī)SWA的fO/11。計(jì)算機(jī)PCC-交換機(jī)SWB的fO/1,計(jì)算機(jī)PCD-交換機(jī)SWB的fO/11。交換機(jī)SWA的gO/1端口 一SWE的gO/1端口，交換機(jī)SWB的gO/2SWE的gO/2端口。任務(wù)要求：(1) 交換機(jī) SWA 的 fO/1-l0 端口屬于 vlan 10, f0/11-20 端口屬于 vlan 20。交換機(jī) SWB 的 fO/1-l0 端口屬于 vlan 30, f0/ll-20 端口屬于 vlan 40。（2）實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)PCA、PCB、PCC與PCD之間連通。知識(shí)點(diǎn)鏈接：1. 交換機(jī)端口類型交換機(jī)的端口按照功能分為二層端口和三層端口。1）二層端口2）三層端口2. 三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)不同Vian的通信企業(yè)局域網(wǎng)劃分Vian后，不同Vian之間無(wú)法通信，項(xiàng)目七中我們學(xué)習(xí)了利用路由器實(shí)現(xiàn)不同Vian的通信，但缺點(diǎn)是顯而易見的，不但會(huì)影響轉(zhuǎn)發(fā)速率，而且對(duì)線路的要求也比較高,容易形成網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)故障。因此，企業(yè)很少使用路由器實(shí)現(xiàn)Vian之間的通信，而會(huì)選擇使用三層交換機(jī)，三層交換機(jī)具有轉(zhuǎn)發(fā)速度快、端口數(shù)量多等優(yōu)勢(shì)，更適合企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。任務(wù)分析：（1）網(wǎng)絡(luò)中共有四個(gè)Vian （即四個(gè)網(wǎng)段），采用虛擬端口法實(shí)現(xiàn)三層交換機(jī)的路由功能，需要在三層交換機(jī)上創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的四個(gè)Vian, Vian 10、Vian 20、Vian 30和Vian 40,分別設(shè)置 IP 地址 10. 1. 1. 9/24、10. 1. 2. 9/24、10. 1. 3. 9/24 和 10. 10. 4. 9/24,用于實(shí)現(xiàn)不同Vian間的通信，并作為對(duì)應(yīng)Vian中計(jì)算機(jī)的網(wǎng)關(guān)。（2）交換機(jī)之間相連的端口因需要通過不同Vian ID的數(shù)據(jù)幀，所以需要設(shè)為Trunk模式。任務(wù)實(shí)施：1）繪制如圖8-7所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2）配置交換機(jī)SWA3）配置交換機(jī)SWB4）在三層交換機(jī)SWE上創(chuàng)建Vian與設(shè)置端口 Trunk模式6）配置各計(jì)算機(jī)的IP地址與網(wǎng)關(guān)7）測(cè)試計(jì)算機(jī)PCA、PCB、PCC與PCD是連通的。8）故障診斷可以先從各計(jì)算機(jī)中ping自己的網(wǎng)關(guān)，如果不能連通的，可能是網(wǎng)關(guān)設(shè)置錯(cuò)誤、Vian的IP地址設(shè)置錯(cuò)誤，端口沒有設(shè)置Trunk等原因，如果網(wǎng)關(guān)能ping通，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)也是連通。任務(wù)三：三層交換機(jī)配置靜態(tài)路由sPC-PTPCB拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：三層交換機(jī)配置靜態(tài)路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖8-8所示。PC-PTPCAStnfl-hsf"-tbsf3660-24PS3560-24PSSWB圖8-8三層交換機(jī)配置靜態(tài)路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需設(shè)備：三層交換機(jī)（型號(hào)3560）兩臺(tái)、計(jì)算機(jī)兩臺(tái)、交叉線兩根、直通線兩根。規(guī)劃IP地址：PCA 的 IP 地址：172. 16. 1. l/24o PCB 的 IP 地址：172. 16. 2. 1/24。設(shè)備連線：計(jì)算機(jī)PCA的fO端口 一交換機(jī)SWA的f0/1,計(jì)算機(jī)PCB的f0端口一交換機(jī)SWB的f0/1。交換機(jī)SWA的fO/23端口一SWB的fO/23端口,交換機(jī)SWA的fO/24端口 一SWB的fO/24端口。任務(wù)要求：配置端口聚合與靜態(tài)路由，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)PCA、PCB之間連通。知識(shí)點(diǎn)鏈接：1. 三層交換機(jī)端口聚合不但二層交換機(jī)的端口可以聚合，而且三層交換機(jī)的端口同樣可以聚合，配置三層聚合端口的方法與二層聚合端口的方法相同。三層聚合端口具有路由功能，開啟路由功能后，需要配置IP地址，其使用方法與物理端口類似，配置三層聚合端口 IP地址的命令如下。聚合端口號(hào)/開啟三層功能/配IP地址/開啟端口Switch(config)interface port-channelSwitch(config-if)#no switchportSwitch (conf ig-if) #ip address IP 地址Switch(config-if)#no shutdown2. 三層交換機(jī)配置靜態(tài)路由三層交換機(jī)具有路由功能，但默認(rèn)是關(guān)閉的,必須使用ip routing命令開啟，否則配置的靜態(tài)路由無(wú)法顯示，三層交換機(jī)配置靜態(tài)路由與路由器一樣。任務(wù)分析:（1）在兩臺(tái)三層交換機(jī)上分別創(chuàng)建Vian 10,作為虛擬端口，分別配置IP地址172. 16. 1.254/24和172. 16. 2.254/24,虛擬端口的IP地址分別作為兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)關(guān)。（2）采用物理法實(shí)現(xiàn)三層交換機(jī)的路由功能，需要分別在兩臺(tái)交換機(jī)的fO/23和fO/24端口配置端口聚合，然后開啟聚合端口的三層功能，并分別配置IP地址172. 16. 3. 1/24和172.16. 3. 2/24,最后配置靜態(tài)路由，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)連通。任務(wù)實(shí)施：1）繪制如圖8-8所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2）配置各計(jì)算機(jī)的IP地址與網(wǎng)關(guān)3）在交換機(jī)SWA上創(chuàng)建Vian,設(shè)置IP地址4）在交換機(jī)SWB上創(chuàng)建Vian,設(shè)置IP地址5）配置交換機(jī)SWA的端口聚合6）配置交換機(jī)SWA的端口聚合7）顯示聚合端口的信息與IP地址信息8）顯示聚合端口的信息與IP信息9）配置三層交換機(jī)SWA靜態(tài)路由10）配置三層交換機(jī)SWB靜態(tài)路由11）測(cè)試與故障診斷測(cè)試，計(jì)算機(jī)PCA與PCB之間連通。故障診斷：先在各計(jì)算機(jī)中ping網(wǎng)關(guān)，如果不通，可能是Vian的地址、端口加入Vian錯(cuò)誤。然后從PCA中ping PCB,如果不通，可能是聚合端口的地址錯(cuò)誤、端口的三層功能沒有開啟等。任務(wù)四：三層交換機(jī)配置動(dòng)態(tài)路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：三層交換機(jī)配置動(dòng)態(tài)路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖8-9所示。QS-5PC-PT3560-24PS2621XMPC-PTPCASWERPCB圖8-9三層交換機(jī)配置動(dòng)態(tài)路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需設(shè)備：三層交換機(jī)（型號(hào)3560） 一臺(tái)、路由器（型號(hào)2621） 一臺(tái)、計(jì)算機(jī)兩臺(tái)、直通線兩根、交叉線一根。規(guī)劃IP地址：PCA 的 IP 地址:172.31. 1. 1/24O PCB 的 IP 地址:172.31.2. 1/24O設(shè)備連線：計(jì)算機(jī)PCA 交換機(jī)SWE的fO/1端口，計(jì)算機(jī)PCB 路由器R的fO/1端口。交換機(jī)SWE的fO/24端口一路由器R的f0/0端口。任務(wù)要求：三層交換機(jī)通過物理法啟用路由功能，在三層交換機(jī)和路由器上配置RIP V2路由，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)PCA、PCB之間連通。知識(shí)點(diǎn)鏈接：任務(wù)分析：（1）在三層交換機(jī)上關(guān)閉fO/1、fO/24端口的二層功能，開啟路由功能，然后在兩個(gè)端口上分別配置IP地址172.31. 1.254/24. 172.31.3. 1/24,將端口變成類似路由器的端口使用，配置RIP路由。（2）路由器R的f0/0端口配置IP地址172.31.3.2/24, fO/1端口配置IP地址172.31.2. 254/24,然后配置RIP路由，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)連通。任務(wù)實(shí)施：1）繪制如圖8-9所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2）配置各計(jì)算機(jī)的IP地址與網(wǎng)關(guān)3）配置交換機(jī)SWE4）配置路由器R5）在交換機(jī)SWE上顯示路由信息6）在路由器RA上顯示路由信息Rttshow ip route7）測(cè)試與故障診斷測(cè)試，計(jì)算機(jī)PCA、PCB之間連通。故障診斷：如果PCA、PCB之間不能連通，先檢查計(jì)算機(jī)的IP地址、網(wǎng)關(guān)，然后檢查三層交換機(jī)和路由器的IP地址，再檢查三層交換機(jī)是開啟路由功能，最后，檢查RIP路由。8）配置OSPF路由三層交換機(jī)配置OSPF路由與路由器的方法相同，在此不再贅述。綜合案例某汽車銷售公司有銷售部、策劃部、會(huì)計(jì)部和廣告部四個(gè)部門，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用以下設(shè)備模擬，三層交換機(jī)（型號(hào)3560） 一臺(tái)、二層交換機(jī)（型號(hào)2960）兩臺(tái)、四臺(tái)計(jì)算機(jī)、直通線和交叉線若干，四個(gè)部門要求使用不同的Vian,以提高安全性。后來(lái)公司在同城設(shè)置一辦事處，使用一臺(tái)路由器（型號(hào)1841）和一臺(tái)計(jì)算機(jī)模擬網(wǎng)絡(luò),要求網(wǎng)絡(luò)配置0SPF路由，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通，假如你是某通信公司的技術(shù)人員，請(qǐng)你為公司組建網(wǎng)絡(luò)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖8-10所示。任務(wù)實(shí)施：1）繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在Packet Tracer軟件中繪制如圖810所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PC-PTxsPC-PTCHPC-PTKJPC-PTGGPC-PTBSC圖8-10三層交換機(jī)配置動(dòng)態(tài)路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2） IP地址規(guī)劃與設(shè)備連線按照如下規(guī)劃設(shè)置IP地址并連接設(shè)備（1） IP地址規(guī)劃。XS 的 IP 地址：192. 168. 1. 1/24KJ 的 IP 地址：192. 168. 3. 1/24BSC 的 IP 地址:192. 168.5. 1/24（2）設(shè)備連線。計(jì)算機(jī)XS-交換機(jī)SWA的fO/1端口計(jì)算機(jī)KJ一交換機(jī)SWB的fO/1端口計(jì)算機(jī)BSC-路由器RA的fO/1端口CH 的 IP 地址：192. 168. 2. 1/24GG 的 IP 地址：192. 168. 4. 1/24計(jì)算機(jī)CH-交換機(jī)SWA的f0/11端口計(jì)算機(jī)GG-交換機(jī)SWB的fO/11端口交換機(jī)SWA的gO/1端口一SWE的gO/1端口交換機(jī)SWB的gO/2端口一SWE的gO/2端口交換機(jī)SWE的fO/24端口一路由器RA的f0/0端口任務(wù)分析：（1）在三層交換機(jī)SWA上創(chuàng)建Vian 10和Vian 20,并分別配置IP地址192. 168. 1. 254/24和192. 168. 2. 254/24,用于實(shí)現(xiàn)二層交換機(jī)上Vian 10和Vian 20的通信，Vian的IP地址作為對(duì)應(yīng)Vian中計(jì)算機(jī)的網(wǎng)關(guān)。（2）在三層交換機(jī)SWB上創(chuàng)建Vian 30和Vian 40,并分別配置IP地址192. 168. 3. 254/24和192. 168. 4. 254/24,用于實(shí)現(xiàn)二層交換機(jī)上Vian 30和Vian 40的通信,Vian的IP地址作為對(duì)應(yīng)Vian中計(jì)算機(jī)的網(wǎng)關(guān)。（3）二層交換機(jī)與三層交換機(jī)相連的端口需要通過Vian 10和Vian 20的數(shù)據(jù)幀，因此，要設(shè)置為Trunk模式。（4）在三層交換機(jī)上創(chuàng)建Vian 100,并配置IP地址192. 168. 5. 1/24,將端口 fO/24加入Vian 100, Vian 100作為虛擬端口與路由器連接。（5）路由器f0/0端口配置IP地址192. 168.5.2/24, fO/1端口配置IP地址192. 168.6. 254/24,三層交換機(jī)與路由器配置OSPF路由，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)連通。任務(wù)實(shí)施：1）繪制如圖8-10所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2）配置各計(jì)算機(jī)的IP地址與網(wǎng)關(guān)3）在交換機(jī)SWA上創(chuàng)建Vian,劃分端口4）在交換機(jī)SWB上創(chuàng)建Vian,劃分端口5）在交換機(jī)SWE上創(chuàng)建Vian,設(shè)置IP地址6）配置路由器RA的端口7）在交換機(jī)SWE上配置0SPF路由8）在路由器RA上配置OSPF路由9）在交換機(jī)SWE上顯示路由信息10）在路由器RA上顯示路由信息11）測(cè)試與故障診斷測(cè)試，計(jì)算機(jī)XS、CH、KJ、GG、BSC之間連通。故障診斷：如果各計(jì)算機(jī)之間不能連通，可以先檢查五臺(tái)計(jì)算機(jī)的IP地址、網(wǎng)關(guān)，然后再檢查路由，三層交換機(jī)和路由器上是否有到達(dá)每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由，如果缺少路由，則檢查三層交換機(jī)相關(guān)的Vian的IP地址，檢查路由器的端口地址等，最后檢查0PSF路由的配置。【項(xiàng)目小結(jié)】本任務(wù)主要學(xué)習(xí)了：1）三層交換機(jī)的概念、路由功能、工作過程。2）三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由功能的兩種方法。3）交換機(jī)端口類型及分類。任務(wù)評(píng)價(jià)表學(xué)生：級(jí) 班星期日期項(xiàng)目名稱三層交換機(jī)的配置與管理組長(zhǎng)評(píng)價(jià)內(nèi)容主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)小組評(píng)價(jià)教師評(píng)價(jià)任務(wù)一實(shí)現(xiàn)了路由功能，能夠連通20分任務(wù)二實(shí)現(xiàn)Vian間的通信，能夠連通20分任務(wù)三端口聚合與靜態(tài)路由正確，能夠連通20分任務(wù)四RIP路由配置正確，能夠連通20分綜合案例Vian配置正確，OSPF路由配置正確，能夠連通20分總分合計(jì)項(xiàng)目總結(jié)（心得體會(huì)）說(shuō)明：（1）從設(shè)備選擇、設(shè)備連線、設(shè)備配置、連通測(cè)試等方面對(duì)任務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。（2）滿分100分，總分二組長(zhǎng)評(píng)價(jià)'40%+教師評(píng)價(jià)x60%o