數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 教案5 交換技術(shù)

項目一交換技術(shù)【教學(xué)目標(biāo)】1. 知識目標(biāo)：(1) 掌握虛擬局域網(wǎng)的概念及優(yōu)勢。(2) 掌握交換機端口的操作模式和管理模式。(3) 理解 IEEE 802.lq 標(biāo)準(zhǔn)。(4) 掌握標(biāo)簽幀的結(jié)構(gòu)。(5) 掌握端口聚合、負(fù)載均衡的概念。(6) 掌握端口聚合的協(xié)議、聚合模式。2. 技能目標(biāo)：(1) 能夠創(chuàng)建Vian并劃分端口。(2) 能夠配置交換機端口的模式。(3) 能夠配置許可Vian列表與Native Vlano(4) 能夠配置端口聚合及均衡負(fù)載。3. 素養(yǎng)目標(biāo)(1) 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】創(chuàng)建Vian并劃分端口【教學(xué)難點】配置許可Vian列表與Native Vian。【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】在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的管理與維護中，虛擬局域網(wǎng)技術(shù)能夠限制廣播，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源的消耗，使局域網(wǎng)的管理更加方便、靈活，目前得到了廣泛的應(yīng)用?！窘虒W(xué)過程】任務(wù)一:同一 Vian間的通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：同一 Vian間的通信如圖5-1所示。PC-PTPC-PTPC-PTPC-PTPCAPCBPCCPCD圖5-1同一 Vian間的通信所需設(shè)備：交換機(型號2950) 一臺、計算機四臺、直通線若干。規(guī)劃IP地址：PCA 的 IP 地址:192. 168. 1. l/24o PCB 的 IP 地址：192. 168. 1.2/24.PCC 的 IP 地址：192. 168.2. l/24o PCD 的 IP 地址：192. 168. 2.2/24.設(shè)備連線：PCA-SWA 的 fO/1, PCB-SWA 的 fO/2, PCC-SWA 的 fO/11, PCD一SWA 的 fO/12。任務(wù)要求：(1) 交換機 SWA 的 fO/1-l0 端口屬于 Vian 10； f0/ll-20 端 口屬于 Vian 20。(2) 通過配置交換機的Vian,實現(xiàn)計算機PCA與PCB連通，PCC與PCD連通。知識點鏈接：虛擬局域網(wǎng)的配置在交換機中要使用Vian,必須首先創(chuàng)建Vian,然后將相應(yīng)的端口劃分到Vian,配置命令如下。1) 創(chuàng)建VianSWA (config) #Vlan Vian ID如果要刪除 Vian 使用 no Vian 命令SWA (config) #name 名稱 為 Vian 命名2) 將端口劃分到Vian將端口劃分到Vian分為兩種情況，一種是將某一個端口劃分到Vian；另一種是將某一組或多組端口劃分到Vlano情況一：將某一端口劃分到VianSwitch (conf ig) ttinterface 端口/進入端 口模式Switch (conf ig-if) #switchport access Vian ID /將端口劃分到 Vian情況二：將某一組或多組端口劃分到VianSwitch (config) #int range 一組端口或多組端口/如果是多組端口，使用隔開。Switch(config-if-range)#switchport access Vian ID例如將fO/1-10端口、fO/13-14端口和f0/20端口劃分到Vian 20Switch(config)#int range f0/l10,fO/13-14, f0/20Switch (conf ig-if-range)#switchport access Vian 20如果要將端口從Vian中刪除，可以使用no switchport access Vian命令，從Vian中刪除的端口會自動回到Vian 1中。3) 顯示Vian的信息可以顯示Vian的名稱、狀態(tài)以及各個Vlern中的端口。SWA#show Vian注意：刪除Vian時，如果Vian中有端口，最好先刪除Vian中的所有端口，或?qū)⑵鋭澐值絍ian 1中，否則刪除Vian后，這些端口處于非活動狀態(tài)，依然屬于原來的Vian,查看Vian時也看不到這些端口。Vian 1是交換機默認(rèn)的Vian,不能刪除，默認(rèn)時，交換機所有的端口都屬于Vian 1。任務(wù)實施：(1) 配置各計算機的IP地址。(2) 在Packet Tracer軟件中繪制如圖5T所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，點擊交換機圖標(biāo)，進入命令行界面,進行配置。(3) 測試與診斷故障診斷：如果不能連通，可能Vian創(chuàng)建或端口劃分有錯誤，可以借助于鏈接指示燈來排除故障,如果指示燈有黃色或紅色的，表示此處無法連接，可能有故障。任務(wù)二：跨交換機同一 Vian的通信與控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：跨交換機同一 Vian的通信與控制如圖5-4所示。圖5-4跨交換機同一 Vian的通信與控制所需設(shè)備：交換機兩臺(型號2960)、計算機六臺、直通線六條、交叉線一條。規(guī)劃IP地址:PCA的IP地址:172. 16. 10. l/24o PCD 的 IP 地址:172. 16. 10. 2/24oPCB的IP地址:172. 16. 20. l/24o PCE 的 IP 地址:172. 16. 20. 2/24oPCC的IP地址:172. 16. 30. 1/24O PCF 的 IP 地址:172. 16. 30. 2/24o70o設(shè)備連線:PCASWA 的 fO/1, PCBSWA 的 fO/4, PCCSWA 的 fO/7。PCD-SWB 的 fO/1, PCE-SWB 的 fO/4, PCF-SWB 的 fO/7。交換機SWA與SWB的gigabitEthernetO/1端口交叉線連接任務(wù)要求：(1) 交換機 SWA 的 fO/1-3 端 口屬于 Vian 10； fO/4-6 端 口屬于 Vian 40； f0/79 端 口屬于 Vian交換機 SWB 的 fO/1-3 端口屬于 Vian 10； fO/4-6 端口屬于 Vian 40； fO/7-9 端口屬于 Vian 70o(2) 配置干道鏈路，實現(xiàn)計算機PCA與PCC之間連通，PCB與PCD之間連通，通過配置許可Vian列表實現(xiàn)PCC與PCF之間不能連通。(3) 干道鏈路兩端Vian 10的計算機數(shù)據(jù)傳輸量較大，要求配置為Native Vian提高傳輸速率。知識點鏈接:1. Native Vian 的配置Switch(config-if)ttswitchport trunk native Vian ID如果要把Native Vian改回默認(rèn)的Vian 1,可以使用no switchport trunk native Vian命令。2. 許可Vian列表一個Trunk端口默認(rèn)可以通過本交換機所有Vian的數(shù)據(jù)幀，通過設(shè)置許可Vian列表可以限制某些Vian數(shù)據(jù)幀的通過，配置命令如下。Switch(config-if)ttswitchport trunk allowed Vian all|add|remove|except Vian 歹！J表其中，all表示所有Vian,其后無須接Vian列表。Vian列表可以是一個Vian,也可以是一組Vian,如果是一組Vian需要以小的Vian ID開頭，以大的Vian ID結(jié)尾，中間用”號連接，如10-20,以下命令的后面是需要接Vian列表的。add表示將指定Vian列表加入許可Vian列表。remove表示將指定Vian列表從許可Vian列表中刪除。except表示將Vian列表外的所有Vian加入許可Vian列表。任務(wù)實施：1) 繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2) 創(chuàng)建Vian與端口劃分(1) 點擊交換機SWA圖標(biāo)，進入命令行界面，進行配置。(2) 點擊交換機SWB圖標(biāo)，進入命令行界面，進行配置。(3) 測試。計算機PCA與PCD,不通，同樣，PCB與PCE之間，PCC與PCF之間，也不通。分析：計算機PCA與PCD雖然屬于同一 Vian,但屬于不同的交換機，兩臺交換機之間鏈路的端口屬于默認(rèn)的Vian 1,只能通過Vian 1的數(shù)據(jù)幀，而PCA發(fā)往PCD的數(shù)據(jù)幀屬于Vian 10,因此無法通過。為了保證Vlanl0> Vlan40和Vlan70的數(shù)據(jù)幀通過，需要將鏈路兩端的端口配置為Trunk模式。3) 配置交換機的干道鏈路(1) 配置交換機SWA端口 gO/1為Trunk模式。(2) 交換機SWA的gO/1端口配置為Trunk模式后，它會主動與鏈路對端的端口協(xié)商，要求對方成為Trunk模式，因?qū)Χ硕丝?SWB的gO/1端口目前的模式為dynamic auto,接受協(xié)商，所以SWB交換機的gO/1端口無須配置，會自動變成Trunk模式。(3) 查看交換機SWB端口的信息。SWBttshow interfaces gigabitEthernet 0/1 switchport(4) 測試與診斷。計算機PCA與PCD之間連通，PCB與PCE之間連通，PCC與PCF之間連通。4) 配置交換機的許可Vian列表與Native Vian(1) 配置交換機SWA。(2) 配置交換機SWB。(3) 測試與診斷。故障診斷： 如 果出現(xiàn) “%CDP-4NATIVE_V1 an_MISMATCH: Native Vian mismatch discovered ongigabitEthernetO/1 (1), with Switch gigabitEthernetO/1 (10). v 提示,表示干道鏈路兩端的Native Vian設(shè)置不一致。 如果計算機PCC與PCF之間能連通，說明許可Vian列表錯誤。任務(wù)三：端口聚合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：端口聚合如圖5T5所示。PC-PTPC-PTPC-PTPC-PTPC1PC2PC3PC4圖5-15端口聚合所需設(shè)備：交換機(型號2950)兩臺、計算機四臺、直通線兩根、交叉線兩根。規(guī)劃IP地址：PC1 的 IP 地址：192. 168. 1. l/24o PC2 的 IP 地址：192. 168. 2. 1/24。PC3 的 IP 地址:192. 168. 1.2/24o PC4 的 IP 地址:192. 168. 2. 2/24。設(shè)備連線：PC1 的 f0 端口一SW1 的 fO/1 端口，PC2 的 f0 端口一SW1 的 fO/11 端口。PC3 的 f0 端口 一SW2 的 fO/1 端口 , PC4 的 f0 端口 一SW2 的 fO/11 端口。SWA1 的 fO/23 端口 一SWA2 的 fO/23 端口，SWA1 的 fO/24 端口 一SWA2 的 fO/24 端口。任務(wù)要求：(1) 交換機SW1的fO/1-l0端口屬于Vian 100；交換機SW1的f0/ll-20端口屬于Vian 200。交換機SW2的fO/1-l0端口屬于Vian 100；交換機SW2的f0/11-20端口屬于Vian 200。(2) 配置端口聚合，提高鏈路帶寬、網(wǎng)絡(luò)可靠性，并按目的MAC地址均衡負(fù)載。(3) 配置干道鏈路，實現(xiàn)計算機PC1與PC3之間連通，PC2與PC4之間連通。知識點鏈接：1. 端口聚合的配置1) 創(chuàng)建聚合端口Switch (config) ttinterface port-channel 聚合端口號創(chuàng)建聚合端口其中，聚合端口號的范圍為16,這步也可以省略，直接進入下面的步驟，聚合端口會自動創(chuàng)建。如果要刪除聚合端口可以使用如下命令。Switch(config-if-range)#no interface port-channel2) 配置聚合協(xié)議、聚合方式端口聚合可以采用手動方式，也可以采用自動協(xié)商的方式。進入成員端口模式后，需要進行如下配置。(1) PAgP協(xié)議方式。Switch (conf ig-if-range) ttchannel-protocol pagp 配置 PAgP 協(xié)議Switch (conf ig-if-range) ttchannel-group 1 mode on /手動方式Switch (conf ig-if-range) #channel-group 聚合端口號 mode desirable / 自動協(xié)商desirable 模式Switch (conf ig-if-range)#channelgroup 聚合端口號 mode auto /自動協(xié)商 auto 模式注意：配置時，可以一端為desirable模式，另一端為auto模式，或是兩端都為desirable模式，但不可以兩端都為auto模式，因為無法協(xié)商。(2) LACP協(xié)議方式。Switch (conf ig-if-range) ttchannel-protocol lacp/酉己置 LACP 協(xié)議Switch (conf ig-if-range) #channelgroup 1 mode on /手動方式Switch (conf ig-if-range) #channel-group 聚合端口號 mode active 自動協(xié)商 active 模式Switch (conf ig-if-range) #channelgroup 聚合端口號 mode passive /自動協(xié)商 passive 模式注意：配置時，可以一端為active模式，另一端為passive模式，或是兩端都為active模式,但不可以兩端都為passive模式。如果要將某成員端口從聚合端口中刪除，可以進入成員端口模式下使用如下命令。Switch (conf ig-if-range)#no channel-group例如，創(chuàng)建一個聚合端口，成員為端口 fO/1-3,應(yīng)用PAgP協(xié)議，desirable模式。SW2(config)#int range f 0/1-3SW2(config-if-range)甘channel-protocol pagpSW2(config-if-range)#channel-group 1 mode desirable在本例中沒有先創(chuàng)建聚合端口，聚合端口 1會自動創(chuàng)建，聚合端口的另一端可以使用desirable或auto模式。3) 顯示聚合端口的相關(guān)信息(1) 查看以太網(wǎng)通道匯總信息。Switchttshow etherchannel summary(2) 查看各聚合端口詳細(xì)信息。Switchttshow etherchannel port-channel配置端口聚合時應(yīng)注意的問題： 聚合端口中成員端口的類型(RJ-45端曰、光纖端口)、速率、工作模式必須相同。 聚合端口最多可以有6組，成員端口最多為8個。 聚合端口與其成員端口必須都屬于二層端口或者是三層端口。2. 聚合端口操作模式配置、加入Vian1) 配置端口聚合操作模式成員端口可以在聚合前設(shè)置操作模式，也可以在聚合后設(shè)置操作模式，聚合端口設(shè)置操作模式的命令如下。Switch (config) #interface port-channel 聚合端口號 /進入聚合端口模式Switch (conf ig-if) ttswitchport mode 操作模式操作模式為 trunk 或 access2) 聚合端口加入Vian成員端口可以在聚合前加入某一 Vian,也可以在聚合后加入Vian,聚合端口加入Vian的命令如下。Switch (config)ttinterface port-channel 聚合端口號 /進入聚合端口模式Switch (conf ig-if) # switchport access Vian ID聚合端口號加入 Vian注意問題： 如果成員端口都為Access模式，則應(yīng)屬于同一個Vlan0 如果成員端口都為Trunk模式，則其允許通過的Vlan> Native Vian也應(yīng)該相同。 當(dāng)把一個端口加入到聚合端口中，那么該端口就具有了聚合端口的屬性。3. 負(fù)載均衡聚合端口不但可以提高端口的帶寬，而且還可以均衡負(fù)載，聚合端口能夠?qū)?shù)據(jù)流量按照目的MAC地址、源MAC地址、目的IP地址等分配到各聚合鏈路中。例如，在聚合鏈路中，根據(jù)不同的目的MAC地址將報文分配到不同的成員鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。負(fù)載均衡的配置命令如下。SWA (conf ig) ttport-channel load-balance dst-mac /根據(jù)目的 MAC 地址分配流量SWA (conf ig) #portchannel load-balance srcmac /根據(jù)源 MAC 地址分配流量SWA (conf ig) ttport-channel load-balance src-dst-mac同時根據(jù)源 MAC 地址與目的 MAC 地址分配流量SWA (conf ig) ttport-channel load-balance dst-ip 根據(jù)目的 IP 地址分配流量SWA (conf ig) ttport-channel load-balance srcip /根據(jù)源 IP 地址分配流量SWA (conf ig) ttport-channel load-balance src-dst-ip /根據(jù)源 IP 地址與目的 IP 地址分配流量查看聚合端口均衡負(fù)載的方式Switchttshow etherchannel load-balance如果要將聚合端口的均衡負(fù)載方式還原為默認(rèn)值，可以使用no port-channel load-balance命令。任務(wù)實施：1) 繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2) 創(chuàng)建Vian、劃分端口與設(shè)置Trunk模式(1) 點擊交換機SW1圖標(biāo)，進入命令行界面，進行配置。(2) 點擊交換機SW2圖標(biāo)，進入命令行界面，進行配置。3) 配置端口聚合(1) 配置交換機SW1。(2) 配置交換機SW2。4) 測試(1)從計算機PC1中ping PC3,連通；從計算機PC2中ping PC4,連通，以上說明聚合端口配置正確。故障診斷：如果不通，可能是聚合端口的模式配置錯誤，或是協(xié)議應(yīng)用不一致。(2)刪除交換機fO/23端口之間的連線，再次測試，依然是連通的。結(jié)論：一條成員鏈路故障，聚合端口會自動將數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)移到其他成員鏈路上，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。5) 配置負(fù)載均衡(1) 配置交換機SW1。(2) 配置交換機SW2。6) 手動方式配置端口聚合(2) 配置交換機SW2的端口聚合。(3) 顯示交換機SW1的聚合端口信息。(4) 顯示交換機SW2的聚合端口信息。(5) 從計算機PC1中ping PC3,連通；從計算機PC2中ping PC4,連通。【項目小結(jié)】本任務(wù)主要學(xué)習(xí)了創(chuàng)建Vian并劃分端口、交換機端口的模式的配置、許可Vian列表與NativeVian、端口聚合及均衡負(fù)載的配置。任務(wù)評價表學(xué)生：級 班星期日期項目名稱交換技術(shù)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Vian配置正確，端口配置正確30分任務(wù)二Vian配置、Trunk模式，許可Vian列表、Native Vian配置正確40分任務(wù)三Vian配置正確nTrunk模式、聚合端口、負(fù)載均衡配置正確30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)進行評價。(2)滿分100分，總分二組長評價x40%+教師評價x60%o