1、网络设备配置与管理,子项目2 实现Vlan间通信(1),子项目2 实现Vlan间通信(1),学习目标：重点、难点：教学过程： 提出任务 分析任务 相关知识 任务完成 评价任务 任务小结 知识拓展随堂实训：,【学习目标】-技能目标,掌握内部子网的搭建方法,【学习目标】-知识目标,掌握VLAN类型及原理掌握VLAN配置,【学习目标】-职业目标,会根据项目要求搭建内部子网,重点、难点,教学重点 ：1.VLAN类型及原理2.VLAN配置 教学难点 ：VLAN配置,【教学过程】-提出任务,根据项目要求搭建内部各子网，做到各部门子网内部可以相互访问，而子网间不能直接通信。,【教学过程】-分析任务,为满足任
2、务要求，可以使用LAN和VLAN两种技术实现， 考虑本项目内网规模较大，直接用LAN组建容易形成广播风暴（直接用LAN组建网络，需要为各部门分配一个独立的网段，这样同一部门的主机IP在同一网段，不同部门的主机IP不在同一网段中，从而实现各部门内部可以通信，但部门之间不可以相互访问的组网目标，但此时所有端口仍在同一个广播域中，所以容易产生广播风暴）；而使用VLAN技术能很好的解决广播风暴问题，同时还方便网络管理，能提高网络安全性。 本任务先尝试通过二层交换机级联，直接用LAN完成各部门子网组建，并分析这样建网的缺点，再使用VLAN技术组建内部子网。本任务的工作流程：用二层交换机级联搭建各部门子网
3、测试部门内部及部门之间的连通性在各交换机上创建相应VLAN将接口加入VLAN测试部门内部及部门之间的连通性。,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理1VLAN概念 虽然交换机的所有端口已不再处于同一冲突域，但它们仍处于同一广播域中，因此当网络规模不断增大时，广播风暴的产生仍然无法避免。为了解决这个问题，虚拟局域网技术应运而生。虚拟局域网通常简称为VLAN，是指在一个物理网络上划分出来的逻辑网络。一个虚拟局域网就是一个网段，通过在交换机上划分VLAN，可以将一个大的局域网划分成若干个网段，每个网段内所有主机间的通信和广播仅限于该VLAN，广播帧不会被转发到其他网段，即一个VLAN就是
4、一个广播域(如图1-2-1所示)。VLAN间是不能进行直接通信的，这就实现了对广播域的分割和隔离。,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理1VLAN概念 VLAN的划分不受网络端口的实际物理位置的限制，可以覆盖多个网络设备。,图1-2-1 一个VLAN只有一个广播域,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理2VLAN类型划分VLAN所依据的标准是多种多样的，可以按端口、MAC地址、网络协议和策略等的不同划分不同类型的VLAN，目前多采用前两种形式。1）按端口划分的VLAN将VLAN交换机上的物理端口和VLAN交换机内部的PVC（永久虚电路）端口分成若干个组，每个组构成一个
5、虚拟网，相当于一个独立的VLAN交换机。这种按网络端口来划分VLAN网络成员的配置过程简单明了，因此，它是最常用的一种方式。其主要缺点在于不允许用户移动，一旦用户移动到一个新的位置，网络管理员必须配置新的VLAN。,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理2VLAN类型划分VLAN所依据的标准是多种多样的，可以按端口、MAC地址、网络协议和策略等的不同划分不同类型的VLAN，目前多采用前两种形式。2）按MAC地址划分的VLANVLAN工作基于工作站的MAC地址，VLAN交换机跟踪属于VLAN MAC的地址，从某种意义上说，这是一种基于用户的网络划分手段，因为MAC在工作站的网卡（NI
6、C）上。这种方式的VLAN允许网络用户从一个物理位置移动到另一个物理位置时，自动保留其所属VLAN的成员身份，但这种方式要求网络管理员将每个用户都一一划分在某个VLAN中，在一个大规模的VLAN中，这就有些困难。,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理3VLAN技术原理 1）IEEE 8021q协议 （1）IEEE 802.1q协议简介IEEE 802.1q协议为标识带有VLAN成员信息的以太帧建立了一种标准方法，主要用来解决如何将大型网络划分为多个小网络，从而广播和组播流量就不会占据更多带宽的问题。支持IEEE 802.1q的交换端口可被配置来传输标签帧或无标签帧。一个包含VLA
7、N信息的标签字段可以插入到以太帧中。如果端口与支持IEEE 802.1q的设备（如另一个交换机）相连，那么这些标签帧可以在交换机之间传送VLAN成员信息，这样VLAN就可以跨越多台交换机。,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理3VLAN技术原理 1）IEEE 8021q协议 （2）IEEE 802.1q标签帧格式,图1-2-2 IEEE 802.1q标签帧格式,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理3VLAN技术原理 1）IEEE 8021q协议 （2）IEEE 802.1q标签帧格式TPID：标记协议标识字段，占2个字节，值为0x8100时，则表明帧包含802.1Q
8、标记。TCI：标签控制信息字段，包括帧优先级（Priority）、规范格式指示器（CFI）和VLAN号（VLAN ID）。其中“Priority”占3个bit，用于指定帧的优先级； CFI占1个bit，常用于指出是否为令牌环帧；“VLAN ID”（简称VID）是对VLAN识别的字段，该字段为12位，支持4096（212）个VLAN的识别。,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理3VLAN技术原理 2）交换机的端口对于使用IOS的交换机，交换机的端口（port）通常也称为接口（interface）。交换机的端口按用途分为访问连接（Access Link）端口和主干链路（Trunk L
9、ink）端口两种。访问连接端口通常用于连接交换机与计算机，以提供网络接入服务。该种端口只属于某一个VLAN，并且仅向该VLAN发送或接受无标签数据帧。主干链路端口属于所有VLAN共有，承载所有VLAN在交换机间的通信流量，只能传输带标签数据帧。通常用于连接交换机与交换机，交换机与路由器。,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理3VLAN技术原理 3）VLAN交换机数据的传输过程当VLAN交换机从工作站接收到数据后，会对数据的部分内容进行检查，并与一个VLAN配置数据库（该数据库含有静态配置的或者动态学习而得到的MAC地址等信息）中的内容进行比较后，确定数据去向，如果数据要发往一个V
10、LAN设备（VLAN-aware），一个VLAN标识就被加到这个数据上，根据VLAN标识和目的地址，VLAN交换机就可以将该数据转发到同一VLAN上适当的目的地；如果数据发往非VLAN设备（VLAN-unaware），则VLAN交换机发送不带VLAN标识的数据。,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理3VLAN技术原理 3）VLAN交换机数据的传输过程 下图1-2-3所示是一个跨交换机的VLAN的数据传输过程。其中，VLAN 1中的PC1向PC2发送信息的详细过程如下：（1）PC1构造一个目标地址为PC2的普通以太网数据帧，并发送到交换机SW1；（2）SW1查MAC地址表发现PC2
11、不在MAC地址表中，于是将信息广播至SW1的所有端口（因Trunk口只能接收带标签的数据帧，所以SW1先为数据帧加上标签后，才将其发送至Trunk口）；（3）SW1的Trunk口进一步将信息传送到SW2的Trunk口；,【教学过程】-相关知识,2.1 VLAN类型及原理3VLAN技术原理 3）VLAN交换机数据的传输过程（4）SW2的Trunk口收到数据包后，查MAC地址表找到了与数据包MAC地址相匹配的记录；（5）因PC2只能接受普通以太网数据帧，SW2先将数据帧中的标签去掉，然后再按MAC地址表将数据包发送到与PC2相连的端口，最后传送到PC2。,图1-2-3 跨交换机VLAN的数据传输过
12、程,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置1创建VLAN方法一：创建VLAN的配置命令在全局配置模式下运行，其用法为：switch(config)#vlan vlan-idswitch(config-vlan)#name vlan-name方法二：创建VLAN的配置命令在VLAN数据库模式下运行，其用法为：Switch#vlan database /进入VLAN数据库模式Switch(vlan)#vlan vlan-id name vlan-name其中，vlan-id代表要创建的VLAN的序号，vlan-name代表该VLAN的名字，为可选项。默认情况下，交换机会自动创建和管理VLAN
13、 1，所有交换机端口默认均属于VLAN 1，用户不能删除VLAN 1。,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置2划分VLAN端口要将一个（组）端口设置为某个VLAN的成员，首先应选择该（组）端口，然后将接口加入VLAN。1）选择接口（1）选择单个接口在全局配置模式下，执行interface命令，即可选择接口（端口）进入接口配置模式（在该模式下，可对选定的接口进行配置，并且只能执行配置交换机接口的命令）。该命令行提示符为：Switch(config)#interface type mod_num/port_numSwitch(config-if)#,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN
14、配置2划分VLAN端口其中，“type”代表端口类型，通常有Ethernet（以太网端口，通信速度为10Mbit/s）、FastEthernet（快速以太网端口，100Mbit/s）、GigabitEthernet（吉比特以太网端口，1000Mbit/s）和TenGigabitEthernet（万兆以太网端口）；这些端口类型通常可简约表达为e、fa、gi和tengi；“mod_num/port_num”代表端口所在的模块和在该模块中的编号。例如，选择交换机的0号模块的第3个快速以太网端口：Switch(config)#interface fastethernet 0/3（fastetherne
15、t 0/3也可简写成f0/3）Switch(config-if)#,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置2划分VLAN端口（2）选择多个接口若选择多个端口，对于Cisco 2950、Cisco 2960和Cisco 3560交换机，支持使用range关键字，来指定端口范围，并对这些端口进行统一的配置。同时选择多个交换机端口的配置命令为：Switch(config)#interface range type mode/startportendportSwitch(config-if-range)#Startport代表要选择的起始端口号，endport代表结尾的端口号，用于代表起始范围的
16、连字符“-”的两端，应注意留一个空格，否则命令将无法识别。,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置2划分VLAN端口2）将接口加入VLANSwitch(config-if(-range)#switchport mode access /将端口（组）设置成access模式（二层交换机端口默认是access模式，此句可以省略）Switch(config-if)#switchport access vlan vlan-id /将端口（组）加入vlan（vlan-id代表VLAN的序号，表示将端口划入哪一个VLAN）3）将接口设置为trunk模式Switch(config-if)#switchp
17、ort mode trunk /将端口设置成trunk模式,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置2划分VLAN端口2）将接口加入VLANSwitch(config-if(-range)#switchport mode access /将端口（组）设置成access模式（二层交换机端口默认是access模式，此句可以省略）Switch(config-if)#switchport access vlan vlan-id /将端口（组）加入vlan（vlan-id代表VLAN的序号，表示将端口划入哪一个VLAN）3）将接口设置为trunk模式Switch(config-if)#switchp
18、ort mode trunk /将端口设置成trunk模式,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置3显示VLAN信息若要显示VLAN信息，可在特权模式下使用如下命令：Switch#show vlan、4VLAN配置实例例1：现有1台Cisco Catalyst 2960-24TT交换机，两台PC机。PC1(192.168.1.1）和PC2(192.168.1.24）连接在同一台交换机上，但是处在不同的VLAN中。测试两台计算机的连通性，并加以显示和验证，同时说明其中的道理。实验拓扑如图1-2-5所示：,图1-2-5 例1连接拓扑图,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置3显示VLA
19、N信息若要显示VLAN信息，可在特权模式下使用如下命令：Switch#show vlan、4VLAN配置实例例2：现有2台Cisco Catalyst 2960-24TT交换机，3台PC。PC1(192.168.1.1）和PC2(192.168.1.2）连接到同一台交换机机上，但是处在不同的VLAN中，PC3(192.168.1.3）连接到另一台的交换机上。要求PC1能与PC3互相通信，PC2不能与PC3互相通信，并加以显示和验证，同时说明其中的道理。拓扑连接如图1-2-11所示：,图1-2-11 例2连接拓扑图,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置5VLAN中继（VTP）在当网络中交
20、换机数量很多时，需要分别在每台交换机上创建很多重复的VLAN。工作量很大、过程很繁琐，并且容易出错。我们常采用VTP来解决这个问题。1）VTP的概念VTP（VLAN Trunking Protocol）：是VLAN中继协议，也被称为虚拟局域网干道协议。它是一个OSI参考模型第二层的通信协议，是思科私有协议。主要用于管理在同一个域的网络范围内VLANs的建立、删除和重命名。在一台VTP Server 上配置一个新的VLAN时，该VLAN的配置信息将自动传播到本域内的其他所有交换机。这些交换机会自动地接收这些配置信息，使其VLAN的配置与VTP Server保持一致，从而减少在多台设备上配置同一个
21、VLAN信息的工作量，而且保持了VLAN配置的统一性。,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置5VLAN中继（VTP）2）VTP的三种工作模式VTP有三种工作模式：VTP Server、VTP Client 和 VTP Transparent。（1）VTP Server新交换机出厂时的默认配置是预配置为VLAN1，VTP 模式为服务器。 一般，一个VTP域内的整个网络只设一个VTP Server。VTP Server维护该VTP域中所有VLAN 信息列表，VTP Server可以建立、删除或修改VLAN，发送并转发相关的通告信息，同步vlan配置，会把配置保存在NVRAM中。,【教学过程
22、】-相关知识,2.2 VLAN配置5VLAN中继（VTP）（2）VTP ClientVTP Client虽然也维护所有VLAN信息列表，但其VLAN的配置信息是从VTP Server学到的，VTP Client不能建立、删除或修改VLAN，但可以转发通告，同步vlan配置，不保存配置到NVRAM中。（3）VTP TransparentVTP Transparent相当于是一项独立的交换机，它不参与VTP工作，不从VTP Server学习VLAN的配置信息，而只拥有本设备上自己维护的VLAN信息。VTP Transparent可以建立、删除和修改本机上的 VLAN信息，同时会转发通告并把配置保存
23、到NVRAM中。,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置5VLAN中继（VTP）3）VTP的基本配置VTP的配置要在VLAN数据库模式下完成。要在交换机中激活启动VTP，应先创建VTP管理域（一个域中域名只创建一次即可，一般在VTP server设置），然后再设置VTP的工作模式和密码，并且要做到所有交换机相连的接口都设置为trunk。（1）创建VTP管理域Switch(vlan)#vtp domain domain_name 其中，domain_name代表要创建的VTP管理域。注意该域名称是区分大小写的，VTP域名不会隔断广播域，仅用于同步VLAN配置信息。（2）设置VTP模式Swi
24、tch(vlan)#vtp server|client|transparentSwitch#show vtp status,【教学过程】-相关知识,2.2 VLAN配置5VLAN中继（VTP）3）VTP的基本配置（3） 设置VTP密码Switch(vlan)#vtp password password 其中，password表示VTP真实密码。（4）查看VTP信息Switch#show vtp status,【教学过程】-任务完成,1用LAN组建内部网络1）子网物理规划根据各部门包含信息点的情况可以考虑通过下接低档次交换机、Hub，或者直接连接到二层交换机上几种方式实现各部门计算机的接入。2）
25、内网拓扑补全3）子网物理连接4）子网地址规划5）子网设备IP使用,【教学过程】-任务完成,2连通性测试与分析PC1 ping PC2和PC3都不通（反之亦然），原因是它们虽然连接在物理上相互连通的局域网中，但它们并不在同一个网段上；而PC2与PC3既连接在物理上相互连通的局域网中，又处在同一个逻辑网段上，所以它们能相互ping通。3在各交换机上创建相应VLANAAA公司总部内网中有三台交换机，可以在每个交换机上分别创建5个VLAN，也可以使用VTP进行VLAN中继，减少工作重复，这里采用后一种情况。,【教学过程】-任务完成,详细步骤：1）SW3配置（1）配置VTP serverSW3#conf
26、 tSW3(config)#vlan database /创建域名为“AAA”的VTP管理域 /设置VTP的工作模式为“server模式”SW3(vlan)#vtp password 123 SW3(vlan)#exit,【教学过程】-任务完成,详细步骤：（2）创建各VLAN /在交换机SW3上创建“vlan 10” /将“vlan 10”命名为“Marking” /在交换机SW3上创建“vlan 20” /将“vlan 20”命名为“Finance” /在交换机SW3上创建“vlan 30” /将“vlan 30”命名为“HR” /在交换机SW3上创建“vlan 40” /将“vlan 40
27、”命名为“CEO” /在交换机SW3上创建“vlan 100” /将“vlan 40”命名为“IT”SW3(config-vlan)#exit,【教学过程】-任务完成,详细步骤：（3）SW3(config-if-range)#switch mode access /思科三层交换机端口默认是auto模式，这种模式不可以直接转换为trunk模式，要想将其转换为trunk模式，必须先将其设置为access才可以。 /设置端口模式为trunk2）SW1配置（1）配置VTP clientSW1#conf tSW1(config)#vlan database,【教学过程】-任务完成,详细步骤： /设置SW
28、1为client，并自动加入到AAA域中SW1(vlan)#vtp password 123SW1(vlan)#exit /查看VTP的状态信息（2）查看VLAN继承结果 /查看VLAN继承结果3）SW2配置配置VTP clientSW2#conf tSW2(config)#vlan database,【教学过程】-任务完成,详细步骤： /设置SW2为client，并自动加入到AAA域中SW2(vlan)#vtp password 123SW2(vlan)#exitSW2#4将接口加入VLAN （1） 将交换机SW1 上的F0/5F0/10作为access口加入VLAN10，F0/20F0/2
29、2作为access口加入VLAN100。SW1#conf tSW1(config)#interface range f0/5-10,【教学过程】-任务完成,详细步骤： /设置端口模式为access /将端口加入“vlan 10”SW1(config)#interface range f0/5-10 /设置端口模式为access /将端口加入“vlan 100”SW1(config-if-range)#endSW1#（2）将交换机SW2上的F0/5F0/10作为access口加入VLAN10，F0/20F0/22作为access口加入VLAN100。方法与SW1完全相同。,【教学过程】-任务完成
30、,详细步骤：5通信验证PC1 ping PC2和PC3都 通/不通（反之亦然），原因是 。PC2与PC3相互ping 通/不通，原因是 。,【教学过程】-评价任务,1、任务展示2、个人评价3、组间互评 4、教师总评,【教学过程】-任务小结,本任务主要介绍了VLAN的基本理论和相关操作。通过在交换机上划分VLAN，可以将一个大的局域网划分成若干个网段，每个网段内所有主机间的通信和广播仅限于该VLAN内，广播帧不会被转发到其他网段。VLAN间是不能进行直接通信的，这就实现了对广播域的分割和隔离。通过对本任务的学习，要求了解VLAN产生的原因，理解VLAN的功能和工作原理，熟练掌握通过VTP创建和继
31、承VLAN方法，以及向VLAN中添加接口的方法，能完成连通性测试并能明白其中的道理。操作中注意VTP server和 VTP client两端密码要一致。,【教学过程】-知识拓展,1删除VLAN删除VLAN时,必须确认这个VLAN的任何端口都处于不活动状态。然后使用如下命令：Switch(vlan)#no vlan vlan-id其中，vlan-id是要删除的vlan的序号。例如：下面我们要删除例1中的VLAN10，则配置命令为：SwitchenableSwitch#configure terminalSwitch(config)#no vlan 10 /删除VLAN10这样删除后，我们再执行
32、switch#show vlan命令就看不到vlan10的信息了（如图1-2-18所示）。但是，如果我们执行switch#show run命令，却发现vlan10还在那里，并且端口f0/1还在被删除的vlan10里（如图1-2-19所示）。,【教学过程】-知识拓展,1删除VLAN,图1-2-18 删除VLAN10后的信息,【教学过程】-知识拓展,1删除VLAN,图1-2-19 删除VLAN10后的信息,【教学过程】-知识拓展,1删除VLAN那么，如何才能将VLAN10彻底删除呢？我们可以先删除接口f0/1，再删除VLAN10。具体配置命令如下：Switch#config tSwitch(con
33、fig)#interface f0/1Switch(config-if)#no switchport access vlan 10 /删除接口Switch(config-if)#exitSwitch(config)#no vlan 10Switch(config)#end执行完上述命令，下面我们再执行switch#show run命令，你会发现这次VLAN10被彻底删除了，如图1-2-20所示。,【教学过程】-知识拓展,1删除VLAN,图1-2-20 彻底删除VLAN10后的信息,【随堂实训】,实训任务2：搭建内部子网现有两台Cisco Catalyst 2960-24TT交换机、3台PC。P
34、C1（192.168.2.1）和PC2（192.168.2.2）连接到同一交换机上，但是处在不同的VLAN中，PC3（192.168.2.3）连接到另一台交换机上。要求PC1不能与PC2互相通信，PC1能与PC3通信，并加以显示和验证。实验拓扑如图1-2-21所示：,【随堂实训】,实训任务2：搭建内部子网,图1-2-21 实训拓扑图,【随堂实训】,实训任务2：搭建内部子网实训要求：根据上面的拓扑结构图搭建网络，完成下面的各项实训任务。1配置两台交换机的主机名分别为benbu和fenxiao。2 创建VTP管理域cqddvtpdomain，并将交换机benbu设置为VTP服务器，将交换机fenx
35、iao设置为VTP Client工作模式。3 在名为benbu的交换机上创建id号为234的3个VLAN，VLAN的名称分别为student、teacher和office。4查看fenxiao交换机上的VLAN信息。,【随堂实训】,实训任务2：搭建内部子网实训要求：根据上面的拓扑结构图搭建网络，完成下面的各项实训任务。5将benbu交换机的26号端口和fenxiao交换机的24号端口划入VLAN2，将benbu交换机的79号端口和fenxiao交换机的59号端口划入VLAN3，将benbu交换机的1012号端口和fenxiao交换机的1012号端口划入VLAN4。6将交换机benbu的F0/24端口设置为trunk端口，将交换机fenxiao的F0/24端口设置为trunk端口。7查看VTP 信息。8测试连通性。,
