专业和班级

 2019级 （ ）班

成绩

姓名

朱

学号

03 333

课程名称

计算机网络

实验名称

交换机配置（1）--单交换机VLAN

实

验

目

的

和

要

求

1. 理解数据链路层的3个基本问题的内容。
2. 认识交换机的概念、特点和功能。
3. 掌握网络拓扑图的设计过程。
4. 理解交换机的配置模式，进行交换机的基础配置。
5. 初步掌握单交换机的VLAN配置。

知

识

理

论

基

础

简要解释下面网络术语。

1.简述数据链路层的3个基本问题的内容。

答：

①封装成帧：封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。

②透明传输：如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和SOH和EOT一样，数据链路层就会错误地找到“帧的边界”。当传送的帧就是用文本文件组成的帧时，其数据部分显然不会出现像SOH（0x01）或EOT（0x04）这样的帧定界控制字符。可见不管从键盘上输入什么字符都可以放在这样的帧中传输过去，因此这样的传输就是透明传输。

③差错检测：现实的通信链路都不会是理想的。比特在传输过程中会产生差错。为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。

2.简述交换机的概念、特点和功能。

答：

概念：交换机（switch）意为“开关”，是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

特点：

①因为交换机有带宽很高的内部交换矩阵和北部总线，并且这个背部总线上挂接了所有的端口，通过内部交换矩阵，就能够把数据包直接而迅速地传送到目的节点而非所有节点， 这样就不会浪费网络资源，从而产生非常高的效率。同时在此过程中，数据传输的安全程度非常高，更是受到使用者的欢迎和普遍好评。

②和集线器每个端口共享同样带宽不同的是，交换机的数据带宽具有独享性。在这样的前提下，在同一个时间段内，交换机就可以将数据传输到多个节点之间，并且每个节点都可以当做独立网段而独自享有固定的部分带宽，这样就没有和其他设备进行竞争实用的必要。

功能：交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。

①像集线器一样，交换机提供了大量可供线缆连接的端口，这样可以采用星型拓扑布线。

②像中继器、集线器和网桥那样，当它转发帧时，交换机会重新产生一个不失真的方形电信号。

③像网桥那样，交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑。

④像网桥那样，交换机将局域网分为多个冲突域，每个冲突域都是有独立的宽带，因此大大提高了局域网的带宽。

⑤除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外，交换机还提供了更先进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。

3.根据你的理解，VLAN能带来什么好处？

答：

①限制广播域。广播域被限制在一个VLAN内，提高了网络处理能力。

②增强局域网的安全性。VLAN的优势在于VLAN内部的广播和单播流量不会被转发到其他VLAN中，从而有助于控制网络流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络安全性。

③灵活构建虚拟组。用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组，同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，网络构建和维护更加方便灵活。

④性能提高。将第二平面网络划分为多个逻辑工作组（广播域）可以减少网络上不必要的流量并提高性能。

⑤成本降低。成本高昂的网络升级需求减少，现有带宽和上行链路的利用率更高，因而可节约成本。

⑥提高人员工作效率。VLAN为网络管理带来了方便，因为有相似网络需求的用户将共享同一个VLAN。

⑦简化项目管理或应用管理。VLAN将用户和网络设备聚合到一起，以支持商业需求或地域上的需求。通过职能划分，项目管理或特殊应用的处理都变得十分方便，例如可以轻松管理教师的电子教学开发平台。此外，也很容易确定升级网络服务的影响范围。

实

验

内

容

和

步

骤

1.理解交换机的配置模式。

1）用户模式；2）特权模式；3）全局配置模式；4）子模式。

5）SETUP模式（对话模式）--交互式；6）boot模式（灾难恢复模式）--特定环境

1）用户模式

当用户通过交换机的控制台端口或Telnet会话连接并登录到交换机时，此时所处的命令执行模式就是用户EXEC模式。在该模式下，只执行有限的一组命令，这些命令通常用于查看显示系统信息、改变终端设置和执行一些最基本的测试命令，如ping、traceroute等。

2）特权模式

在用户EXEC模式下，执行enable命令，将进入到特权EXEC模式。在该模式下我们可以查看交换机的配置信息和调试信息等等，使用更多的查看性质的命令和做一些少量修改的路由器参数命令，进入全局配置模式不需要任何密码。

3）全局配置模式

在特权模式下，执行configure terminal命令，即可进入全局配置模式。在该模式下，只要输入一条有效的配置命令并回车，内存中正在运行的配置就会立即改变生效。该模式下的配置命令的作用域是全局性的，是对整个交换机起作用。

4）子模式

在全局配置模式下，执行interface命令，即进入接口配置模式。在该模式下，可对选定的接口（端口）进行配置，并且只能执行配置交换机端口的命令。

5）SETUP模式（对话模式）—交互式

交换机的初始化配置方式分为两种，一种是steup的交互式配置模式，一种是逐条命令的配置模式。

6）boot模式（灾难恢复模式）--特定环境

为了不让实验受交换机以前的配置影响，常常需要先恢复交换机的缺省配置。在特权用户模式下顺序使用erase, restet命令即可恢复交换机的缺省配置。

2.画出实验所需的网络拓扑图。

――截图（网络拓扑图1个）

网络拓扑图：

3.为设备设置IP地址，并测试网络连通性。

――截图（测试2个图、VLAN信息1个图）

交换机是二层设备，给交换机的VLAN 1配置IP地址。在没有设置VLAN前，所有的端口都默认属于VLAN 1，所以VLAN 1也叫做管理VLAN，显然VLAN1的IP地址就是交换机的IP地址。

步骤：

1）设置IP地址

①设置交换机IP

点击PC0→桌面→终端

输入：

Switch>enable

Switch#configure terminal  

Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown

②相关IP设置

点击PC1→桌面→IP地址配置→手动设置

IP地址：192.168.1.10

子网掩码：255.255.255.0

默认网关：192.168.1.1

对PC2、PC3、PC4进行类似操作，IP地址分别为

PC2  192.168.1.20

PC3  192.168.1.30

PC4  192.168.1.40

2）测试网络连通性

经测试，PC1、PC2、PC3、PC4之间是相互连通的。

以下给出其中两个测试的过程即结果：

①PC1 ping PC2

点击PC1→桌面→命令提示符

输入：ping 192.168.1.20

②PC2 ping PC3

点击PC2→桌面→命令提示符

输入：ping 192.168.1.30

3）VLAN信息

点击PC0→桌面→终端

输入：show vlan

4.进行交换机的基础配置。（由于实验课程安排，暂时不做）

――截图（每项1个图）

设置明文密码，设置密文密码，设置远程登录密码。

5.进行单交换机的VLAN划分，并测试网络连通性。

――截图（测试2个图、VLAN信息1个图）

1）创建两个不同的VLAN 100和VLAN 200。

点击PC0→桌面→终端

输入：

Switch#vlan database

Switch(vlan)#vlan 100 name v1

Switch(vlan)#vlan 200 name v2

2）将不同的接口连入刚刚创建的两个VLAN。

PC0终端中输入：

Switch#configure terminal

Switch(config)#interface fastEthernet 0/1

Switch(config-if)#switchport mode access

Switch(config-if)#switchport access vlan 100

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fastEthernet  0/2

Switch(config-if)#switchport mode access

Switch(config-if)#switchport access vlan 100

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fastEthernet 0/3

Switch(config-if)#switchport mode access

Switch(config-if)#switchport access vlan 200

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fastEthernet 0/4

Switch(config-if)#switchport mode access

Switch(config-if)#switchport access vlan 200

VLAN划分情况：

VLAN 100：PC1、PC2

VLAN 200：PC3、PC4

3）测试。测试结论：相同VLAN，主机彼此可以互相ping通；不同VLAN，主机彼此不能互相ping通。

①相同VLAN测试：

PC1 ping PC2

在PC1的命令提示符中输入：ping 192.168.1.20

PC3 ping PC4

在PC3的命令提示符中输入：ping 192.168.1.20

②不同VALN测试：

PC1 ping PC3：

在PC1的命令提示符中输入：ping 192.168.1.30

PC1 ping PC4：

在PC1的命令提示符中输入：ping 192.168.1.40

PC2 ping PC3：

在PC2的命令提示符中输入：ping 192.168.1.30

PC2 ping PC4：

在PC2的命令提示符中输入：ping 192.168.1.40

研

究

与

探

讨

1.你的感受。

答：对交换机和VLAN之间的关系了解得更为深刻。通过实际操作，对VLAN的实际意义和应用价值有了更深刻的了解。实践出真知，在学习时，不能仅限于学习理论知识，还要通过实际操作去理解理论知识的内涵。

2.你的收获。

答：

理解了数据链路层的3个基本问题的内容；认识了交换机的概念、特点和功能；

掌握了网络拓扑图的设计过程；理解了交换机的配置模式，进行交换机的基础配置。初步掌握了单交换机的VLAN配置。

3.你的困难。

答：在实际操作中，对于PC0与交换机以及其他主机之间的关系不够清楚。花了不少时间。

4.你的启示。

答：VLAN对人们的生活有着许多现实意义。例如利用VLAN可以在一台交换机中实现多个局域网，在不同部门，有些信息无法互相查看，但VLAN解决了这个问题，它支持多种集成服务模式。