任務1 交換機的VLAN配置

■ 任務描述

某小型公司4台交換機、200多台電腦組成局域網，但網絡總是掉線，網絡工程師診斷需劃成若幹個VLAN（虛拟局域網），有效地分割廣播域，提高網絡的安全性和可靠性。

■ 相關知識

1、交換機的工作原理

交換機是數據鍊路層設備，它能夠讀取數據包中的MAC（網卡）地址信息，并根據MAC來進行交換，如圖1所示。

圖1交換機的工作原理

圖1中有A、B、C、D四台主機的IP地址在同一網段内，其IP地址和MAC地址如圖1中所示，交換機有一張MAC地址表，是通過MAC地址來進行交換的，接入網絡之前，交換機的MAC地址是空的。

當主機A（192.168.1.1）向主機C（192.168.1.3）發送數據的時候，交換機是如何把數據正确的發給主機C呢？

交換機的工作過程是這樣的，主機A在發送數據時會攜帶自身的MAC地址，交換機從E0端口收到了數據，就會在MAC表中記錄一條信息，如圖2所示。

圖2 交換機的工作原理（記錄E0端口）

從圖2中可知，交換機的MAC地址表已經有一條記錄，此時交換機并不知道主機C在哪個端口，數據不确定從哪個端口轉發，這時交換機隻能選擇在E0以外的所有端口都轉發（洪泛（flooding），那麼主機B、C、D都會收到來自主機A的信息，收到信息後解開數據比對信息，主機B和主機D發現不是找它的，就把數據丢棄，隻有主機C核對後發現是找C的，于是返回一條信息給交換機，返回信息的時候，帶上自身的MAC地址，這個時候交換機的MAC地址表又多了一條記錄，如圖3所示。

交換機收到來自主機C的數據後，是否又要向全部端口轉發呢？不會的，因為主機C發的信息有目的地址信息（主機A）交換機直接把數據在E0端口發給了主機A。

當主機B發數據給主機C的時候，交換機會從E1端口獲取主機B的MAC地址并記錄在MAC表中，交換機收到信息後查詢MAC表，發現已有主機C的地址，于是直接把數據往E2端口轉發，其他端口以此類推。

需要注意的是MAC表是動态的，當主機更換網卡或者主機移走的時候，一段時間以後交換機會把MAC中的記錄移除，方便MAC表的維護。

2、虛拟局域網技術（VLAN）

工作中有時候網絡不好，但是重啟交換機又好了，一段時間後又不行，又必須重啟。出現這樣的原因很有可能是多台交換機工作在同一網段，導緻廣播風暴緻使網絡癱瘓。

如果整個網絡屬于一個網段，那麼隻有一個廣播域，那麼一旦發出廣播信息，就會傳遍整個網絡，主機就會不斷的接收廣播信息，嚴重影響網絡的質量。因此在設計局域網LAN時需有效地分割廣播域，解決辦法之一是把交換機劃分VLAN。

劃分VLAN後當一個VLAN裡面出現廣播風暴時，受影響的隻是這個VLAN本身。而整個網由于被分成了多個VLAN（也就是多個廣播域），所以網絡的其它部分不會受到廣播風暴的影響，從而最大程度地為提高網絡的安全性能提供了可靠保障。 需要注意的是，VLAN之間必須使用路由器或三層交換機才能通信的。

3、交換機的端口類型

局域網為了隔離廣播必須劃分VLAN，了解VLAN的劃分與配置，必須先熟悉交換機的端口類型，交換機的端口類型主要有Access、Trunk、Hybrid三類，這裡我們主要介紹前兩種類型的端口：

Access（接入）端口：接收、發送不帶标簽的報文，一般與pc、server相連時使用，隻屬于1個VLAN；

Trunk（中繼）端口：接收、發送帶标簽的報文，一般用于交換機級聯端口傳遞多組vlan信息時使用，可屬于多個VLAN；

這兩種類型的端口主要應用拓撲如圖4所示，圖中SW1和SW2的1/2/3/4端口都設置為Access類型，分别屬于VLAN10/VLAN20/VLAN30/VLAN40，而交換機的5端口設置為Trunk類型，能同時通過VLAN10/VLAN20/VLAN30/VLAN40。

圖4 交換機端口類型

■ 任務完成步驟

1、網絡拓撲規劃

根據任務需求，簡化拓撲結構，規劃拓撲如圖5所示，PC的IP規劃如圖所示，四台PC分别被規劃到兩個VLAN，VLAN10及VLAN20。

圖5 交換機VLAN配置拓撲圖

要求：

（1）根據拓撲圖的要求，在交換機上創建相關VLAN；

（2）将PC所連接的交換機端口劃分給相應的VLAN；

（3）在交換機上查看VLAN配置。

（4）配置完成後檢驗PC1與PC3、PC2與PC4之間的連通性；

2、完成SW1和SW2設備配置

（1）SW1的配置如下：

第一步：創建兩個vlanid 号10和20；

[SW1] vlan batch 10 20

第二步：配置與計算機相連的端口（G0/0/1和G0/0/2）類型為access，其中交換機SW1的G0/0/1端口連接PC1，歸屬為VLAN10，G0/0/2端口連接PC2，歸屬為VLAN20。

[SW1] interface gigabitEthernet 0/0/1

[SW1-GigabitEthernet0/0/1] port link-type access

[SW1-GigabitEthernet0/0/1] port default vlan 10

[SW1] interface gigabitEthernet 0/0/2

[SW1-GigabitEthernet0/0/2] port link-type access

[SW1-GigabitEthernet0/0/2] port default vlan 20

第三步：配置與SW2相連的 G0/0/24口類型為Trunk，并且放行VLAN10及VLAN20的流量。

[SW1] interface GigabitEthernet0/0/24

[SW1-GigabitEthernet0/0/24] port link-type trunk

[SW1-GigabitEthernet0/0/24] port trunk allow-pass vlan 10 20

Trunk類型的二層鍊路默認情況下不允許任何VLAN通行，因此需使用port trunk allow-pass vlan命令在接口上放行所需VLAN。

（2）SW2的配置方法與SW1相同，如下所示：

[SW2] vlan batch 10 20

[SW2] interface gigabitEthernet 0/0/1

[SW2-GigabitEthernet0/0/1] port link-type access

[SW2-GigabitEthernet0/0/1] port default vlan 10

[SW2] interface gigabitEthernet 0/0/2

[SW2-GigabitEthernet0/0/2] port link-type access

[SW2-GigabitEthernet0/0/2] port default vlan 20

[SW2-GigabitEthernet0/0/2]quit

[SW2]interface GigabitEthernet0/0/24

[SW2-GigabitEthernet0/0/24] port link-type trunk

[SW2-GigabitEthernet0/0/24] port trunk allow-pass vlan 10 20

3、測試與驗證

完成上述配置後，查看交換機的VLAN配置如圖6所示：

[SW1] display vlan

圖6 查看SW1的VLAN配置

從上述輸出結果我們可以看到，在VLAN1、VLAN10、VLAN20都添加了GE0/0/24，因為這個接口已經被配置為Trunk模式，可承載多VLAN的流量，并且在配置中放行了VLAN10、VLAN20的流量。同時，該接口針對VLAN10及VLAN20的流量會進行Tag（TG），以便這兩個VLAN的流量在Trunk鍊路上從一端傳輸到另一端時能夠被正常識别。

值得注意的是，在交換網絡中，如果兩台交換機之間的鍊路是二層鍊路，并且需承載多個VLAN的流量，那麼這段鍊路的link-type是需要配置成trunk的，并且默認情況下，該trunk鍊路不允許任何VLAN的流量通過（除了vlan1），因此，還需要使用port trunk allow-pass vlan命令，将所需的VLAN放行。

注意：在項目實施過程中，trunk接口上，如果用戶數據沒有使用vlan1，則用命令undo port trunk allow-pass vlan 1将vlan1的流量禁止，已達到配置規範的目的。

測試結果如圖7所示，VLAN10内的PC1與PC3能夠互相ping通；VLAN20内的PC2與PC4能夠互相ping通。

圖7 配置後PC1與PC3連通性測試

■ 任務總結

在任務實施當中，首先要判斷交換機的端口類型是access還是trunk，然後确定該端口的歸屬及放行的VLAN，在任務實施當中要及時修改設備名稱，配置完以後需要及時保存配置命令。

■ 任務拓展

完成如圖7所示的VLAN配置，IP規劃如圖所示，6台PC分别被規劃到VLAN10，VLAN20及VLAN30。

圖7 交換機VLAN配置拓撲圖

要求：

（1）根據拓撲圖的要求，在交換機上創建相關VLAN；

（2）将PC所連接的交換機端口劃分給相應的VLAN；

（3）在交換機上查看VLAN配置。

（4）配置完成後檢驗PC1與PC3、PC2與PC4之間的連通性；

如需要自我練習實踐，可提供實驗拓撲、答案等下載鍊接。

鍊接：https:///s/15Zo7sDhvc8yhmwvTTvjMAw

提取碼：fe8l

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