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安徽省计算机网络技术特色专业建设成果《网络设备互连》项目化课程教案计算机技术系《网络设备互连》课程建设小组二O一二年八月目录【学习领域情境说明】 3学习情境一、交换网络的组建-构建东校园网络 5一、《网络设备互连》学习情境设计 5二、《网络设备互连》项目实施 7子情境一：交换机的基本配置 7子情境二：在交换机上配置Telnet 13子情境三：跨交换机实现VLAN 18子情境四：利用三层交换机实现VLAN间的路由 24子情境五：快速生成树配置 29子情境六：端口聚合配置 38学习情境二、网络互联及广域网接入-构建主校园网络 43一、《网络设备互连》学习情境设计 43二、《网络设备互连》项目实施路由器的基本操作 45子情境一：IP地址规划 45子情境二：路由器的基本操作 51子情境三：静态路由配置 54子情境四：RIP路由协议基本配置 57子情境五：OSPF基本配置 60学习情境三、广域网接入及安全控制-构建安全的园区网络 63一、《网络设备互连》学习情境设计 63二、《网络设备互连》项目实施 65子情境一：PPPPAP认证 65子情境二：PPPCHAP认证 68子情境三：交换机的端口安全 70子情境四：利用IP标准访问列表进行网络流量的控制 73子情境五：利用IP扩展访问列表实现应用服务的访问限制 76子情境六：利用动态NAPT实现局域网访问互联网 79子情境九：利用NAT实现外网主机访问内网服务器 82子情境十：建立开放式的无线接入服务 82学习情境四、网络设计与规划 83一、《网络设备互连》学习情境设计 83二、《网络设备互连》项目实施 84子情境一：网络规划与设计 84子情境二：网络故障分析与处理 88学习情境总结 88《网络设备互连》课程考核标准 88参考资料 88【学习领域情境说明】某职业技术学院在原来校区的基础上扩展了校园区域建立了新校区，原来的老校区便成为该校的东校区。为了在整体上统一规划学院的网络，需要进行网络规划与设计。现在系统综合布线已经完成，需要根据需要连接并配置相关的网络设备。通过公开的招标，学院根据自身的需求选用了全系列的锐捷网络互连设备，并且和锐捷网络大学共建设了网络工程实验室成立了网络学院。一、环境说明如下：S2126G是接入层二层交换机；S3550、S4909是会聚层三层交换机；S6808E、S6810E是核心交换机；RA是带防火墙功能的路由器，公司通过双线接入Internet，RA接入中国电信。二、业务系统需求如下：1、交换机和路由器支持远程管理，且仅限于指定的网络管理员的电脑IP通过telnet远程控制。2、接入层交换机S2126G的每个端口仅限指定的一台计算机接入，私自修改IP或更换电脑则无法接入网络。3、接入层交换机S2126G的交换机上连接的PC需要通过802.1认证才能接入网络。4、一个部门属性一个虚拟局域网内，除指定的两个部门外，其它不同部门之间的电脑不能互访。5、学院全部采用锐捷的网络设备，用交换机端口来划分VLAN。6、局部交换机之间采用多条链路并启用RSTP提高安全性避免环路，并实行端口会聚技术。7、接入路由器，采用静态路由接入Internet。8、Internet区域内采用动态路由选择路径。9、运用RIPV2路由协议配置全网路由。在S3550、路由器上，能够学习到网络中所有网段信息。在路由器之间的链路上配置PPP协议，并使用CHAP验证，10、S2126G上的A部门只允许访问FTP服务器和WEB服务器，不允许访问Internet上的WEB服务。11、在路由器上配置安全策略宿舍子网不可以访问指定的互联网服务器的FTP服务；宿舍子网可以访问其他网络的任何资源；对办公网的任何访问不做限制。12、学院有一个子网掩码为40的公网风段，网内PC通过RA做PNAT访问Internet。13、院内的WEB服务器通过静态地址映射对外提供服务，要求采用NAT技术，两台WEB服务器交替对外提供服务，实现负载均衡。14、配置策略路由，使得不同IP的客户机、不同大小的数据包、不同的应用走不同的线路学习情境一、交换网络的组建-构建东校园网络一、《网络设备互连》学习情境设计学习情境：交换机网络的组建教学时间：30课时工作情境描述在充分分析了学校的校园网应用需求，确保学校长期投资利益的前提下，要求设计一个结构清晰、易于扩展的交换机互联方案，它能够满足校园网在未来几年内规模的扩大及功能的增加，并能在较长一段时间内保持先进性。同时，要防止因单点故障造成全网瘫痪，即使单点失效也要将影响减至最低。学校中有行政楼、主教学楼、中区教学楼、东区教学大楼、图书馆、实验中心、分散的各处室机构、后期集团、学生宿舍等，这些建筑和部门各自处在一个独立的局域网内，以保证网络安全。最后通过交换机的配置实现以上目标。学习任务项目分析：根据校园网的建设要求，为实现网络系统建设目标，使用骨干网络系统具有良好的扩展性和灵活的接入能力，并易于管理、维护。接入层设计：建筑群距离、楼层统计、房间统计、信息点统计，设备选型。汇聚层设计：会聚层功能设计、QoS、策略、设备选型。核心层设计：接入方案、备份方案、路由策略、核心设备选型。接入层交换机服务的实现――配置接入层交换机；汇聚层交换机服务的实现――配置汇聚层交换机；核心层交换机服务的实现――配置核心层交换机；以上3个任务按照3层设计方案中由低到高的顺序依次实施。与其他情境的关系学生目前已经能够办公软件的熟练使用；需求调研和分析；需求分析报告的撰写；计算机的简单故障排除；简单网络环境搭建；具备计算机网络基础知识；学习目标完成本学习任务后，学生应当能够交换机的基本的基本管理与配置和远程登录管理。能进行园区网的VLAN划分、VLAN的统一管理。能够设置交换机上不同VLAN之间的通信。能够设置交换机设备的RSTP、端口聚合技术。学习内容学习内容依次为：系统需求分析VLAN及IP编址方案了解现代三层和二层网络设备的型号、功能和价格；了解各网络物理和逻辑拓扑结构及功能；了解各服务器的安全策略。正确使用VISIO、PowerPoint或EDraw软件绘制拓扑结构图；学会简单的布线技术；学会具体的网络需求采用具体的网络硬件设备的设计；完成网络的最优设计；通过调研了解学校各部门所外的位置，交换机的连接状况；规划各部门的VLAN及使用的IP地址段，开成表格；交换机上VLAN划分方法，并为各部门划分VLAN，分配IP地址；调研学校网络管理中心的VLAN管理方法；确定各交换机的VLAN模式；根据部门应用要求，实现VLAN的统一管理；三层交换机和二层交换机及路由器之间的区别；正确判断三层交换机的整机运行状态和端口工作状态；根据实际需求设定三层交换机的整机运行状态；根据实际需求设定三层交换机的端口工作状态。教学条件1、教师与学生：主讲及实习指导教师；2、教学场地：网络工程实验室；3、设备：计算机及相关软件，二层、三层交换机各N台。高清投影仪一台；4、其它材料：线缆若干、水晶头若干、跳线若干、网线钳若干、测线仪若干；5、学习资料：项目实施指南、设备配置手册以及相关参考资料。教学方法组织形式讲授、演示、角色扮演、小组讨论、独立工作。教学流程现场教学指导。学业评价测评点检查Telnet方式登录到交换机；检查交换机运行配置文件内容；检查交换机启动配置文件内容；检查各端口的状态及参数；检查交换机MAC地址表的内容；测试同一VLAN内工作站的连通性；测试不同VLAN间工作站的连通性；检查交换机上VLAN的信息；检查交换机上的汇聚链路相关信息；学生的团结协调能力；分析问题和解决问题的能力；项目实训报告二、《网络设备互连》项目实施子情境一：交换机的基本配置安徽工贸职业技术学院2010-2011学年度第一学期《网络设备互连》课程授课教案学习情境构建东校园交换网络授课日期班级子情境交换机的基本配置节次教学目的与要求知识目标：熟悉交换网络的特点、交换机的工作原理；能力目标：能够对交换机进行基本配置；教学重点与难点交换机的初始化操作以及访问方式；交换机的基本配置模式；教学方法与手段情境引入教学项目实施主导教学做一体化教具与挂图网络工程实验室教学设计【引入工作情境】（5分钟）20XX年5月，某职业技术学院为了适应专业教学的发展，在该校东校园新建了一栋教学大楼供计算机技术系和化学工程系使用。新学期开学在即，为了教学和办公需要，教师的办公电脑需要连接到Internet，学院网络中心将网络接口已经铺设到教学大楼一楼106办公室，现准备使用全新系列锐捷交换机将教学大楼中的计算机连接起来，实现网络的接入与信息的共享。【讲解准备知识与技术原理】（15分钟）1、交换机工作原理：根据数据帧中的目标MAC地址，在端口之间进行帧转发。 交换机的三项主要功能：MAC地址表学习；转发/过滤数据帧；消除第二层环路。 MAC地址表：存储地址到端口的映射关系。2、访问交换机：交换机的管理方式基本分为两种：带内管理和带外管理。通过交换机的Console口管理交换机属于带外管理，不占用交换机的网络接口，其特点是需要使用配置线缆，近距离配置。第一次配置交换机时必须利用Console端口进行配置。交换机的命令行操作模式，主要包括：用户模式、特权模式、全局配置模式、端口模式等几种。（1）用户模式：进入交换机后得到的第一个操作模式，该模式下可以简单查看交换机的软、硬件版本信息，并进行简单的测试。用户模式提示符为switch>（2）特权模式：由用户模式进入的下一级模式，该模式下可以对交换机的配置文件进行管理，查看交换机的配置信息，进行网络的测试和调试等。特权模式提示符为switch#（3）全局配置模式：属于特权模式的下一级模式，该模式下可以配置交换机的全局性参数（如主机名、登录信息等）。在该模式下可以进入下一级的配置模式，对交换机具体的功能进行配置。全局模式提示符为switch(config)#（4）端口模式：属于全局模式的下一级模式，该模式下可以对交换机的端口进行参数配置。端口模式提示符为switch(config-if)#【按工作流程实施项目】（25分钟）拓扑结构2、设备选型锐捷S3550交换机1台，锐捷S2126G交换机2台。3、实施步骤第一步：交换机各个操作模式直接的切换Swtich>enable！使用enable命令从用户模式进入特权模式Swtich#configureterminal！使用configureterminal命令从特权模式进入全局配置模式Swtich(config)#interfacefastEthernet0/1！使用interface命令进入接口配置模式Swtich(config-if)#Swtich(config-if)#exit！使用exit命令退回上一级操作模式Swtich(config)#interfacefastEthernet0/2Swtich(config-if)#endSwtich#！使用end命令直接退回特权模式第二步：交换机命令行界面基本功能Switch>?！显示当前模式下所有可执行的命令Swtich>en<tab>Swtich>enable！使用tab键补齐命令Swtich#con?configureconnect！使用？显示当前模式下所有以“con”开头的命令Swtich#conftEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.Swtich(config)#！使用命令的简写Swtich(config)#interface？！显示interface命令后可执行的参数Swtich(config)#interfacefastEthernet0/1Switch(config-if)#^ZSwitch#！使用快捷键“Ctrl+Z”可以直接退回到特权模式Switch#pingSwitch#！在交换机特权模式下执行ping命令，发现不能ping通目标地址，交换机默认情况下需要发送5个数据包，如不想等到5个数据包均不能ping通目标地址的反馈出现，可在数据包未发出5个之前通过执行快捷键“Ctrl+C”终止当前操作。第三步：配置交换机的名称和每日提示信息Switch(config)#hostnameSW-1！使用hostname命令更改交换机的名称SW-1(config)#bannermotd$！使用banner命令设置交换机的每日提示信息，参数motd指定以哪个字符为信息的结束符第四步：配置接口状态锐捷全系列交换机Fastethernet接口默认情况下是10M/100Mbit/s自适应端口，双工模式也为自适应（端口速率、双工模式可配置）。默认情况下，所有交换机端口均开启。如果网络中存在一些型号比较旧的主机，还在使用10Mbit/s半双工的网卡，此时为了能够实现主机之间的正常访问，应当在交换机上进行相应的配置，把连接这些主机的交换机端口速率设为10Mbit/s，传输模式设为半双工。SW-1(config)#interfacefastEthernet0/1！进入端口F0/1的配置模式SW-1(config-if)#speed10！配置端口速率为10MSW-1(config-if)#duplexhalf！配置端口的双工模式为半双工SW-1(config-if)#noshutdown！开启端口，使端口转发数据。交换机端口默认已经开启。SW-1(config-if)#description"ThisisaAccessport."！配置端口的描述信息，可作为提示。SW-1(config-if)#endSW-1#如果需要将交换机端口的配置恢复默认值，可以使用default命令。SW-1(config)#interfacefastEthernet0/1SW-1(config-if)#defaultbandwidth！恢复端口默认的带宽设置SW-1(config-if)#defaultdescription！取消端口的描述信息SW-1(config-if)#defaultduplex！恢复端口默认的双工设置SW-1(config-if)#end第五步：查看交换机的系统和配置信息SW-1#showversion！查看交换机的系统信息SW-1#showrunning-config！查看交换机的配置信息第六步：保存配置下面的3条命令都可以保存配置SW-1#copyrunning-configstartup-configSW-1#writememorySW-1#write分组实训按照6位同学一组进行实施项目，并将实施过程形成项目报告。项目总结子情境二：在交换机上配置Telnet安徽工贸职业技术学院2010-2011学年度第一学期《网络设备互连》课程授课教案学习情境构建东校园交换网络授课日期班级子情境交换机的远程登录管理节次教学目的与要求知识目标：熟悉交换机的各种访问方式；能力目标：能够使用telnet方式远程登录和配置交换机；教学重点与难点交换机的远程登录和配置；教学方法与手段情境引入教学项目实施主导教学做一体化教具与挂图网络工程实验室教学设计【引入工作情境】（5分钟）东校园内的交换机现在放置在不同的地点，在配置交换机时可以使用带外管理的方式。如果每次配置交换机都要带着console线到交换机所在的地点现场配置，很麻烦而且工作量会很大。这时可以在交换机上进行Telnet配置，以后再需要配置交换机时，就可以通过Telnet远程方式登录配置放在不同地点的交换机，方便高效。【讲解准备知识与技术原理】（15分钟）要通过Telnet访问交换机，需要先通过Console口对交换机进行基本配置，如IP地址和密码等。主要步骤如下：1、配置交换机以太网接口的IP地址，并打开接口；2、配置交换机的enable密码和vty密码；3、配置Telnet时使用的用户名和密码；4、Telnet程序的使用。具体来说就是在两台交换机上配置VLAN1的IP地址，用双绞线将两台交换机的F0/1端口连接起来分别配置Telnet，然后就可以实现在每台交换机上以Telnet的方式登录另一台交换机。【按工作流程实施项目】（25分钟）1、拓扑结构2、设备选型锐捷S3550交换机一台，锐捷S2126G交换机一台。3、IP地址规划设备接口IP地址连接到L3-SWVLAN1L2-SW的F0/1L2-SWVLAN2L3-SW的F0/14、实施步骤第一步：在两台交换机上配置主机名、管理IP地址S3760(config)#hostnameL3-SW！配置3层交换机的主机名L3-SW(config)#interfacevlan1！配置3层交换机的管理IP地址L3-SW(config-if)#ipaddressL3-SW(config-if)#noshutdownL3-SW(config-if)#endS2126G(config)#hostnameL2-SW！配置2层交换机的主机名L2-SW(config)#interfacevlan1！配置2层交换机的管理IP地址L2-SW(config-if)#ipaddressL2-SW(config-if)#noshutdownL2-SW(config-if)#end第二步：在三层交换机上配置TelnetL3-SW(config)#enablepassword0star！配置enable的密码L3-SW(config)#linevty04！进入线程配置模式L3-SW(config-line)#password0star！配置Telnet的密码L3-SW(config-line)#login！启用Telnet的用户名密码验证L3-SW(config-line)#exit第三步：在二层交换机上配置TelnetL2-SW(config)#enablesecretlevel10star！配置Telnet的密码，即level1的密码L2-SW(config)#enablesecret0star！配置enable密码，默认是level15的密码第四步：使用Telnet远程登录可以在3层交换机L3-SW上以Telnet的方式登录2层交换机L2-SW，进行验证：L3-SW#telnetTrying,23...UserAccessVerificationPassword:！提示输入Telnet密码，输入设置的密码starL2-SW>enablePassword:！提示输入enable密码，输入设置的密码starL2-SW#！现在已经进入了二层交换机L2-SW，可以正常的进行配置L2-SW#L2-SW#exit！使用exit命令退出Telnet登录L3-SW#可以在2层交换机L2-SW上以Telnet的方式登录3层交换机L3-SW，进行验证：L2-SW#telnetTrying...OpenUserAccessVerificationPassword:！提示输入Telnet密码，输入设置的密码starL3-SW>enPassword:！提示输入enable密码，输入设置的密码starL3-SW#L3-SW#exit！使用exit命令退出Telnet登录L2-SW#分组实训按照6位同学一组进行实施项目，并将实施过程形成项目报告。项目总结子情境三：跨交换机实现VLAN安徽工贸职业技术学院2010-2011学年度第一学期《网络设备互连》课程授课教案学习情境构建东校园交换网络授课日期班级子情境跨交换机实现VLAN节次教学目的与要求知识目标：熟悉VLAN的工作原理；能力目标：能够在交换机上使用端口划分方式设置VLAN；教学重点与难点交换机的工作原理，VLAN中数据的传输方式。教学方法与手段情境引入教学项目实施主导教学做一体化教具与挂图网络工程实验室教学设计【引入工作情境】（5分钟）学院东校园教学大楼A有两个部门：化学工程系和计算机技术系，两个部门的信息端口都连接在一台交换机上。学院已经分配了固定的IP地址段，为了保证两个部门的相对独立，就需要划分对应的VLAN，使交换机某些端口属于计算机技术系，某些端口属于化学工程系，其中计算机技术系的个人计算机系统连接在不同的交换机上，两个部门之间需要相互进行通信，但是为了数据安全起见，化学工程系和计算机技术系需要相互隔离，要在交换机上适当配置来实现这一目标。【讲解准备知识与技术原理】（15分钟）1、VLAN的概念VLAN是虚拟局域网的简称，是指位于一个或多个局域网的设备经过配置能够像连接到同一个信道中那样进行通信，而实际上它们分布在不同的周域网段中。不过，如果一个VLAN内的主机想要同另一个VLAN内的主机通信，则必须通过一个三层设备（例如路由器）才能实现。2、VLAN的用途及优点(1)控制不必要的广播的扩散，从而提高网络带宽利用率，减少资源浪费。(2)划分不同的用户组，对组之间的访问进行限制，从而增加安全性。(3)限制广播包、安全性、虚拟工作组、减少移动和改变的代价3、VLAN的定义方式常见的包括：①基于接口的VLAN;②基于MAC地址的VLAN;③基于网络层的VLAN;④基于IP组播的VLAN。不同的VLAN定义方法适用于不同的场合，最常用的是基于接口的VLAN。基于接口的VLAN是划分虚拟局域网最简单也是最有效的方法。这种定义VLAN的方法是根据以太网交换机的接口来划分，实际上就是交换机上某些接口的集合。网络管理员只需要管理和配置交换机上的接口，而不用管这些接口连接什么设备4、VLAN的标准VLAN在使用中加入了标签帧，每一个支持802.lq协议的主机，在发送数据包时，都在原来的以太网帧头中的源地址后增加了一个4字节的802.lq帧头，之后接原来以太网的长度或类型域。5、交换机的接口和默认VLAN交换机上的二层接口称为SwitchPort，由设备上的单个物理接口构成，只有二层交换功能。该接口可以是一个Access接口（UnTagged接口），即接入接口；或一个Trunk接口（TagAware接口），即干道接口。可以通过SwitchPort接口配置命令，把一个接口配置为一个Access接口或者Trunk接口。SwitchPort被用于管理物理接口和与之相关的第二层协议，并且不处理路由和桥接。Trunk接口可以允许多个VLAN通过，它发出的帧一般是带有VLAN标签的，所以可以接收和发送多个VLAN的报文，一般用于交换机之间连接的接口。而Access接口只能属于一个VLAN，它发送的帧不带育VLAN标签，一般用于连接计算机的接口。【按工作流程实施项目】（25分钟）1、拓扑结构2、设备选型锐捷S3550交换机1台，锐捷S2126G交换机2台。3、IP地址规划设备接口VLANID部门L3-SWFa0/6-Fa0/1010计算机系Fa0/11-Fa0/1520化学系F0/1L2-SWF0/1Fa0/6-Fa0/1010计算机系4、实施步骤第一步：配置两台交换机的主机名Switch#configureterminaEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.Switch(config)#hostnameL2-SWL2-SW(config)#S3750#configureterminaEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.S3750(config)#hostnameL3-SWL3-SW(config)#第二步：在三层交换机上划分VLAN添加端口L3-SW(config)#vlan10L3-SW(config-vlan)#namejsj！划分计算机系的VLAN10L3-SW(config-vlan)#vlan20L3-SW(config-vlan)#namehuaxue！划分化工系的VLAN20L3-SW(config-vlan)#exitL3-SW(config)#L3-SW(config)#interfacerangefastEthernet0/6-10！将端口Fa0/6至Fa0/10划分到VLAN10L3-SW(config-if-range)#switchportmodeaccessL3-SW(config-if-range)#switchportaccessvlan10L3-SW(config-if-range)#exitL3-SW(config)#interfacerangefastEthernet0/11-15！将端口Fa0/11至Fa0/15划分到VLAN20L3-SW(config-if-range)#switchportmodeaccessL3-SW(config-if-range)#switchportaccessvlan20L3-SW(config-if-range)#exitL3-SW(config)#第三步：在二层交换机上划分VLAN添加端口L2-SW(config)#vlan10L2-SW(config-vlan)#namejsj！划分计算机系的VLAN10L2-SW(config-vlan)#vlan20L2-SW(config-vlan)#namehuaxue！划分化工系的VLAN20L2-SW(config-vlan)#exitL2-SW(config)#L2-SW(config)#interfacerangefastEthernet0/6-10！将端口Fa0/6至Fa0/10划分到VLAN10L2-SW(config-if-range)#switchportmodeaccessL2-SW(config-if-range)#switchportaccessvlan10L2-SW(config-if-range)#exitL2-SW(config)#第四步：设置交换机之间的链路为TrunkL3-SW(config)#interfacefastEthernet0/1L3-SW(config-if)#switchportmodetrunkL3-SW(config-if)#exitL3-SW(config)#L2-SW(config)#interfacefastEthernet0/1L2-SW(config-if)#switchportmodetrunkL2-SW(config-if)#exitL2-SW(config)#第五步：查看VLAN和Trunk的配置L2-SW#showvlanVLANNameStatusPorts1defaultactiveFa0/1,Fa0/2,Fa0/3Fa0/4,Fa0/5,Fa0/11Fa0/12,Fa0/13,Fa0/14Fa0/15,Fa0/16,Fa0/17Fa0/18,Fa0/19,Fa0/20Fa0/21,Fa0/22,Fa0/23Fa0/2410jsjactiveFa0/1,Fa0/6,Fa0/7Fa0/8,Fa0/9,Fa0/1020huaxueactiveFa0/1L2-SW#L2-SW#showinterfacesfastEthernet0/1switchportInterfaceSwitchportModeAccessNativeProtectedVLANlistsFa0/1EnabledTrunk11DisabledAllL3-SW#showvlanVLANNameStatusPorts1VLAN0001STATICFa0/1,Fa0/2,Fa0/3,Fa0/4Fa0/5,Fa0/16,Fa0/17,Fa0/18Fa0/19,Fa0/20,Fa0/21,Fa0/22Fa0/23,Fa0/24,Gi0/25,Gi0/26Gi0/27,Gi0/2810jsjSTATICFa0/1,Fa0/6,Fa0/7,Fa0/8Fa0/9,Fa0/1020huaxueSTATICFa0/1,Fa0/11,Fa0/12,Fa0/13Fa0/14,Fa0/15L3-SW#L3-SW#showinterfacesfastEthernet0/1switchportInterfaceSwitchportModeAccessNativeProtectedVLANlistsFastEthernet0/1enabledTRUNK11DisabledALL第六步：验证配置PC3和PC1都属于VLAN10，它们的IP地址都在C类网络/24内，PC2属于VLAN20，它的IP地址在C类网络/24内，可以看到从PC3是可以ping通PC1的，而从PC3是不能ping通PC2的。C:\DocumentsandSettings\Administrator>ping72Pinging72with32bytesofdata:Replyfrom72:bytes=32time<1msTTL=128Replyfrom72:bytes=32time<1msTTL=128Replyfrom72:bytes=32time<1msTTL=128Replyfrom72:bytes=32time<1msTTL=128Pingstatisticsfor72:Packets:Sent=4,Received=4,Lost=0(0%loss),Approximateroundtriptimesinmilli-seconds:Minimum=0ms,Maximum=0ms,Average=0msC:\DocumentsandSettings\Administrator>ping72Pinging72with32bytesofdata:Requesttimedout.Requesttimedout.Requesttimedout.Requesttimedout.Pingstatisticsfor72:Packets:Sent=4,Received=0,Lost=4(100%loss),分组实训按照6位同学一组进行实施项目，并将实施过程形成项目报告。项目总结子情境四：利用三层交换机实现VLAN间的路由安徽工贸职业技术学院2010-2011学年度第一学期《网络设备互连》课程授课教案学习情境构建东校园交换网络授课日期班级子情境利用三层交换机实现VLAN间的路由节次教学目的与要求知识目标：熟悉VLAN的工作原理和划分方法能力目标：能够利用三层交换机实现VLAN间的通信；教学重点与难点设置三层交换机实现VLAN之间的通信。教学方法与手段情境引入教学项目实施主导教学做一体化教具与挂图网络工程实验室教学设计【引入工作情境】（5分钟）为减小广播包对网络的影响，在内部网络中对计算机系和化工系进行了VLAN的划分，有些时候两个部门还要相互通信。为了实现不同VLAN间的互相访问，可以利用三层交换机实现VLAN间路由。但是由于网络中主机数量较大，部分主机需要通过二层交换机接入到网络中，再利用三层交换机的路由功能实现和其他VLAN间路由。【讲解准备知识与技术原理】（15分钟）三层交换机，本质上就是带有路由功能的二层交换机，我们可以将它简单地看成是一台路由器和一台二层交换机的叠加。三层交换机是将二层交换机和路由器两者的优势有机而智能化地结合起来，它可在各个层次提供线速转发性能。在一台三层交换机内，分别设置了交换机模块和路由器模块；而内置的路由模块与交换模块类似，也使用ASIC硬件处理路由。因此，与传统的路由器相比，三层交换机可以实现高速路由，并且，路由与交换模块是汇聚链接的，由于是内部连接，可以确保相当大的带宽。在交换网络中，通过VLAN对物理网络进行逻辑划分，不同VLAN之间无法直接访问，必须通过三层的路由设备进行连接。一般利用路由器或三层交换机来实现不同VLAN之间的互相访问。三层交换机和路由器具备网络层的功能，能够根据数据的IP包头信息，进行选路和转发，从而实现不同网段之间的访问。我们可以利用三层交换机的路由功能来实现VLAN之间的通信，具体的实现方法是：在三层交换机上创建各个VLAN的虚拟接口(Switchvirtuainterface.SVI），并设置IP地址就可以了。SVI是交换虚拟接口，可以用来实现三层交换的功能。我们可以创建SVI为一个网关接口，就相当于是对应各个VLAN的虚拟的子接口，可用于三层设备中跨VLAN之间的路由。【按工作流程实施项目】（25分钟）1、拓扑结构2、设备选型锐捷S3550交换机1台，锐捷S2126G交换机2台。3、IP地址规划设备接口VLANID部门SW2F0/110计算机系Fa0/23SW3F0/220化学系Fa0/23SW1F0/23F0/244、实施步骤步骤1在SW1中创建VLAN。SW1(config)#vlan10SW1(config-vlan)#vlan20SW1(config-vlan)#exit步骤2在SW1上给VLAN配置IP地址。SW1(config)#interfacevlan10SW1(config-if)#ipaddressSW1(config-if)#noshutdownSW1(config-if)#exitSW1(config)#interfacevlan20SW1(config-if)#ipaddressSW1(config-if)#noshutdownSW1(config-if)#exit步骤3在SW1上配置Trunk。SW1(config)#interfacefastEthernet0/23SW1(config-if)#switchportmodetrunkSW1(config-if)#exitSW1(config)#interfacefastEthernet0/24SW1(config-if)#switchportmodetrunkSW1(config-if)#exit步骤4在SW2和SW3上创建相应的VLAN，并将端口划分到VLAN。SW2(config)#vlan10SW2(config-vlan)#exitSW2(config)#interfacefastEthernet0/1SW2(config-if)#switchportaccessvlan10SW2(config-if)#exitSW3(config)#vlan20SW3(config-vlan)#exitSW3(config)#interfacefastEthernet0/2SW3(config-if)#switchportaccessvlan20SW3(config-if)#exit步骤5在SW2和SW3上配置Trunk。SW2(config)#interfacefastEthernet0/24SW2(config-if)#switchportmodetrunkSW2(config-if)#exitSW3(config)#interfacefastEthernet0/24SW3(config-if)#switchportmodetrunkSW3(config-if)#exit步骤6验证测试。按照拓扑配置PC并且连线，从VLAN10中的PC1pingVLAN20中的PC2，结果如下：C:\DocumentsandSettings\shil>pingPingingwith32bytesofdata:Replyfrom:bytes=32time<1msTTL=128Replyfrom:bytes=32time<1msTTL=128Replyfrom:bytes=32time<1msTTL=128Replyfrom:bytes=32time<1msTTL=128Pingstatisticsfor:Packets:Sent=4,Received=4,Lost=0(0%loss),Approximateroundtriptimesinmilli-seconds:Minimum=0ms,Maximum=0ms,Average=0ms从上述测试结果可以看到，通过接入层交换机上的VLAN划分和三层交换机的SVI配置，不同VLAN中的主机可以互相通信。分组实训按照6位同学一组进行实施项目，并将实施过程形成项目报告。项目总结子情境五：快速生成树配置安徽工贸职业技术学院2010-2011学年度第一学期《网络设备互连》课程授课教案学习情境构建东校园交换网络授课日期班级子情境快速生成树配置节次教学目的与要求知识目标：熟悉快速生成树协议RSTP的工作原理。能力目标：能够在交换机进行RSTP配置；教学重点与难点RSTP的工作原理；RSTP的配置教学方法与手段情境引入教学项目实施主导教学做一体化教具与挂图网络工程实验室教学设计【引入工作情境】（5分钟）学院为了支持为了计算机系计算机网络技术专业的建设与发展，开展计算机教学和网络办公，在另外一处建立了一个实验中心，这两处的计算机网络通过两台交换机互连组成一个内部网络，为了提高网络的可靠性，用2条链路将交换机互连，现要在交换机上做适当配置，既提高网络的安全性又避免了网络环路。【讲解准备知识与技术原理】（15分钟）1、生成树协议工作原理生成树协议（Spanning-tree），作用是在交换网络中提供冗余备份链路，并且解决交换网络中的环路问题。生成树协议是利用SPA算法（生成树算法），在存在交换环路的网络中生成一个没有环路的树形网络。运用该算法将网络冗余的备份链路逻辑上断开，当主要链路出现故障时，能够自动切换到备份链路，保证数据的正常转发。2、生成树协议类型生成树协议目前常用的版本有STP（生成树协议IEEE802.1d）、RSTP（快速生成树协议IEEE802.1w)、MSTP多生成树协议IEEE802.1s)。3、生成树协议的选举过程在STP中，正常的端口具有四种状态：阻塞(Blocking)、监听(Listening)、学习（Learning）和转发(Forwarding)，端口的状态就在这四种状态里面变化。STP要构造一个逻辑无环的拓扑结构，需要执行下面四个步骤。步骤1选举一个根网桥。步骤2在每个非根网桥上选举一个根端口。步骤3在每个网段上选举一个指定端口。步骤4阻塞非根、非指定端口。4、快速生成树协议生成树协议的特点是收敛时间长。当主要链路出现故障以后，到切换到备份链路需要50S的时间。RSTP（快速生成树协议IEEE802.1w)在生成树协议的基础上增加了两种端口角色：替代端口和备份端口，分别作根端口和指定端口的冗余端口。当根端口或指定端口出现故障时，冗余端口不需要经过50S的收敛时间，可以直接切换到替换端口或备份端口。从而实现RSTP协议小于1秒的快速收敛。快速生成树协议——RSTP在物理拓扑上减少了网络拓扑的重新收敛时间。除了根端口和指定端口外，这两种新增的端口用于取代阻塞端口。替代端口为当裔丽稹磊吕雾慕两桥的连接提供了替代路径，而备份端口则提供了到达同段网络的备份路径，是对一个网段的冗余连接。RSTP只有三种端口状态——丢弃(Discarding)、学习(Leaming)、转发（Forwarding）。STP中的禁用、阻塞和监听状态就对应了RSTP的丢弃状态。RSTP协议在STP协议基础上做了三点重要改进，使得收敛速度变快（最快1s以内）。①为根端口和指定端口设置了快速切换用的替换端口(AltematePort)和备份端口②在只连接了两个交换端口的点对点链路中，指定端口只需与下游网桥进行一次握手就可以无时延地进入转发状态。如果是连接了三个以上网桥的共享链路，下游网桥是不会响应上游指定端口发出的握手请求的，只能等待两倍ForwardDelay时间进入转发状态。③直接与终端相连而不是把其他网桥相连的端口定义为边缘端口(EdgePort)。边缘端口可以直接进入转发状态，不需要任何延时。由于网桥无法知道端口是否是直接与终端相连，所以需要人工配置。【按工作流程实施项目】（25分钟）拓扑结构设备选型锐捷S3550交换机一台，瑞既然S2126G交换机一台。实施步骤步骤1完成VLAN划分及Trunk配置。SwitchA(config)#vlan10SwitchA(config-vlan)#namestuSwitchA(config-vlan)#exitSwitchA(config)#interfacefastethernet0/3SwitchA(config-if)#switchportaccessvlan10SwitchA(config-if)#exitSwitchA(config)#interfacerangefastethernet0/1-2SwitchA(config-if-range)#switchportmodetrunkSwitchB(config)#vlan10SwitchB(config-vlan)#namestuSwitchB(config-vlan)#exitSwitchB(config)#interfacefastethernet0/3SwitchB(config-if)#switchportaccessvlan10SwitchB(config-if)#exitSwitchB(config)#interfacerangefastethernet0/1-2SwitchB(config-if-range)#switchportmodetrunk步骤2配置快速生成树协议。SwitchA#configureterminaSwitchA(config)#spanning-treeSwitchA(config)#spanning-treemoderstp！指定生成树协议的类型为RSTPSwitchB#configureterminaSwitchB(config)#spanning-treeSwitchB(config)#spanning-treemoderstp！指定生成树协议的类型为RSTP步骤3设置交换机的优先级，指定SwitchA为根交换机。SwitchA(config)#spanning-treepriority4096！设置交换机SwithA的优先级为4096，使其成为根交换机步骤4查看交换机及端口STP状态。SwitchA#showspanning-treeStpVersion:RSTPSysStpStatus:EnabledBaseNumPorts:24MaxAge:20HelloTime:2ForwardDelay:15BridgeMaxAge:20BridgeHelloTime:2BridgeForwardDelay:15MaxHops:20TxHoldCount:3PathCostMethod:LongBPDUGuard:DisabledBPDUFilter:DisabledBridgeAddr:00d0.f8ef.9e89Priority:4096！显示交换机的优先级TimeSinceTopologyChange:0d:0h:13m:43sTopologyChanges:0DesignatedRoot:200000D0F8EF9E89RootCost:0RootPort:0从show命令的输出结果可以看到交换机SwitchA为根交换机。SwitchB#showspanning-treeStpVersion:RSTP！生成树协议的版本SysStpStatus:Enabled！生成树协议的运行状态，Enable为开启状态BaseNumPorts:24MaxAge:20HelloTime:2ForwardDelay:15BridgeMaxAge:20BridgeHelloTime:2BridgeForwardDelay:15MaxHops:20TxHoldCount:3PathCostMethod:LongBPDUGuard:DisabledBPDUFilter:DisabledBridgeAddr:00d0.f8e0.9c81Priority:32768！显示交换机的优先级TimeSinceTopologyChange:0d:0h:11m:39sTopologyChanges:0DesignatedRoot:100000D0F8EF9E89RootCost:200000！交换机到达根交换机的开销RootPort:Fa0/1从show命令输出结果可以看到交换机SwitchB为非根交换机，根端口为F0/1。查看交换机SwitchB的端口1和端口2的状态。SwitchB#showspanning-treeinterfacefastEthernet0/1PortAdminPortfast:DisabledPortOperPortfast:DisabledPortAdminLinkType:autoPortOperLinkType:point-to-pointPortBPDUGuard:DisabledPortBPDUFilter:DisabledPortState:forwarding！SwitchB的端口fastEthernet0/1处于转发状态PortPriority:128PortDesignatedRoot:200000D0F8EF9E89PortDesignatedCost:0PortDesignatedBridge:200000D0F8EF9E89PortDesignatedPort:8001PortForwardTransitions:3PortAdminPathCost:0PortOperPathCost:200000PortRole:rootPort！显示端口角色为根端口上述show命令输出结果显示交换机SwitchB的端口F0/1角色为根端口，处于转发状态。SwitchB#showspanning-treeinterfacefastEthernet0/2！显示SwitchB的端口fastthernet0/２的状态PortAdminPortfast:DisabledPortOperPortfast:DisabledPortAdminLinkType:autoPortOperLinkType:point-to-pointPortState:discarding！SwitchB的端口fastEthernet0/２处于阻塞状态PortPriority:128PortDesignatedRoot:200000D0F8EF9E89PortDesignatedCost:200000PortDesignatedBridge:800000D0F8EF9D09PortDesignatedPort:8002PortForwardTransitions:3PortOperPathCost:200000PortRole:alternatePort！SwitchB的F0/2端口为根端口的替换端口上述show命令输出结果显示交换机SwitchB的端口F0/2角色为替换端口，状态为阻塞状态。如果SwitchA与SwitchB之间的一条链路down掉（如拔掉网线），验证交换机PC1与PC2仍能互相ping通，并观察ping的丢包情况。下图为从PC1pingPC2的结果（注：PC1的IP地址为37，PC2的IP地址为36）。PC>ping192.168.0.136Pingingwith32bytesofdata:Replyfrom:bytes=32time=35msTTL=128Replyfrom:bytes=32time=6msTTL=128Replyfrom:bytes=32time=5msTTL=128Replyfrom:bytes=32time=6msTTL=128Pingstatisticsfor:Packets:Sent=4,Received=4,Lost=0(0%loss),Approximateroundtriptimesinmilli-seconds:Minimum=5ms,Maximum=35ms,Average=13msC:\>ping36–t！从主机PC1pingPC2（用连续ping），然后拔掉SwitchA与SwitchB的端口F0/1之间的连线，观察丢包情况。显示结果如下图。【注意事项】‰1、实验时一定要先启用生成树，后连拓扑。‰2、锐捷交换机缺省是关闭spanning-tree的，如果网络在物理上存在环路，则必须手工开启spanning-tree。‰3、锐捷全系列的交换机默认生成树版本为MSTP协议，在配置时注意配置生成树协议的版本。分组实训按照6位同学一组进行实施项目，并将实施过程形成项目报告。项目总结子情境六：端口聚合配置安徽工贸职业技术学院2010-2011学年度第一学期《网络设备互连》课程授课教案学习情境构建东校园交换网络授课日期班级子情境端口聚合配置节次教学目的与要求知识目标：端口聚合配置的工作原理。能力目标：能够在交换机上进行端口聚合配置；教学重点与难点端口聚合配置的工作原理及配置教学方法与手段情境引入教学项目实施主导教学做一体化教具与挂图网络工程实验室教学设计【引入工作情境】（5分钟）计算机系的网络工程实验室和网站开发实验室分别使用一台交换机提供20多个信息点，两个实验室的互通通过一根级联网线。每个实验室的信息点都是百兆到桌面。两个实验室之间的带宽也是100M，如果实验室之间需要大量传输数据，就会明显感觉带宽资源紧张。当楼层之间大量用户都希望以100M传输数据的时候，楼层间的链路就呈现出了独木桥的状态，必然造成网络传输效率下降等后果。解决这个问题的办法就是提高楼层主交换机之间的连接带宽，实现的办法可以是采用千兆端口替换原来的100M端口进行互联，但这样无疑会增加组网的成本，需要更新端口模块，并且线缆也需要作进一步的升级。另一种相对经济的升级办法就是链路聚合技术。链路聚合，是将几个链路作聚合处理，这几个链路必须是同时连接两个相同的设备的，这样，当作了链路聚合之后就可以实现几个链路相加的带宽了。比如，我们可以将4个100M链路使用链路聚合作成一个逻辑链路，这样在全双工条件下就可以达到800M的带宽，即将近1000M的带宽。这种方式比较经济，实现也相对容易。【讲解准备知识与技术原理】（15分钟）端口聚合聚合端口又称链路聚合，是指两台交换机之间在物理上将多个端口连接起来，将多条链路聚合成一条逻辑链路。从而增大链路带宽，解决交换网络中因带宽引起的网络瓶颈问题。多条物理链路之间能够相互冗余备份，其中任意一条链路断开，不会影响其他链路的正常转发数据。端口聚合遵循IEEE802.3ad协议的标准。端口聚合注意事项AP成员端口的速率必须一致AP成员端口必须属于同一个VLANAP成员端口使用的传输介质应相同缺省情况下创建的AggregatePort是二层AP二层端口只能加入二层AP，三层端口只能加入三层APAP不能设置端口安全功能当把端口加入一个不存在的AP时，AP会被自动创建一个端口加入AP，端口的属性将被AP的属性所取代一个端口从AP中删除，则端口的属性将恢复为其加入AP前的属性当一个端口加入AP后，不能在该端口上进行任何配置，直到该端口退出AP【按工作流程实施项目】（25分钟）1、拓扑结构2、设备选型锐捷S3550交换机1台，锐捷S2126G交换机1台。3、实施步骤第一步：配置两台交换机的主机名和管理IP地址S3550#configureterminaEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.S3750(config)#hostnameL3-SWL3-SW(config)#interfacevlan1L3-SW(config-if)#Dec301:03:22L3-SW%7:%LINEPROTOCOLCHANGE:InterfaceVLAN1,changedstatetoUPL3-SW(config-if)#ipaddressL3-SW(config-if)#noshutdownL3-SW(config-if)#exitSwitch#configureterminaEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.Switch(config)#hostnameL2-SWL2-SW(config)#interfacevlan1L2-SW(config-if)#ipaddressL2-SW(config-if)#noshutdownL2-SW(config-if)#exit第二步：在两台交换机上配置聚合端口L3-SW(config)#interfacerangefastEthernet0/1-2L3-SW(config-if-range)#port-group1！将端口Fa0/1~2加入聚合端口1，同时创建该聚合端口L3-SW(config-if-range)#exitL3-SW(config)#L2-SW(config)#interfacerangefastEthernet0/1-2L2-SW(config-if-range)#port-group1！将端口Fa0/1~2加入聚合端口1，同时创建该聚合端口L2-SW(config-if-range)#exitL2-SW(config)#第三步：将聚合端口设置为TrunkL3-SW(config)#interfaceaggregateport1L3-SW(config-if)#switchportmodetrunkL3-SW(config-if)#exitL3-SW(config)#L2-SW(config)#interfaceaggregatePort1L2-SW(config-if)#switchportmodetrunkL2-SW(config-if)#exitL2-SW(config)#第四步：设置聚合端口的负载平衡方式L3-SW(config)#aggregateportload-balance?！查看交换机支持的负载平衡方式dst-ipDestinationIPaddressdst-macDestinationMACaddressipSourceanddestinationIPaddresssrc-dst-macSourceanddestinationMACaddresssrc-ipSourceIPaddresssrc-macSourceMACaddressL3-SW(config)#aggregateportload-balancedst-mac！设置负载平衡方式为依据目的地址进行，默认是依据源和目的地址L3-SW(config)#exitL2-SW(config)#aggregatePortload-balance?！查看交换机支持的负载平衡方式dst-macDestinationMACaddressipSourceanddestinationIPaddresssrc-macSourceMACaddressL2-SW(config)#aggregatePortload-balancedst-mac！设置负载平衡方式为依据目的地址进行，默认是依据源地址L2-SW(config)#exit第五步：查看聚合端口的配置L3-SW#showaggregatePortload-balanceL3-SW#showaggregatePortsummaryL3-SW#showinterfacesaggregateport1L3-SW#L2-SW#showaggregatePortload-balanceL2-SW#showinterfacesaggregatePort1L2-SW#【测试结果】在三层交换机L3-SW上配置另一个用于测试的VLAN10，配置IP地址为/24，然后在二层交换机L2-SW上配置默认网关（其作用相当于主机的网关，交换机可将发往其他网段的数据包提交给网关处理），这样L2-SW可以ping通/24和/24，说明聚合端口的Trunk配置已经生效。【注意事项】1、只有同类型端口才能聚合为一个AG端口。2、所有物理端口必须属于同一个VLAN。3、在锐捷交换机上最多支持8个物理端口聚合为一个AG。4、在锐捷交换机上最多支持6组聚合端口。分组实训按照6位同学一组进行实施项目，并将实施过程形成项目报告。项目总结学习情境二、网络互联及广域网接入-构建主校园网络一、《网络设备互连》学习情境设计学习情境：网间互联及广域网接入教学时间：40课时工作情境描述路由器是一种连接多个网络或网段的设备，是互联网络中必不可少的网络设备之一。路由协议是路由器的核心，正确配置相关的路由器协议才能使数据包到达指定的网络。广域网的接入功能也是路由器的最重要的功能。在本项目中，主要通过对路由器的配置，最终实现内部网络的广域网接入和远程访问功能。学习任务掌握路由器的基本配置掌握路由器的IOS及密码恢复掌握静态、动态路由器协议掌握路由器的广域网接入技术与其他情境的关系学生目前已经能够办公软件的熟练使用；需求调研和分析；需求分析报告的撰写；计算机的简单故障排除；简单网络环境搭建；IP地址和子网划分；学习目标完成本学习任务后，学生应当能够路由器设备IOS的密码恢复及升级主流路由器的基本管理与配置认识路由器