交换机配置（1）--单交换机VLAN）

实 验 目 的 和 要 求	理解数据链路层的3个基本问题的内容。 认识交换机的概念、特点和功能。 掌握网络拓扑图的设计过程。 理解交换机的配置模式，进行交换机的基础配置。 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。 简述数据链路层的3个基本问题的内容。 答：数据链路层是OSI模型中的第二层，主要负责将数据从物理层传输到网络层，并提供一些错误检测和流量控制的功能。它面临的三个基本问题包括： 封装成帧（Frame Encapsulation）：    数据链路层需要将网络层交付的数据分割成称为帧（Frame）的小块。帧是数据链路层的基本传输单位，它包括数据部分和控制信息（如地址信息、错误检测码等）。在发送端，数据链路层将接收到的数据添加上帧头（Frame Header）和帧尾（Frame Trailer），用于标识帧的开始和结束，并提供必要的控制信息。 透明传输（Transparent Transmission）：    数据链路层要求在传输数据时保持透明，即不管数据的内容是什么，都能正确地进行传输。这意味着即使数据中包含和控制信息相同的特殊字符，数据链路层也必须能够正确处理，以避免与控制信息发生混淆。 错误检测和纠正（Error Detection and Correction）：    数据链路层负责检测在物理层传输过程中可能发生的错误。常用的错误检测技术包括循环冗余检验（CRC）和奇偶校验。如果数据链路层检测到错误，它可以请求重新传输丢失或损坏的帧，以确保数据的可靠传输。 简述交换机的概念、特点和功能。 答： 交换机（Switch）是计算机网络中的一个关键设备，位于OSI模型的数据链路层（第二层），主要用于在局域网（LAN）中传输数据帧。以下是关于交换机的概念、特点和功能的简述： 概念： 交换机是一种网络设备，用于在局域网中连接多台计算机和其他网络设备，并根据目的地址（MAC地址）在各设备之间转发数据帧。与集线器（Hub）不同，交换机能够识别数据帧的目标设备，并且只将数据帧转发到目标设备，从而提高了局域网的性能和安全性。 特点： 转发能力和速度高：交换机具有快速转发数据帧的能力，通常以千兆或更高速率工作，可以实现高效的数据传输。 逐帧转发：交换机在接收数据帧时会检查目标MAC地址，并仅将数据帧发送到目标设备，而不是广播到整个网络，这减少了网络中的冲突和带宽消耗。 支持多种连接类型：现代交换机通常支持多种连接类型，如以太网、无线局域网（Wi-Fi）、光纤等，以满足不同网络需求。 具备智能学习功能：交换机能够学习网络中各设备的MAC地址，并根据学习到的信息建立转发表（MAC地址表），从而提高数据帧的转发效率。 提供一定的网络安全性：交换机可以通过设置访问控制列表（ACL）和端口安全功能来限制不同设备的访问权限，增强网络的安全性。 功能： 帧转发：根据目标MAC地址将数据帧从一个端口转发到另一个端口，实现设备之间的直接通信。 MAC地址学习：交换机会记录每个接口收到的MAC地址，并建立MAC地址表（也称为转发表或CAM表），以便后续的数据转发能够更快速和准确。 广播和多播处理：交换机能够处理广播（Broadcast）和多播（Multicast）帧，确保这些帧能够传输到网络中所有需要接收的设备。 碰撞域分割：与集线器不同，交换机能够将每个端口视为独立的碰撞域（Collision Domain），这意味着设备之间的通信不会造成碰撞，从而提高了网络的效率和性能。 虚拟局域网（VLAN）支持：一些高级交换机支持VLAN功能，可以将局域网划分为多个逻辑上的独立网络，增加网络的灵活性和安全性。   根据你的理解，VLAN能带来什么好处？ 答：虚拟局域网（VLAN）的好处包括： 安全性提升：隔离数据流量，防止未授权访问和信息泄露。 灵活性和管理简化：逻辑划分网络，简化配置和管理任务。 提高网络性能：减少碰撞域，优化带宽利用。 支持多种业务需求：跨物理位置的逻辑连接和支持QoS需求。
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 用户模式（User EXEC mode）：    - 进入方式：通过登录交换机后，默认进入用户模式。    - 特点：只能执行一些基本的监视命令，如查看设备状态和连接信息。    - 提示符：通常以 ">" 或 "#" 结尾。   特权模式（Privileged EXEC mode）：    - 进入方式：从用户模式下输入 `enable` 命令进入。    - 特点：具有更高的权限，可以执行配置和管理命令，如查看配置、重启设备等。    - 提示符：通常以 "#" 结尾。   全局配置模式（Global Configuration mode）：    - 进入方式：从特权模式下输入 `configure terminal` 或 `conf t` 命令进入。    - 特点：用于配置全局设备设置，如接口配置、VLAN配置等。    - 提示符：通常以 "(config)" 结尾。   子模式（Subinterface Configuration mode等）：    - 进入方式：从全局配置模式下进入特定子模式，如接口配置模式。    - 特点：用于配置特定功能或接口的详细设置，如子接口的IP地址设置等。    - 提示符：根据具体子模式不同而变化。   SETUP模式（对话模式，Dialog mode）：    - 特点：通常用于交互式配置设备的初始设置或重要配置选项。    - 使用场景：设备首次启动时或者需要通过一系列提示来配置基本设置时使用。    - 进入方式和提示符：具体取决于设备型号和操作系统。   boot模式（灾难恢复模式，Recovery mode）：    - 特点：用于设备遇到严重问题无法正常启动时的恢复操作。    - 使用场景：例如设备启动故障或需要进行系统软件更新等情况。    - 进入方式和提示符：具体取决于设备型号和操作系统，通常需要特定的启动命令或按键组合。 2.画出实验所需的网络拓扑图。 ――截图（网络拓扑图1个） 2.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。 PC0的设置： 连通测试： PC0与PC1连通： PC0与PC2连通： PC0与PC3连通： 3.进行交换机的基础配置。 ――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。       4.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 10和VLAN 20。 2）将不同的接口连入刚刚创建的两个VLAN。 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。 PC0可以ping通PC1，他们属于同一VLAN10，但不能ping通PC2，因为PC2是VLAN20 同理，PC2可以ping通PC3，但不能ping通PC1
研 究 与 探 讨	你的感受。 答：VLAN技术不仅提高了网络的安全性和性能，还使得网络管理更加灵活和高效。它是现代企业和组织网络中常用的技术，能够有效地支持复杂的业务需求和网络设计。   你的收获。 答：学会使用Cisco packet tracer搭建简单网络并调试。   你的困难。 答：无   你的启示。 答：交换机在网络组成部分中起到了相当大的作用。