达内--网络交换学习综合实验
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了达内--网络交换学习综合实验相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
实验名称：园区网络的搭建
实验拓扑：
实验要求：
1、相同VLAN的设备之间要互通，不同VLAN之间的设备要互通；
2、黄色背景区域的网络为内网，绿色背景区域的网络为外网；
外网访问内网使用HSRP配置，内网访问外网使用浮动静态路由；
3、各个VALN的划分请参照图中所示，各个VLAN使用的地址段为：192.168.*.0/24，其中的*号为VLAN号码；
4、各个VLAN的网关地址配置为192.168.*.254/24，如果是使用HSRP，网关配置为192.168.*250；
5、各个VLAN的根交换机配置要求：
（1）SW1：VLAN/10/20/30的根；
（2）SW2：VLAN40/50/60的根；
6、各个VLAN的网关配置：
（1）SW1：VLAN10/20的网关；
（2）SW2：VLAN60的网关；
（3）SW3：VLAN30/40的网关；
（4）SW4：VLAN50的网关。
7、相邻交换机之间有两条链路的配制成以太网通道。
8.dhcp分配IP地址
实验拓扑如下：
配置思路：
1.IP规划：
各个VLAN使用的地址段为：192.168.*.0/24
各个VLAN的网关地址配置为192.168.*.254/24
注意：
（1）ip地址为32位，可以用二进制，点分十进制表示
（2）子网掩码用来确定ip的网络位与主机位。二进制，点分十进制，/n 表示
在ip地址中，与子网掩码1所对应的位，称为网络位。
与子网掩码0所对应的位，称为主机位
（3）ip地址与子网掩码成对出现，且一一对应。子网掩码左边全1，右边全0，1和0不能交叉出现
（4）ip地址中，主机位全为0，称为网络地址（网段）
ip地址中，主机位全为1，称为广播地址；表示一个区域中的所有设备。
网络地址与广播地址都不可配置在端口上
------------------------------------------------------交换部分----------------------------------------------------------------------------
2.交换部分： 交换----->相同网段之间的主机通信
交换机的认识：
中继器 ：放大电信号，延长信息的传输距离，但连接设备少
集线器 ：多端口的中继器，但是在电信号（高低电压）传播过程中容易耦合，形成冲突
网桥 ：把电信号转化成数据包，隔绝冲突，但是连接设备少
交换机 ：多端口的网桥，隔绝冲突域，但是无法隔离广播域
Vlan（虚拟局域网）概念简述
交换机可以隔绝冲突域，但是无法隔离广播域；
这时引入Vlan（虚拟局域网）来隔离广播域。而且在同一个Vlan中的设备不受物理位置限制。
交换机的工作过程（原理）：
（1）成表：当交换机在端口上收到数据包时（无故arp），首先判定端口属于的Vlan号，其次查看数据包的源mac地址，形成Vlan id---mac地址--port的对应关系
（2）查表：当交换机收到数据包后，首先查找端口所属的Vlan号，其次在属于该Vlan号的mac地址表中查找目标MAC地址。如果查到，则发送；如果查不到，则向属于该Vlan的其他端口及Trunk端口进行广播（除入端口）。
（1）基础网络设备配置：
switch#conf t //进入全局配置模式
switch(config)#line console 0 //进入console 口进行基础配置
switch(config)#exec-timeout 0 0 //超时时间0分0秒（永不超时，真机不建议用）
switch(config)#no ip domian lookup //关闭域名查询功能
switch(config)#hostname sw1 //改名为sw1
sw1(config)#
（2）划分Vlan
sw（config）# vlan 10/20/30/40/50/60 （每个交换机都需要做）
交换网络中数据流所经过的每一个交换机，必须拥有相同的Vlan数据库
（3）端口加入Vlan中
sw1(config)# interface f0/1 //进入端口模式
sw1(config-if)# switchport mode access //端口设置为access访问模式 sw1(config-if)# switchort access vlan 10 //端口加入到Vlan 10 中
验证：sw# show vlan brief
（4）交换机之间级联链路均采用Trunk模式
交换机级联链路：最终两种模式（1）access
（2）trunk
access 类型链路，只能属于一个Vlan，通常使用access接口连接的是非交换机。如pc/路由器
配置方法：
sw（config）# inter f0/1
sw（config-if）# switchport mode access //设置access（访问）模式
sw（config-if）# swicthport access vlan 1 //把端口加入到Vlan 1 中
trunk 类型链路，同时承载多个流量，每个Vlan流量，都会打上相应的Vlan标签
trunk 连接的是交换机
配置方法：
二层交换机：设置Trunk，默认不需要封装
sw1(config)# interface f0/15
sw1(config-if)# switchport mode Trunk //端口设置为Trunk 模式
三层交换机：设置Trunk，需要进行封装，再进行Trunk。 封装协议：公有协议 802.1q
sw2(config)# interface f0/10
sw2(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q //进行封装
sw2(config-if)# switchport mode trunk // 设置Trunk
(5)以太通道（端口捆绑）
相邻交换机之间有两条链路的配制成以太网通道
此时这两条链路并不是进行备份，而是捆绑在一块，提高带宽
sw3(config)# interface range f0/19, f0/21
sw3(config-if-range)# channel-group 5 mode on //端口捆绑（5为组号，数字可变，两面
可相同也可不同）
sw3(config)# interface port-channel 5 //进入5号组端口
sw3(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q //进行封装
sw3(config-if)# switchport mode trunk // 设置Trunk
验证命令：show interface trunk
show interface f0/1 switchport //查看端口状态
（6）STP--生成树
各个VLAN的根交换机配置要求：
（1）SW1：VLAN/10/20/30的根；
（2）SW2：VLAN40/50/60的根；
sw1(config)# spanning-tree vlan 10 priority 4096 //设置SW1上Vlan10/20/30 的优先级为4096
sw1(config)# spanning-tree vlan 20 priority 4096
sw1(config)# spanning-tree vlan 30 priority 4096
sw2(config)# spanning-tree vlan 40 priority 4096 //设置SW2上Vlan40/50/60 的优先级为4096
sw2(config)# spanning-tree vlan 50 priority 4096
sw2(config)# spanning-tree vlan 60 priority 4096
验证命令： show spanning-tree
注意：通过BID（桥ID）来确定交换机谁是根交换机和非根交换机
B--->优先级 默认32768 越小越好，但都是4096的倍数
ID--->交换机主板的MAC地址（称为基MAC），越小越好
---------------------------------------------------网络部分（内网）-----------------------------------------------------
3.网络部分
网关认识：（从一个网络到另一个网络的端口）
（1）是一个接口级别的概念，而不是设备级别的概念
（2）是以IP地址的形式体现和配置的
（3）对于源主机而言，去往另一个网段的时候才会用到网关
（4）网关ip地址所在端口的所属设备，必须具有连接不同网段的功能，即路由功能
路由认识：
路由---->不同网段之间的主机通信
本质：路由表
工作原理： （1）路由器只关心数据中的“目标IP地址“
（2）路由器提取“目标IP地址”与路由表中的条目进行匹配
匹配成功，则转发
匹配失败，则丢弃
（3）匹配原则： 最长匹配原则
（1）网关配置
各个VLAN的网关配置：
（1）SW1：VLAN10/20的网关；
（2）SW2：VLAN60的网关；
（3）SW3：VLAN30/40的网关；
（4）SW4：VLAN50的网关。
sw1(config)# interface vlan 10 //进入Vlan10
sw1(config-if)# no shutdown //打开端口
sw1(config-if)# ip address 192.168.10.254 255.255.255.0 //配置IP 地址
验证命令：show ip interface brief
（2）配置DHCP服务器 ( C/S dhcp客户端/dhcp服务器)
DHCP工作原理：
dhcp客户端发去dhcp-discover报文，dhcp服务器收到后回给客户端offer报文
dhcp客户端再次发出request请求报文，dhcp服务器收到后回复 ACK 报文
均是广播方式
Router（config）# hostname dhcp-server //改名为dhcp-server
dhcp-server(config)# interface gi0/0
dhcp-server(config-if)# no shutdown
dhcp-server(config-if)# ip address 192.168.60.1 255.255.255.0 //配置dhcp服务器地址
dhcp-server(config)# ip dhcp excluded-address 192.168.10.254 //排除掉已经用的IP地址，
不让这个地址在进行分配。
注意：ip dhcp excluded-address 192.168.10.250 192.168.10.254 排除掉250-254这一段的地址
dhcp-server(config)# service dhcp //开启dhcp服务器
dhcp-server(config)# ip dhcp pool a1 //建立地址池a1
dhcp-server(dhcp-config)# network 192.168.10.0 255.255.255.0 //配置地址池的网段
dhcp-server(dhcp-config)# default-router 192.168.10.254 // 配置地址池网段的网关
dhcp-server(dhcp-config)# dns-server 1.1.1.1 //配置域名地址
注意：
在同一网段里，使用dhcp-server服务器或者使用多层交换机作为dhcp服务器时，不需要给dhcp服务器配置网关
在不同网段，采用dhcp服务器自动获取地址时，需要使用dhcp中继，在使用dhcp-server服务器或者多层交换机作为dhcp服务器时，需要给dhcp服务器配置网关
dhcp中继：
dhcp客户端与dhcp服务器不在一个网段时，需要采用dhcp中继来自动获得ip地址及网关等信息
是把广播包转换成单播发送给dhcp服务器地址
dhcp中继命令需配置在dhcp客户端所在网段的网关端口上。
sw4（config）# inter vlan 10 //进入vlan 10 此时vlan10 为10.0网段的网关
sw4(config)# service dhcp // 作为DHCP中继，必须要开启DHCP;
sw4（config-if）# ip helper-address 192.168.60.1 //此时该网关端口接收到 DHCP discover
报文以后，会将广播报文，以单播的方式
发送到该 DHCP 服务器 - 192.168.60.1；
当 DHCP 服务器上具有多个 DHCP 地址池时，
服务器是通过 DHCP 报文 中的源IP地址来进行地址池区分的；
在 DHCP relay 环境中，本质上就是根据每个部门的网关IP地址
来决定的；
（3）路由配置
采用rip（路由信息协议RIP）动态获得路由条目， UDP 520 --->rip
使用rip协议，两个路由器（多层交换机）之间要有互联网段，否则使用rip无效
所以在sw1/sw2中建立交换虚拟端口（SVI）Vlan 12 地址分别为192.168.12.1/24 192.168.12.2/24
形成sw1-->sw2 互联
所以在sw3/sw2中建立交换虚拟端口（SVI）Vlan 13 地址分别为192.168.13.1/24 192.168.13.2/24
形成sw3-->sw2 互联
所以在sw4/sw2中建立交换虚拟端口（SVI）Vlan 14地址分别为192.168.14.1/24 192.168.14.2/24
形成sw4-->sw2 互联
再启用rip协议
在三层交换机上需开启路由功能
sw4（config）# ip routing //开启路由功能
sw4（config）# router rip //启用rip协议
sw4（config-router）# version 2 //选择版本2
sw4（config-router）# no auto-summary //关闭自动汇总
sw4（config-router）# network 192.168.10.0 //宣告直连网段
sw4（config-router）# network 192.168.12.0
sw4（config-router）# network 192.168.20.0
验证命令： show ip route
show ip protocols //查看当前交换机上的协议
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
做完这些，给PC机静态ip地址及网关，可以实现内网中不同网段之间的通信，
再做dhcp客户端，采用动态主机配置协议，发现不能获得正确ip地址！！
经排错发现pc机能ping到Vlan 60的网关，Vlan 60的网关也能ping到dhcp服务器的地址60.1，pc机确ping不到dhcp服务器的地址60.1，三层不同看路由,所以是路由层面的问题。
解决方案：ping 过程是发包-->收包过程（icmp协议），查看pc1的网关路由表条目，有到60 的条目，所以发包过程是有的；再看dhcp服务器上，发现没有返回的路由，造成无法正常回包，也就无法正常获得ip地址。（由于使用路由器作为dhcp服务器，所以还需要有回包的路由条目）
dhcp-server(config)# router rip
dhcp-server(config-router)# version 2
dhcp-server(config-router)# no auto-summary
dhcp-server(config-router)# network 192.168.60.0
----->dhcp服务器要回包，需具有vlan 10-40的路由条目，可以采用上面的rip来动态学习，
也可采用静态默认路由方法：
dhcp-server(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.2 (下一跳sw2 vlan 12地址)// 设置静态路由
做完这些
内网里主机能够自动获得地址，也能互通。
验证命令： show ip dhcp binding //查看dhcp自动分配的地址
-------------------------------------------------网络部分（边界）------------------------------------------------------------------------
sw1 和sw2连接边界路由器（网关）
设置sw1 sw2 与路由器连的网段的地址
sw1与sw2 的f0/1，f0/2是交换机端口，但是三层交换机也具有路由更能，所以需要端口交换功能关掉
sw1（config）#inter fas0/1
sw1（config-if）# no switchport //关闭交换功能
sw1（config-if）# ip add 192.168.100.1 255.255.255.0
sw1（config-if）# no shutdown
sw2（config）#inter fas0/2
sw2（config-if）# no switchport
sw2（config-if）# ip add 192.168.200.1 255.255.255.0
sw2（config-if）# no shutdown
配置边界路由器：
GW1（config）# inter gi0/0
GW1（config-if）# ip address 192.168.100.2 255.255.255.0
GW1（config-if）# no shutdown
GW1（config）# inter gi0/1
GW1（config-if）# ip address 192.168.200.2 255.255.255.0
GW1（config-if）# no shutdown
GW1（config）# inter gi0/2
GW1（config-if）# ip address 12.1.1.1 255.255.255.0 //这个端口配置公网地址
GW1（config-if）# no shutdown
配置外网路由器
GW2（config）# inter gi0/0
GW2（config-if）# ip address 12.1.1.2 255.255.255.0
GW2（config-if）# no shutdown
因为要访问外网，内网及边界路由器上需要有去外网的所有路由条目，所以在边界路由器上采用默认路由设置或者rip协议
GW1（config）# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.1.1.2 //设置去外网静态默认路由
再采用rip
GW1（config）# route rip
GW1（config-router）# version 2 //选择版本2
GW1（config-router）# no auto-summary //关闭自动汇总
GW1（config-router）# network 192.168.100.0
GW1（config-router）# network 192.168.200.0
GW1（config-router）# redistribute static //重分发（把静态默认路由宣告出去）
注意：这是不能宣告GW1上12.1.1.0/24 网段，因为内网中是私有地址，外网路由条目中不能添加私有地址条目。
这时用内网的主机可以ping到边界路由器GW1 gi0/0端口（12.1.1.1）
因为内网最终要访问外网，在保证内网全通的状态下，外网的路由器上也需要有去往内网的路由条目，但是，外网使用的是公有地址，路由器条目中不能添加内网的私有地址，此时，需要采用 NAT（网络地址转化控制），把私网源地址转换成公网地址，进行与外网的通信。（使用在边界网关路由器上）
注意：NAT 静态配置
确定网络边界：
interface gi0/0
ip nat inside //属于内网
interface gi0/1
ip nat inside // 属于内网
interface gi0/2
ip nat outside //属于外网
GW（config）# ip nat inside static 192.168.1.1 0.0.0.255 12.1.1.1 0.0.0.0 //把私有地址转换
成公有地址
验证：show ip nat translation //查看nat
但是在内网内有很多地址，如果使用nat 则需要大量的公有地址来对应。基于此，采用 PAT。
PAT：Port-nat
使用端口号来对应私有地址。端口号有65536个（2^16）0-65535
配置方法：
（1）配置感兴趣流量
GW1（config）# ip access-list standard haha //创建标准策略 haha
GW1（config-std-nacl）#10（序列号） permit 192.168.0.0 0.0.255.255 （通配符） //允许192.168网
段的任何网络通过
（2）配置PAT命令
GW1（config）# ip nat inside source list haha interface gi0/2 //把策略中匹配成功的地址转化为gi0/2
口的公网地址
验证：show ip access-list //查看策略
show ip nat translation //查看nat
做完这些，内网的私有地址已经可以转化成公网地址与外网通信，这时候还需要配置外网设备，从而模拟互联网服务提供商，实现通信 。
---------------------------------------------------外网模拟互联网服务提供商（ISP）-----------------------------------------------
1、PC配置IP
100.10.10.1 /24
100.10.10.250
2、配置 PC 所在网络的 真实 网关
R2：
interface gi0/1
no shutdown
ip address 100.10.10.252 255.255.255.0
R3：
interface gi0/1
no shutdown
ip address 100.10.10.253 255.255.255.0
3、对 PC 的两个网关配置 HSRP //虚拟网关，实现网关备份
R2： （主网关）
interface gi0/1
standby 100 ip 100.10.10.250 //设置虚拟网关为10.250
standby 100 priority 105 //设置优先级为105
standby 100 preempt //设置抢占权
standby 100 track interfce gi0/0 [50] //跟踪端口gi0/0，若端口挂调，优先级降50
R3： （备份网关）
interface gi0/1
standby 100 ip 100.10.10.250
standby 100 preempt //设置抢占权
验证： show standby //查看虚拟网关及活跃状态
4、在 ISP 的 3 个路由器上运行路由协议：
GW2:
interface gi0/1
no shutdown
ip address 100.20.20.1 255.255.255.0
interface gi0/2
no shutdown
ip address 100.30.30.1 255.255.255.0
router rip
version 2
no auto-summary
network 100.20.200
network 100.30.30.0
redistribute connected //重分发直连网段
R2:
interface gi0/0
no shutdown
ip address 100.20.20.2 255.255.255.0
router rip
version 2
no auto-summary
network 100.10.10.0
network 100.20.20.0
R3:
interface gi0/0
no shutdown
ip address 100.30.30.3 255.255.255.0
router rip
version 2
no auto-summary
network 100.10.10.0
network 100.30.30.0
做完这些，使用内网的pc机去ping外网pc，实现主机通信。
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