计算机网络管理1-3

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1、1.3 三层交换机我们一般所说的交换机，多指二层交换机，它工作在OSI 参考模型的第二层，那三层交换机是不是工作在OSI参考模型的 第三层呢？ 1.3.1 三层交换机的工作原理我们知道，以太网通信是通过广播的方式来实现的。随 着网络规模的扩大，其广播域也越来越大，碰撞和冲突也随之 增多。为了解决这个问题，我们就需要划分网段，将整个网络 划分成为若干个小的子网来减少碰撞和冲突，以提高传输速率 。1 1传统的路由器工作在OSI参考模型的第三层（网络层）， 是介于Intranet和Internet之间的网关。路由器在工作时要做很 多复杂的工作，因此，它对数据包的转发速率就减慢了。此外 ，路由器的价格

2、昂贵，而三层交换机的出现，非常经济地实现 了交换和路由功能。 2 2三层交换机的工作原理：三层交换机接收到数据帧后， 首先提取这个数据帧的源和目标MAC地址；然后查找MAC地址 表，如果能够得知通信双方MAC地址所属的端口，就像二层交 换机那样将数据包发送到目标端口；如果MAC地址表中没有储 存目标地址，三层交换机进一步去掉IP数据包的封装得到目标 IP地址，并根据子网划分确定目标地址所在的网段以及相应的 端口，然后将数据帧从该网段的端口广播出去。在工作过程中 ，如果从某个端口捕获到MAC地址表中没有记录的MAC地址， 三层交换机就将这个新地址记入MAC地址表，实现动态学习。 当记住了所有设备

3、的MAC地址后，三层交换机无需再像路由器 那样每次都要去掉IP包封装得到目标IP地址，设备之间的通信 只使用二层交换方式，从而极大地提高了交换速度。 3 3三层交换机既像普通交换机那样工作在第二层，也像路 由器一样工作在第三层，实现IP数据包的线速路由。因此，三 层交换机又称为路由交换机或交换式路由器。 1.3.2 交换机的性能参数 交换机的性能参数包括交换容量、包转发速率、地址表 容量、QoS策略等。4 41. 交换容量 交换机容量是指交换机的交换能力，一般以包转发速率 （每秒转发数据包的个数）或背板带宽（Gbps）来表达。交换 容量是代表交换机交换能力的一个重要指标，我们可以根据组 网需要

4、，选择适当的交换机。5 52. 地址表容量地址表容量是指交换机存储网络设备地址信息的极限。 3. QoS策略QoS（服务质量）策略指的是为保证服务质量而采取的 措施和实施的一系列方案，这也是网络能否满足不同用户需求 的一个重要指标。 上述的参数中，最重要的是交换机的交换容量；地址表 容量一般不会成为交换机的瓶颈参数；只有骨干网和重要的多 媒体应用（如视频会议）才需要QoS支持。6 61.3.3 三层交换机的配置与管理 三层交换机的配置主要包括：三层交换机的IP地址、交 换机管理端口、管理密码、VLAN、路由接口的配置等。三层交 换机的具体配置方法，我们将在本节实验中详细说明。7 7三层交换机I

5、P地址、管理端口以及管理密码的配置，一 般可以直接在菜单下进行配置。但像VLAN的配置、路由配置和 QoS策略的配置，我们建议你以命令行方式进行。不同厂家所 生产的交换机，其配置命令不同，我们以联想D-link 6626交换 机为例，常用的一些命令有：set vlan（配置VLAN）、show vlan（显示VLAN配置情况）、set interface（配置路由接口） 、show interface（查看路由接口信息）、clear interface（清除 路由接口）。使用方法如图1-8。图1-8 set vlan和set interface的使用说明 8 81.3.4 案例分析与故障解决

6、1. 在同一个局域网中，使用三层交换机划分的网段之间不能相 互通信，请分析其原因。 解决方法：如果在同一网段内，计算机之间能够互相通 信，可以证明该网络是正常的；检查通信双方计算机的默认网 关设置是否正确；如果网关正确，但网段之间还是不能相互访 问，就要考虑三层交换机路由配置问题了；在连接到交换机 Console口的计算机上进入超级终端（Windows NT/2000/XP） 或终端仿真程序（Windows 98），重新启动三层交换机，然后 ，切换到命令提示符模式下，使用show interface命令，查看是 否已经为该网段配置了路由。如果没有，使用set interface命令 进行配置。

7、9 92. 一个使用三层交换机来划分网段的局域网中，交换机的路由 配置正确，所有计算机不能上国际互联网，试分析其原因。 问题分析：如果这个局域网使用Proxy/NAT方式上网， 检查Proxy或NAT服务器配置和内部网络连接是否正常；如果服 务器正常、各网段落之间通信也正常，但不能上互联网，可能 是与Internet连接的线路故障；如果服务器正常，但局域网各网 段不能通信，则说明交换机可能死机；关闭三层交换机几分钟 后重新启动，检查通信是否正常。10103. 一个使用三层交换机来划分网段的局域网中，网络管理员在 配置好三层交换机的路由后，各网段能正常通信，但重新启动 三层交换机后，各网段就不能

8、正常通信了。 问题分析：如果各网段内通信正常，往往是由于网络管 理员在配置三层交换机后没有保存设置造成的，使用相应的命 令（联想D-link 6626交换机为fs）将配置信息写入交换机的只 读存储器。11111.3.5 本节实验 通过本节的学习，你是否已经对三层交换机有了一个深 刻的认识呢？但是，要实现三层交换机的功能，还必须对三层 交换机进行配置。在这里，我们强烈地建议每个学习者通过亲 自动手操作，掌握三层交换机配置的方法。 1212实验四 三层交换机的配置 实验目的：掌握三层交换机的基本配置方法和注意事项。 实验条件：联想D-link 6626或Intel 550T三层交换机（目前市场 上

9、最便宜的三层交换机）、计算机3台（建议使用操作系统为 Windows 2000，这样就不会在做实验时因频繁更改IP地址重新 启动计算机了）、网线3段。 教学建议：每五个人一组，在教师指导下使用超级终端或终端 仿真程序（Windows 98）对交换机的IP地址、管理员密码（建 议不要修改管理员密码）进行设置后，切换到命令行模式下对 交换机的VLAN和路由进行配置（参照图1-9来划分网段、配置 路由）；在配置完成后，将计算机接到不同的端口，检查是否 能够正常通信。1313图1-9 某学校校园网网段划分示意图 1414实验步骤： （1）将三层交换机接到一台计算机的串口上（注意：一定要在 关闭计算机电

10、源的前提下），先不要打开三层交换机的电源。 （2）选择开始“菜单程序附件通讯工具超级终端”，启 动终端仿真程序。 （3）为新建的连接命名，然后会出现“连接到”对话框；在“连接 中使用”下拉列表框中选择交换机所接的串口；在所选串口属性 中，根据交换机的实际情况设置比特率（在交换机的Console附 近标识）、数据位、奇偶校验、停止位、流控制方式。联想D- link 6626的比特率可设为9600。设置好后，点击“确定”。1515（4）打开交换机电源，启动交换机，可以看到交换机自检等一 系列过程。 交换机自检完毕，依提示输入用户名“admin”和密码后，屏幕上 会显示几项菜单命令，选择相应命令进行

11、设置；我们在菜单模 式下只对交换机的IP地址进行设置，建议你不要对管理密码进 行设置，以免密码丢失，造成不必要的麻烦；以上设置完成后 ，切换到命令提示符模式下；已经配置好的内容显示如下：1616Switch Name : LEGENDUp Time : 0:00:50Contact : LEGEND Technical SupportLocation : Beijing, CHINAMAC Address : 00:a0:ae:60:76:d8Default Gateway : 192.168.1.1Trap Level （07） : 1BOOTP/DHCP : Hardware Versio

12、n : LRS-6626Software Version : v1.50.80ESNMP Agent IP Address : 192.168.1.1SNMP Agent Subnet Mask : 255.255.255.0Boot ROM Version : BRV 2.001717（5）先在命令提示符下输入“show vlan”查看VLAN配置信息后 ，再输入以下的命令： set vlan name v2 802.1q 1-2 2 set vlan name v3 802.1q 3-4 3 set vlan name v4 802.1q 5-6 4 set vlan name v5 80

13、2.1q 7-8 5 set vlan name v6 802.1q 9-10 6 set vlan name v7 802.1q 11-12 7 set vlan name v8 802.1q 14-22 8 set vlan name v9 802.1q 23 9 set vlan name v10 802.1q 24 10 由于交换机本身通常位于第一个VLAN，所以对其余端口 的VLAN命名应该从v2开始。如果你想要检查一下你所作的配置 ，可以使用“show vlan”命令来查看VLAN信息；如果你想对已经 配置的VLAN做修改，重新使用“set vlan”。1818（6）通过上一步，我

14、们已经设置了10个子网。它们之间要实现 互相通信，还必须为每一个子网设置路由，使用“set interface” 命令，如下： set interface 2 172.24.0.1/16 set interface 3 172.23.0.1/16 set interface 4 172.22.0.1/16 set interface 5 172.21.0.1/16 set interface 6 172.20.0.1/16 set interface 7 172.16.0.1/16 set interface 8 192.168.1.1/24 set interface 9 172.18.0.1/16 set interface 10 172.19.0.1/16 如果要查看已经设置的路由是否正确，输入“show interface”命令；如果要修改已经设置好的路由，先要清除所有 的路由接口，输入“clear interface”，再重新进行设置。1919（7）确认无误后，使用“fs”命令保存配置，然后重新启动交换 机。 （8）交换机重新启动后，将其余的计算机使用网线连接到不同 网段并配置相应的IP地址，检查各网段之间能否正常通信。 实验结果：将实验内容、实验步骤和实验注意事项写成实验报 告，交给指导教师。2020