实验二 交换实验_VLAN及链路冗余
一、 实验名称
本次实验的实验名称为：交换实验，主要分为以下几个小实验： （1）同一交换机VLAN的划分，也称为交换机端口的隔离； （2）不同交换机上VLAN的划分 （3）三层交换机使不同VLAN互通 （4）端口聚合提供冗余链路
二、 实验目的
1. 同一交换机VLAN的划分
在实现同一交换机VLAN的划分实验中，我们主要的目的是理解Port Vlan的配置，动手实现在同一个交换机上划分VLAN。 2. 不同交换机上VLAN的划分
在实现不同交换机上VLAN的划分实验中，我们主要的目的是理解跨交换机之间VLAN的特点，可以动手实现在不同的交换机上划分VLAN。 3. 三层交换机使不同VLAN互通
在利用三层交换机实现不同VLAN互通的实验中，我们主要的目标是使用三层交换机实现不同VLAN间互相通信。 4. 端口聚合提供冗余链路
在实现交换机的端口聚合以提供冗余链路的实验过程中，我们的主要目标是理解链路聚合的配置及原理，动手实现交换机端口的聚合。
三、 实验设备
在本次实验的过程中，主要要求的实验设备有交换机2台：三层S3550-1，
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二层S2126G-1；PC机4台：PC1，PC2，PC5和PC6以及若干条直连线和交叉线。
四、 实验拓扑图
1. 同一交换机VLAN的划分
该实验主要使用了二层交换机S2126G-1和两台PC机PC5、PC6，IP地址设置、连接端口号的设置如下图（1）所示：
图（1）
2. 不同交换机上VLAN的划分
该实验主要使用了二层交换机S2126G-1、三层交换机S3550-1以及四台PC机PC1、PC2、PC5、PC6，IP地址设置、连接端口号的设置如下图（2）所示：
图（2）
3. 三层交换机使不同VLAN互通
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该实验主要使用了二层交换机S2126G-1、三层交换机S3550-1以及四台PC机PC1、PC2、PC5、PC6，IP地址设置、连接端口号的设置如下图（3）所示：
图（3）
4. 端口聚合提供冗余链路
该实验主要使用了二层交换机S2126G-1、三层交换机S3550-1以及四台PC机PC1、PC2、PC5、PC6，IP地址设置、连接端口号的设置如下图（4）所示：
图（4）
五、 实验内容（步骤）
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1. 同一交换机VLAN的划分
（1）按照实验拓扑图进行网络的连接和配置。
（2）测试未划分VLAN时，PC5和PC6两台PC机互相ping是否可以通。实验结果如下图（5）所示：
图（5）
由此可以看出，未划分VLAN时，连接在同一交换机上的PC5和PC6两台主机是可以相互ping通的。
（3）创建VLAN，配置二层交换机S2126G-1，输入代码如下所示： Switch>enable
Switch#configure terminal Switch(config)#vlan 10
!进入交换机全局配置模式 !创建vlan 10
!vlan 10命名为test10
Switch(config-vlan)#name test10 Switch(config-vlan)#exit Switch(config)#vlan 20
!创建vlan 20
!vlan 20命名为test20 !查看已配置的vlan信息
Switch(config-vlan)#name test20 Switch#show vlan
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实验代码和实验结果如下图（6）所示：
图（6）
（4）将接口F0/4分配到VLAN 10，接口F0/5分配到VLAN 20，输入代码如下所示：
Switch#configure terminal
Switch(config)#interface fastethernet 0/4
Switch(config-if)#switchport access vlan 10 !将F0/4加入VLAN 10 Switch(config-if)#interface fastethernet 0/5
Switch(config-if)#switchport access vlan 20 !将F0/5加入VLAN 20 Switch(config-if)#end Switch#show vlan
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实验代码和实验结果如下图（7）所示：
图（7）
（5）测试划分VLAN之后，PC5和PC6两台PC机互相ping是否可以通。实验结果如下图（8）所示：
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图（8）
由此可以看出，划分VLAN之后，连接在同一交换机上的PC5和PC6两台主机之间不可以相互ping通。 2. 不同一交换机上VLAN的划分
（1）按照实验拓扑图进行网络的连接和配置。
（2）测试未划分VLAN时，PC1和PC5，PC2和PC5 PC机之间互相ping是否可以通。实验结果如下图（9）所示：
PC1 ping PC5
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PC2 ping PC5 图（9）
由此可以看出，未划分VLAN时，连接在不同交换机上的PC1和PC5两台主机以及PC2和PC5两台主机是不可以相互ping通的。
（3）在三层交换机S3550-1上创建VLAN 10，并将端口F0/8配置到VLAN 10中，输入代码如下所示：
Switch>enable
Switch#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Switch(config)#vlan 10 Switch(config-vlan)#name sales Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#interface fastethernet 0/8 Switch(config-if)#switchport access vlan 10 Switch(config-if)#end Switch#show vlan id 10
实验代码和实验结果如下图（10）所示：
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图（10）
（4）同理，在三层交换机S3550-1上创建VLAN 20，并将端口F0/9配置到VLAN 20中，实验代码和实验结果如下图（11）所示：
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图（11）
（5）把三层交换机S3550-1和二层交换机S2612G-1相连接的端口（F0/4）定义为tag Vlan。输入代码如下所示：
Switch#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Switch(config)#interface fastethernet 0/4 Switch(config-if)#switchport mode trunk
!在此处报错：Command rejected: An interface whose trunk encapsulation is \"Auto\" can not be configured to \"trunk\" mode.
修改后的语句如下：
Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
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Switch(config-if)#switchport mode trunk
实验代码和实验结果如下图（12）所示：
图（12）
（6）在二层交换机S2612G-1上创建VLAN 10，并将端口F0/4配置到VLAN 10中，输入代码如下所示：
Switch>enable
Switch#configure terminal Switch(config)#vlan 10 Switch(config-vlan)#name sales Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#interface fastethernet 0/4
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Switch(config-if)#switchport access vlan 10 Switch(config-if)#end Switch#show vlan id 10
实验代码和实验结果如下图（13）所示：
图（13）
（7）同理，在二层交换机S2612G-1上创建VLAN 20，并将端口F0/5配置到VLAN 20中，实验代码和实验结果如下图（14）所示：
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图（14）
（8）把二层交换机S2612G-1和三层交换机S3550-1相连接的端口（F0/1）定义为tag Vlan。输入代码如下所示：
Switch#configure terminal
Switch(config)#interface fastethernet 0/1 Switch(config-if)#switchport mode trunk
实验代码和实验结果如下图（15）所示：
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图（15）
（9）测试划分VLAN之后，PC1和PC5，PC2和PC5之间是否可以互相ping通。实验结果如下图（16）所示：
PC1 ping PC5
PC2 ping PC5
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图（16）
由此可以看出，划分VLAN之后，连接在同一VLAN上但不连接在同一交换机上的PC1和PC5两台主机之间可以相互ping通，而连接在不同VLAN上的PC2和PC5两台主机之间不可以互相ping通。 3. 三层交换机使不同VLAN互通
（1）本次实验依据“2. 不同交换机上VLAN的划分”实验的基础，进一步进行配置，所以我直接利用上一次实验的配置结果。
（2）设置三层交换机S3550-1实现不同VLAN间的通信。实验所输入的代码如下所示：
Switch>enable
Switch#configure terminal Switch(config)#interface vlan 10
!创建虚拟接口vlan 10
Switch(config-if)#ip address 192.168.1.254 255.255.255.0 !配置虚拟接口vlan 10的地址为192.168.1.254
Switch(config-if)#no shutdown Switch(config-if)#exit
Switch(config)#interface vlan 20
!创建虚拟接口vlan 20
!开启端口
Switch(config-if)#ip address 192.168.2.254 255.255.255.0 !配置虚拟接口vlan 20的地址为192.168.2.254
Switch(config-if)#no shutdown Switch(config-if)#end Switch#show ip interface
!查看IP接口的状态
!开启端口
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实验代码和实验结果如下图（17）所示：
图（17）
（3）将PC1和PC5的默认网关设置为192.168.1.254，将PC2和PC6的默认网关设置为192.168.2.254。
（4）将三层交换机的路由功能开启。输入代码如下所示： Switch>enable Switch#show ip route
! 查看路由表
Switch#configure terminal
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Switch(config)#ip routing ! 启用IP路由功能
实验代码结果如下图（18）所示：
图（18）
（4）测试配置三层交换机之后，PC1和PC5，PC2和PC5之间是否可以互相ping通。实验结果如下图（18）所示：
PC1 ping PC5
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PC2 ping PC5 图（18）
4. 端口聚合提供冗余链路
（1）按照实验拓扑图进行网络的连接和配置。
（2）观察可得，两个交换机之间的两条线不是全部都通的，其中一条是断
开的。实验结果如下图（19）所示：
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图（19）
（3）对三层交换机S3550-1进行配置，实验输入代码如下所示： Switch>enable
Switch#configure terminal
Switch(config)#interface port-channel 1
!创建以太网通道1
!进入端口
Switch(config-if)#interface range fastethernet 0/4-5 模式（端口F0/4和F0/5）
Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on 定到已经创建的通道中
!将以上端口指
Switch(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q 配置中继链路的封装类型
Switch(config-if-range)#switchport mode trunk 为中继模式（trunk）
实验代码如下图（20）所示：
!
!配置以太网通道
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图（20）
（4）同理，对二层交换机S2612G-1进行配置，实验输入代码如下所示： Switch>enable
Switch#configure terminal
Switch(config)#interface port-channel 1
!创建以太网通道1
!进入端口
Switch(config-if)#interface range fastethernet 0/1-2 模式（端口F0/1和F0/2）
Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on 定到已经创建的通道中
Switch(config-if-range)#switchport mode trunk 为中继模式（trunk）
实验代码如下图（21）所示：
!将以上端口指
!配置以太网通道
图（21）
（5）观察可得，两个交换机之间的两条线全部都通。实验结果如下图（22）所示：
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图（22）
六、 实验结果（总结、分析）
1. 同一交换机VLAN的划分
根据以上实验结果，我发现未划分VLAN时，连接在同一台交换机上的两个PC机（IP地址属于同一网段）之间是可以进行通信的，也就是可以ping通。但是在将两台PC机划分到不同的VLAN中时，它们之间就不可以相互通信，即不同VLAN间的主机之间互相访问必须经由路由设备进行转发。Port Vlan可以实现交换端口的隔离，是实现VLAN的方式之一，它可以利用交换机的端口进行VLAN的划分，一个端口只能属于一个VLAN。 2. 不同交换机上VLAN的划分
根据以上实验结果，我发现未划分VLAN时，连接在不同交换机上的两台PC机之间不可以ping通，即不能进行通信，但是对不同的交换机分别划分VLAN之后，连接在同一VLAN上但不在同一个交换机上的两个PC机之间也可以ping通，即进行通信。在本次实验，利用了Tag Vlan技术，它是基于交换机端口的另外一种类型，它可以实现跨交换机的相同VLAN内主机之间的通信，同时对于
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不同VLAN的主机进行隔离。Tag Vlan遵循了IEEE802.1q协议的标准。 3. 三层交换机使不同VLAN互通
根据以上实验结果，我发现配置三层交换机之后，不同的VLAN之间的PC机也可以实现ping通，即实现不同VLAN之间PC机的相互通信。在本次实验，利用了三层交换机来实现不同VLAN之间的互相访问，同样也可以利用路由器来实现。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信息，进行选路和转发，从而实现不同网段之间的访问。
三层交换机实现不同VLAN之间互相访问的原理是：利用三层交换机的路由功能，通过识别数据包的IP地址，查找路由表进行选路转发。三层交换机利用直连路由可以实现不同VLAN之间的互相访问。三层交换机给接口配置IP地址，采用SVI(交换虚拟接口)的方式实现VLAN间互连。
交换虚拟接口，即SVI，是指为交换机中的VLAN创建虚拟接口，并且配置IP地址。
4. 端口聚合提供冗余链路
根据以上实验结果，我发现实现端口聚合之后，可以实现链路的冗余备份，而且这种方法还可以增加交换机之间的传输带宽。
经过本次实验，我了解到端口聚合(Aggregate-port)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。
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