交换机典型配置详解

时间：2023-07-02 14:49:02 洁婷 H3C认证我要投稿

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常用交换机典型配置详解

　　交换机的配置一直以来是非常神秘的，不仅对于一般用户，对于绝大多数网管人员来说也是如此，同时也是作为网管水平高低衡量的一个重要而又基本的标志。下面是小编整理的关于常用交换机典型配置详解，欢迎大家参考!

　　交换机典型配置详解

　　一、VLAN基础

　　VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名为"虚拟局域网"，注意不是虚拟专用网。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分(注意，不是从物理上划分)成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中，但主流应用还是在交换机之中但又不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议的第三层以上交换机才具有此功能，这一点可以查看相应交换机的说明书即可得知

　　IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性

　　交换技术的发展，也加快了新的交换技术(VLAN)的应用速度通过将企业网络划分为虚拟网络VLAN网段，可以强化网络管理和网络安全，控制不必要的数据广播在共享网络中，一个物理的网段就是一个广播域而在交换网络中，广播域可以是有一组任意选定的第二层网络地址(MAC地址)组成的虚拟网段这样，网络中工作组的划分可以突破共享网络中的地理位置限制，而完全根据管理功能来划分这种基于工作流的分组模式，大大提高了网络规划和重组的管理功能在同一个VLAN中的工作站，不论它们实际与哪个交换机连接，它们之间的通讯就好象在独立的交换机上一样同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到，而不会传输到其他的 VLAN中去，这样可以很好的控制不必要的广播风暴的产生同时，若没有路由的话，不同VLAN之间不能相互通讯，这样增加了企业网络中不同部门之间的安全性网络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全面管理企业内部不同管理单元之间的信息互访交换机是根据用户工作站的MAC地址来划分VLAN的所以，用户可以自由的在企业网络中移动办公，不论他在何处接入交换网络，他都可以与VLAN内其他用户自如通讯

　　VLAN网络可以是有混合的网络类型设备组成，比如：10M以太网、100M以太网、令牌网、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等

　　VLAN除了能将网络划分为多个广播域，从而有效地控制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问　　VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLAN ID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户互访，每个工作组就是一个虚拟局域网虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，并能够形成虚拟工作组，动态管理网络

　　二、VLAN的划分方法

　　VLAN在交换机上的实现方法，可以大致划分为六类：

　　1. 基于端口划分的VLAN

　　这是最常应用的一种VLAN划分方法，应用也最为广泛、最有效，目前绝大多数VLAN协议的交换机都提供这种VLAN配置方法这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的交换端口来划分的，它是将VLAN交换机上的物理端口和VLAN交换机内部的PVC(永久虚电路)端口分成若干个组，每个组构成一个虚拟网，相当于一个独立的VLAN交换机

　　对于不同部门需要互访时，可通过路由器转发，并配合基于MAC地址的端口过滤对某站点的访问路径上最靠近该站点的交换机、路由交换机或路由器的相应端口上，设定可通过的MAC地址集这样就可以防止非法入侵者从内部盗用IP地址从其他可接入点入侵的可能

　　从这种划分方法本身我们可以看出，这种划分的方法的优点是定义VLAN成员时非常简单，只要将所有的端口都定义为相应的VLAN组即可适合于任何大小的网络它的缺点是如果某用户离开了原来的端口，到了一个新的交换机的某个端口，必须重新定义

　　2. 基于MAC地址划分VLAN

　　这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置他属于哪个组，它实现的机制就是每一块网卡都对应唯一的 MAC地址，VLAN交换机跟踪属于VLAN MAC的地址这种方式的VLAN允许网络用户从一个物理位置移动到另一个物理位置时，自动保留其所属VLAN的成员身份

　　由这种划分的机制可以看出，这种VLAN的划分方法的最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交换机换到其他的交换机时，VLAN不用重新配置，因为它是基于用户，而不是基于交换机的端口这种方法的缺点是初始化时，所有的用户都必须进行配置，如果有几百个甚至上千个用户的话，配置是非常累的，所以这种划分方法通常适用于小型局域网而且这种划分的方法也导致了交换机执行效率的降低，因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个VLAN组的成员，保存了许多用户的MAC地址，查询起来相当不容易另外，对于使用笔记本电脑的用户来说，他们的网卡可能经常更换，这样VLAN就必须经常配置

　　3. 基于网络层协议划分VLAN

　　VLAN按网络层协议来划分，可分为IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN网络这种按网络层协议来组成的 VLAN，可使广播域跨越多个VLAN交换机这对于希望针对具体应用和服务来组织用户的网络管理员来说是非常具有吸引力的而且，用户可以在网络内部自由移动，但其VLAN成员身份仍然保留不变

　　这种方法的优点是用户的物理位置改变了，不需要重新配置所属的VLAN，而且可以根据协议类型来划分VLAN，这对网络管理者来说很重要，还有，这种方法不需要附加的帧标签来识别VLAN，这样可以减少网络的通信量这种方法的缺点是效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址是需要消耗处理时间的(相对于前面两种方法)，一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网祯头，但要让芯片能检查IP帧头，需要更高的技术，同时也更费时当然，这与各个厂商的实现方法有关

　　4. 根据IP组播划分VLAN

　　IP 组播实际上也是一种VLAN的定义，即认为一个IP组播组就是一个VLAN这种划分的方法将VLAN扩大到了广域网，因此这种方法具有更大的灵活性，而且也很容易通过路由器进行扩展，主要适合于不在同一地理范围的局域网用户组成一个VLAN，不适合局域网，主要是效率不高

　　5. 按策略划分VLAN

　　基于策略组成的VLAN能实现多种分配方法，包括VLAN交换机端口、MAC地址、IP地址、网络层协议等网络管理人员可根据自己的管理模式和本单位的需求来决定选择哪种类型的VLAN

　　6. 按用户定义、非用户授权划分VLAN

　　基于用户定义、非用户授权来划分VLAN，是指为了适应特别的VLAN网络，根据具体的网络用户的特别要求来定义和设计VLAN，而且可以让非VLAN群体用户访问VLAN，但是需要提供用户密码，在得到VLAN管理的认证后才可以加入一个VLAN

　　三、VLAN的优越性

　　任何新技术要得到广泛支持和应用，肯定存在一些关键优势，VLAN技术也一样，它的优势主要体现在以下几个方面：

　　1. 增加了网络连接的灵活性

　　借助VLAN技术，能将不同地点、不同网络、不同用户组合在一起，形成一个虚拟的网络环境，就像使用本地LAN一样方便、灵活、有效VLAN可以降低移动或变更工作站地理位置的管理费用，特别是一些业务情况有经常性变动的公司使用了VLAN后，这部分管理费用大大降低

　　2. 控制网络上的广播

　　VLAN可以提供建立防火墙的机制，防止交换网络的过量广播使用VLAN，可以将某个交换端口或用户赋于某一个特定的VLAN组，该VLAN组可以在一个交换网中或跨接多个交换机，在一个VLAN中的广播不会送到VLAN之外同样，相邻的端口不会收到其他VLAN产生的广播这样可以减少广播流量，释放带宽给用户应用，减少广播的产生

　　3. 增加网络的安全性

　　因为一个VLAN就是一个单独的广播域，VLAN之间相互隔离，这大大提高了网络的利用率，确保了网络的安全保密性人们在LAN上经常传送一些保密的、关键性的数据保密的数据应提供访问控制等安全手段一个有效和容易实现的方法是将网络分段成几个不同的广播组，网络管理员限制了VLAN中用户的数量，禁止未经允许而访问VLAN中的应用交换端口可以基于应用类型和访问特权来进行分组，被限制的应用程序和资源一般置于安全性VLAN中

　　四、VLAN网络的配置实例

　　为了给大家一个真实的配置实例学习机会，下面就以典型的中型局域网VLAN配置为例向各位介绍目前最常用的按端口划分VLAN的配置方法

　　某公司有100台计算机左右，主要使用网络的部门有：生产部(20)、财务部(15)、人事部(8)和信息中心(12)四大部分。

　　网络基本结构为：整个网络中干部分采用3台Catalyst 1900网管型交换机(分别命名为：Switch1、Switch2和Switch3，各交换机根据需要下接若干个集线器，主要用于非VLAN用户，如行政文书、临时用户等)、一台Cisco 2514路由器，整个网络都通过路由器Cisco 2514与外部互联网进行连接

　　所连的用户主要分布于四个部分，即：生产部、财务部、信息中心和人事部主要对这四个部分用户单独划分VLAN，以确保相应部门网络资源不被盗用或破坏

　　现为了公司相应部分网络资源的安全性需要，特别是对于像财务部、人事部这样的敏感部门，其网络上的信息不想让太多人可以随便进出，于是公司采用了 VLAN的方法来解决以上问题通过VLAN的划分，可以把公司主要网络划分为：生产部、财务部、人事部和信息中心四个主要部分，对应的VLAN组名为： Prod、Fina、Huma、Info，各VLAN组所对应的网段如下所示

　　VLAN 号

　　VLAN 名端口号

　　2 Prod Switch 1 2-21

　　3 Fina Switch2 2-16

　　4 Huma Switch3 2-9

　　5 Info Switch3 10-21

　　【注】之所以把交换机的VLAN号从"2"号开始，那是因为交换机有一个默认的VLAN，那就是"1"号VLAN，它包括所有连在该交换机上的用户

　　VLAN的配置过程其实非常简单，只需两步：(1)为各VLAN组命名;(2)把相应的VLAN对应到相应的交换机端口

　　下面是具体的配置过程：

　　第1步：设置好超级终端，连接上1900交换机，通过超级终端配置交换机的VLAN，连接成功后出现如下所示的主配置界面(交换机在此之前已完成了基本信息的配置)：

　　1 user(s) now active on Management Console.

　　User Interface Menu

　　[M] Menus

　　[K] Command Line

　　[I] IP Configuration

　　Enter Selection:

　　【注】超级终端是利用Windows系统自带的"超级终端"(Hypertrm)程序进行的，具体参见有关资料

　　第2步：单击"K"按键，选择主界面菜单中"[K] Command Line"选项，进入如下命令行配置界面：

　　LI session with the switch is open.

　　To end the CLI session,enter [Exit ].

　　此时我们进入了交换机的普通用户模式，就象路由器一样，这种模式只能查看现在的配置，不能更改配置，并且能够使用的命令很有限所以我们必须进入"特权模式"

　　第3步：在上一步">"提示符下输入进入特权模式命令"enable"，进入特权模式，命令格式为">enable"，此时就进入了交换机配置的特权模式提示符：

　　#config t

　　Enter configuration commands,one per line.End with CNTL/Z

　　(config)#

　　第4步：为了安全和方便起见，我们分别给这3个Catalyst 1900交换机起个名字，并且设置特权模式的登陆密码下面仅以Switch1为例进行介绍配置代码如下：

　　(config)#hostname Switch1

　　Switch1(config)# enable password level 15 XXXXXX

　　Switch1(config)#

　　【注】特权模式密码必须是4~8位字符这，要注意，这里所输入的密码是以明文形式直接显示的，要注意保密交换机用 level 级别的大小来决定密码的权限Level 1 是进入命令行界面的密码，也就是说，设置了 level 1 的密码后，你下次连上交换机，并输入 K 后，就会让你输入密码，这个密码就是 level 1 设置的密码而 level 15 是你输入了"enable"命令后让你输入的特权模式密码

　　第5步：设置VLAN名称因四个VLAN分属于不同的交换机，VLAN命名的命令为" vlan vlan号 name vlan名称，在Switch1、Switch2、Switch3、交换机上配置2、3、4、5号VLAN的代码为：

　　Switch1 (config)#vlan 2 name Prod

　　Switch2 (config)#vlan 3 name Fina

　　Switch3 (config)#vlan 4 name Huma

　　Switch3 (config)#vlan 5 name Info

　　【注】以上配置是按表1规则进行的

　　第6步：上一步我们对各交换机配置了VLAN组，现在要把这些VLAN对应于表1所规定的交换机端口号对应端口号的命令是"vlan- membership static/ dynamic VLAN号 "在这个命令中"static"(静态)和"dynamic"(动态)分配方式两者必须选择一个，不过通常都是选择"static"(静态)方式。

　　主要分类

　　1、按网络的覆盖范围划分：

　　交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。

　　2、按传输介质和传输速度分：

　　从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。

　　3、根据应用层次划分：

　　从规模应用上又可分为企业级交换机、校园网级交换机、部门级交换机、工作组交换机和桌面型交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式（插槽数较少），也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式（功能较为简单）。另一方面，从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。

　　4、按交换机的结构划分：

　　交换机大致可分为固定端口交换机和模块化交换机两种结构。固定端口顾名思义就是端口数量是固定的，一般标准的有8口、16口、24口，非标准的杂牌交换机有4口、5口、10口、12口、20口、22口、32口等等。模块化交换机就是可以根据具体需求，任意添加不同数量、不同速率、不同接口类型的模块。

　　5、按网络构成方式分：

　　按照现在复杂的网络构成方式，网络交换机被划分为接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。其中，核心层交换机全部采用机箱式模块化设计，已经基本上都设计了与之相配备的1000Base-T模块。接入层支持1000Base-T的以太网交换机基本上是固定端口式交换机，以10/100M端口为主，并且以固定端口或扩展槽方式提供1000Base-T的上联端口。汇聚层1000Base-T交换机同时存在机箱式和固定端口式两种设计，可以提供多个1000Base-T端口，一般也可以提供1000Base-X等其他形式的端口。接入层和汇聚层交换机共同构成完整的中小型局域网解决方案。

　　6、按网络模型分：

　　按照OSI的七层网络模型，交换机又可以分为第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机等，一直到第七层交换机。基于MAC地址工作的第二层交换机最为普遍，用于网络接入层和汇聚层。基于IP地址和协议进行交换的第三层交换机普遍应用于网络的核心层，也少量应用于汇聚层。部分第三层交换机也同时具有第四层交换功能，可以根据数据帧的协议端口信息进行目标端口判断。第四层以上的交换机称之为内容型交换机，主要用于互联网数据中心。

　　7、按可管理型分：

　　按照交换机的可管理性，又可把交换机分为可管理型交换机（网管型）和不可管理型交换机（非网管型），它们的区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。可管理型交换机便于网络监控、流量分析，但成本也相对较高。大中型网络在汇聚层应该选择可管理型交换机，在接入层视应用需要而定，核心层交换机则全部是可管理型交换机。

　　交换机的连接方式

　　1、交换机级联（串联）

　　这是最常用的一种多台交换机连接方式，它通过交换机上的级联口（UpLink）进行连接。需要注意的是交换机不能无限制级联，超过一定数量的交换机进行级联，最终会引起广播风暴，导致网络性能严重下降。级联又分为以下两种：

　　（1）使用普通端口级联

　　所谓普通端口就是通过交换机的某一个常用端口（如RJ-45端口）进行连接。需要注意的是，这时所用的连接双绞线要用交叉线。

　　（2）使用Uplink端口级联

　　在所有交换机端口中，都会在旁边包含一个Uplink端口，如图2所示。此端口是专门为上行连接提供的，只需通过直通双绞线将该端口连接至其他交换机上除“Uplink端口”外的任意端口即可（注意，并不是Uplink端口的相互连接）。

　　2、交换机堆叠

　　此种连接方式主要应用在大型网络中对端口需求比较大的情况下使用。交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式，同时堆叠后的带宽是单一交换机端口速率的几十倍。但是，并不是所有的交换机都支持堆叠的，这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠；并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块；最后还要注意同一堆叠中的交换机必须是同一品牌。

　　它主要通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一台交换机的“UP”堆叠端口直接连接到另一台交换机的“DOWN”堆叠端口。堆叠中的所有交换机可视为一个整体的交换机来进行管理。

　　提示：采用堆叠方式的交换机要受到种类和相互距离的限制。首先实现堆叠的交换机必须是支持堆叠的；另外由于厂家提供的堆叠连接电缆一般都在1M左右，故只能在很近的距离内使用堆叠功能。

　　对比总结以上两种方式来看，交换机的级联方式实现简单，只需要一根普通的双绞线即可，节约成本而且基本不受距离的限制；而堆叠方式投资相对较大，且只能在很短的距离内连接，实现起来比较困难。但也要认识到，堆叠方式比级联方式具有更好的性能，信号不易衰竭，且通过堆叠方式，可以集中管理多台交换机，大大减化了管理工作量；如果实在需要采用级联，也最好选用Uplink端口的连接方式。这样可以在最大程度上保证信号强度，如果是普通端口之间的连接，必定会使网络信息严重受损。（目前随着交换机技术跟硬件的发展，Uplink端口的交换机已经逐渐退出市场，目前常用的性能好的交换机一般不带Uplink端口，交换机各端口之间都是自适应，也无需考虑双绞线的类型）

　　连接登陆到真正cisco设备的过程

　　①通过Console终端方式；②通过Telnet远程访问；③Web管理界面；④网管软件。

　　1、要连接一台还没配置的新交换机或者没有管理IP地址的交换机，只能用终端方式访问。

　　利用console线连接设备的console口跟PC机的串口（注意：console线不是一般的双绞线；连接的不是PC机的以太网口）

　　2、修改交换机的名字、修改特权（enable）明文或者密文的密码.

　　3、修改交换机的管理ip地址、远程登录密码，就可以通过telnet登陆到交换机，进行管理。

　　switchA(config)#interface vlan 1

　　switchA(config-if)#ip address 10.10.4.254 255.255.255.0

　　switchA(config-if)#exit

　　switchA(config) #ip default-gateway 10.10.4.1

　　PC机telnet到该地址上访问，记得转换实验室插槽的网线插口，把网线跳到带有字母的插口上，并修改本地连接的IP地址，把局域网分成八个局域网，分别与八组设备连接。

　　通过以上两种方式访问交换机就可以查看、修改交换机的配置信息，根据需求选择必要的方式，另外两种方式略。