实验七 两台交换机VLAN划分实验（实验报告）

一、实验题目

• 实验七：两台交换机VLAN划分实验
• 实验内容：进一步理解虚拟局域网（VLAN）的概念及IEEE 802.1Q帧格式，同时掌握基于交换机端口划分VLAN的具体配置方法。在交换机Switch1和Swich2上分别创建2个VLAN：VLAN2和VLAN3。

二、实验目的

1、进一步理解虚拟局域网VLAN的概念；
2、掌握基于交换机端口划分VLAN的配置方法；
3、进一步理解学习IEEE 802.1Q帧格式。

三、实验拓扑

本实验所用的网络拓扑如下图所示。在交换机Switch1和Swich2上分别创建2个VLAN：VLAN2和VLAN3。如图1所示。

图1 实验七网络拓扑图

四、实验步骤

1.实验环境搭建
（1）启动Packet Tracer软件，在逻辑工作区根据图中的网络拓扑图放置和连接设备。根据表配置各个PC终端的IP地址和子网掩码。如表1所示。
（2）根据表配置各个PC终端的IP地址和子网掩码，选择Desktop面板中的IP Confiquratior的界面，进行设置。如图2所示。

主 机	IP地址	子网掩码	所连交换机端口号
PC0	192.168.1.9	255.255.255.0	Switch0：Fa0/1
PC1	192.168.1.10	255.255.255.0	Switch0：Fa0/2
PC2	192.168.1.11	255.255.255.0	Switch0：Fa0/3
PC3	192.168.1.12	255.255.255.0	Switch1：Fa0/1
PC4	192.168.1.13	255.255.255.0	Switch1：Fa0/2
PC5	192.168.1.14	255.255.255.0	Switch1：Fa0/3

表1 各终端PC IP地址及连接交换机的端口情况

图2 各个PC终端的IP地址和子网掩码

2.观察未划分VLAN时，广播包的广播范围
（1）进入模拟工作模式，设置Edit Filters只显示ICMP类型协议包。
（2）单击PC0，选择流量产生器Traffic Generator，按照图进行设置，产生一个广播包。
（3）单击“Capture/Forward”按钮，观察该ICMP包从PC0发送到Switch0。
（4）再单击“Capture/Forward”按钮，观察ICMP包被Switch0广播给PC1，PC2和Swithc1。如图3所示。

图3 观察ICMP包被Switch0广播给PC1，PC2和Swithc1

（5）再单击“Capture/Forward”按钮，观察ICMP包被Switch1广播给PC3、PC4和PC5。如图4所示；从而验证在未划分VLAN时，从PC0发出的广播包被交换机广播到其它所有5个终端，即划分VLAN前广播包在所有交换机组成的网络中进行广播。

图4 观察ICMP包被Switch1广播给PC3、PC4和PC5

3.创建VLAN
分别在两台交换机上都创建2个VLAN：VLAN2和VLAN3，使得PC0、PC1和PC3属于VLAN2，PC2、PC4和PC5属于VLAN3，VLAN划分情况。如图5所示。

图5 两台交换机的VLAN划分情况

（1）单击Switch0，进入VLAN Configuration界面，输入配置参数如下：VLAN Number:2；VLAN Name:vlan2。完成一个VLAN的创建。在Switch0上再创建VLAN3，并注意学习配置窗口下面的IOS配置VLAN的命令。如图6所示。

图6 交换机Switch0的VLAN2/VLAN3的创建

（2）按相同步骤在Switch1上，创建VLAN2和VLAN3。如图7所示。

图7 交换机Switch1的VLAN2/VLAN3的创建

4.将端口划分到相应VLAN中
（1）将Switch0的FastEthernet0/1划给vlan2。按相同步骤，把Switch0和Switch1上的各端口划分到不同的VALN，如表2所示。交换机Switch0的端口划分完成，如图8所示。交换机Switch1的端口划分完成，如图9所示。

设 备	端口号	连接主机	所属VLAN
Switch0	FastEthernet0/1	PC0	2
	FastEthernet0/2	PC1	2
	FastEthernet0/3	PC2	3
Switch1	FastEthernet0/1	PC3	2
	FastEthernet0/2	PC4	3
	FastEthernet0/3	PC5	3

表2 Switch0和Switch1上的各端口划分到不同的VALN

图8 交换机Switch0的端口划分完成

图9 交换机Switch1的端口划分完成

5.设置Swithc0和Switch1之间的中继端口连接
（1）在Switch0的FastEthernet0/4配置为Trunk模式。如图10所示。
（2）按相同步骤把Swithc1上的FastEthernet0/4端口也设置为Trunk模式。如图11所示。

图10 Switch0的Fa0/4配置为Trunk模式

图11 Switch1的Fa0/4配置为Trunk模式

6.连通性测试
（1）在PC0 的命令行窗口，输入ping 192.168.1.11，测试PC0和PC2的连通性，结果为timeout，因为二者不在同一个VLAN。测试结果，如图12所示。
（2）在PC0 的命令行窗口，输入ping 192.168.1.12，测试PC0和PC3的连通性，返回结果，因为二者在同一个VLAN。测试结果，如图13所示。

图12 测试PC0和PC2的连通性（非一个VLAN）

图13 测试PC0和PC3的连通性（同一个VLAN）

7.观察划分VLAN后，广播包的广播范围
（1）进入模拟工作模式，设置Edit Filters只显示ICMP类型协议包。如图14所示。

图14 设置Edit Filters只显示ICMP类型协议包

（2）单击PC0，选择Desktop面板中的流量产生器Traffic Generator，进行设置，产生一个广播包。如图15所示。

图15 单击PC0设置产生一个广播包

（3）点击“Capture/Forward”按钮，观察该ICMP包从PC0发送到Switch0。
（4）再点击“Capture/Forward”按钮，观察ICMP包被Switch0广播给PC1和Swithc1。
（5）再点击“Capture/Forward”按钮，观察数据包被Switch1广播给PC3。如图16所示。

图16 观察数据包被Switch1广播给PC3

8.观察了解802.1.Q协议帧格式
（1）进入模拟工作模式，设置Edit Filters只显示ICMP类型协议包。
（2）单击PC0，选择Desktop面板中的命令行窗口Command Prompt，输入ping 192.168.1.12。
（3）点击“Capture/Forward”按钮，观察该ICMP包从PC0发送到Switch0。
（4）点击Event list事件列表下的从PC0发送到Switch0的ICMP包，如图17所示。查看入端口和出端口的包格式，如图18所示。

图17 从PC0发送到Switch0的ICMP包

图18 Switch0的入端口和出端口的包格式

（5）点击“Capture/Forward”按钮，继续观察该帧从Switch0发送到Switch1，点击Event list事件列表下的从Switch0发送到Switch1的ICMP包，如图19所示。查看入端口和出端口的包格式，如图20所示。

图19 从Switch0发送到Switch1的ICMP包

图20 Switch1的入端口和出端口的包格式

9.实验结果：根据以上的实验步骤，成功完成实验要求，如图21所示。

图21 实验结果图（左1:Switch0；右1:Switch1）

五、实验中遇到的问题及总结

5.1实验中遇到的问题及解决方法

• 1.跨交换机同VLAN PC通信失败
  （1）现象：PC0（VLAN2）与PC3（VLAN2）属同一VLAN但ping测试超时，同一交换机内同VLAN通信正常，跨交换机则失败。
  （2）原因：交换机互联端口未配置为Trunk模式，无法转发带VLAN标签的流量；Trunk端口未允许目标VLAN通过，仅默认VLAN1可转发。
  （3）解决：将两台交换机互联端口（FastEthernet0/4）配置为Trunk模式，执行switchport mode trunk；用switchport trunk allowed vlan 2,3明确允许实验所需VLAN，确保跨设备流量转发。
• 2.Trunk端口配置失效
  （1）现象：执行Trunk配置后，show interfaces trunk未显示目标端口；交换机之间物理连接正常，但无数据转发。
  （2）原因：端口模式误设为Access，未执行Trunk切换命令；端口物理状态异常（Down），或命令输入不完整。
  （3）解决：进入互联端口执行switchport mode trunk强制切换模式；用show ip interface brief检查端口状态，若为Down则执行no shutdown启用；核对命令完整性，确保模式配置与VLAN允许列表均已设置。
• 3.VLAN创建不一致导致通信异常
  （1）现象：仅一台交换机创建VLAN2、VLAN3，另一台仅存在默认VLAN1，跨交换机同VLAN通信完全失效。
  （2）原因：实验遗漏在其中一台交换机创建VLAN，或VLAN ID、名称不匹配；未保存配置导致交换机重启后VLAN丢失。
  （3）解决：在两台交换机上统一创建VLAN2（名称vlan2）、VLAN3（名称vlan3）；创建后执行copy running-config startup-config保存配置；用show vlan brief验证VLAN状态均为“active”。

5.2实验总结

• 1.Trunk模式是跨交换机VLAN通信的核心
  Trunk端口通过802.1Q协议为帧打上VLAN标签，实现了跨交换机VLAN流量的精准转发。未配置Trunk时，同VLAN跨设备无法通信；配置后既保证了同VLAN互联，又维持了不同VLAN的广播域隔离，体现了Trunk在复杂网络中的“中继”核心作用。
• 2.配置一致性是多设备网络稳定的关键
  多设备网络中，“配置统一性”至关重要：VLAN的ID、名称需在所有相关交换机上保持一致；端口模式需严格区分（PC连接用Access，交换机互联用Trunk）；终端IP需按网段规划配置。实验多次因配置不一致返工，证明规范统一的配置能大幅减少故障，降低维护难度。
• 3.结构化排错思维是实践核心能力
  实验故障排查遵循“物理层→数据链路层→网络层”逻辑：先检查网线连接、端口状态，再核对VLAN配置、Trunk模式，最后验证终端IP。通过show vlan brief、show interfaces trunk等命令快速定位问题，这种有条理的排查思路不仅解决了本次实验故障，更积累了可迁移的网络故障处理经验。

六、实验报告（电子版Word文档）

1.计算机网络实验报告【实验七 两台交换机的VLAN配置】

计算机网络实验报告【实验七 两台交换机的VLAN配置】

七、上机实验文件（.pkt格式）

1.【上机实验】实验七 两台交换机的VLAN配置.pkt

【上机实验】实验七 两台交换机的VLAN配置.pkt

备注：打开上机实验文件（.pkt格式）的前提，要下载完成：计算机网络实验工具软件【桌面名称】：Cisco Packet Tracer Student。否则，会打不开哟！

八、网络实验工具

1.〔重庆理工大学〕Cisco Packet Tracer 6.2 for Windows 网络实验工具说明

〔重庆理工大学〕Cisco Packet Tracer 6.2 for Windows 网络实验工具说明

备注：安装完成后，计算机网络实验工具软件【桌面名称】：Cisco Packet Tracer Student。