实验二：VLAN配置、链路聚合和单臂路由
一、实验说明
（一）实验目的
本实验旨在通过模拟企业网络环境，配置VLAN划分、Trunk链路、VLAN通行控制、MSTP生成树协议以及单臂路由等网络技术，实现不同部门间及服务器区的有效隔离与高效通信，同时提升网络的安全性和可靠性。
（二）网络拓扑
（三）实验任务分析
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VLAN划分与命名：
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通过划分VLAN，将销售部、运维部及服务器区分别隔离在VLAN10、VLAN20、VLAN30中，以减少广播域，提高网络安全性。
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对VLAN进行命名，便于管理和识别，如销售部VLAN命名为XIAOSHOU，服务器区VLAN命名为SERVER。
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Trunk链路配置：
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在交换机间启用Trunk链路，并使用802.1Q封装，以实现跨交换机的VLAN通信。
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配置SW1与SW3之间的链路聚合，利用LACP协议提升上行带宽，增强网络可靠性。
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VLAN通行控制：
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在交换机接口上精确控制VLAN的通行，确保只有必要的VLAN数据流通过，减少广播流量，优化网络性能。
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特别地，禁止VLAN 1（默认VLAN）的通行，以增强网络安全性。
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单臂路由配置：
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在路由器R1上配置子接口，每个子接口对应一个VLAN，作为所有VLAN的网关，实现不同VLAN间的通信。
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通过单臂路由，实现不同网段间的互访，满足企业内不同部门间的网络通信需求。
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功能测试：
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验证VLAN划分是否正确，各接口是否已划分到对应VLAN中，VLAN是否已正确创建并命名。
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检查Trunk链路及链路聚合配置是否成功，确保跨交换机VLAN通信正常。
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新增VLAN及子接口测试，验证网络扩展性和配置的灵活性。
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通过STP生成树状态查询，确认MSTP配置是否符合要求。
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全网设备间ping测试，确保所有设备间通信畅通无阻。
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二、实验步骤和网络节点配置
（一）VLAN划分
某公司内部有 2 个部门，一个区域，对应三个 VLAN，VLAN10 对应销售部，VLAN20 对应应运维部，VLAN30 对服务器区。请分别将各部门对应的 PC 加入各自的 VLAN 中，并对 VLAN 命名，格式为对应部门拼音。例如销售部，命名格式为：XIAOSHOU 。服务器区 VLAN 命名为：SERVER。
拓扑图中存在有较多设备，为了方便查看不同设备间接口的连接情况，在选项-参数设置中打开“总是显示端口标签”选项，可以方便查看接口名。
对交换机1进行配置：
打开交换机1命令行，进config模式，输入hostname SW1修改名称。
输入vlan 10划分虚拟局域网，输入name XIAOSHOU，用作配置销售部网络。
进入接口Fa0/1（连接销售部PC），输入no shutdown开启接口，输入switchport access vlan 10将接口连接到vlan 10。
输入vlan 20划分虚拟局域网，输入name YUNWEI，用作配置运维部网络。
进入接口Fa0/2（连接运维部PC），输入no shutdown开启接口，输入switchport access vlan 20将接口连接到vlan 20。
输入vlan 30划分虚拟局域网，输入name SERVER，用作配置服务器区网络。
对交换机2进行配置：
打开交换机1命令行，进config模式，输入hostname SW2修改名称，其余操作与交换机1相同。
对交换机3进行配置：
打开交换机3命令行，进config模式，输入hostname SW3修改名称。
输入vlan 10划分虚拟局域网，输入name XIAOSHOU，用作配置销售部网络。
输入vlan 20划分虚拟局域网，输入name YUNWEI，用作配置运维部网络。
输入vlan 30划分虚拟局域网，输入name SERVER，用作配置服务器区网络。
进入接口Gig0/2（连接服务器区），输入no shutdown开启接口，输入switchport access vlan 30将接口连接到vlan 30。
完成vlan划分和对三台交换机的配置。
（二）Trunk链路
为了实现跨交换机的 VLAN 通信，所有交换机之间启用 trunk 链路，封装 802.1Q。为了增加上行带宽，SW1 和 SW3 之间配置链路聚合，使用 LACP 协议进行协商。
从拓扑图中可以看到，交换机1用于与其他两个交换机相连的接口是Fa0/3、Fa0/4、Fa0/5；交换机2用于与其他两个交换机相连的接口是Fa0/3、Fa0/6；交换机3用于与其他两个交换机相连的接口是Fa0/4、Fa0/5、Fa0/6。
对交换机1进行配置：
打开交换机1命令行，进入接口Fa0/3（连接交换机2），输入no shutdown开启接口。
输入switchport trunk encap dot1q声明使用dot1q协议，但会报错，查询到的原因是该交换机只支持dot1q协议所以无需进行再次配置。
输入switchport mode trunk将端口配置为主干trunk端口。
对接口交换机1的接口Fa0/4以及Fa0/5，交换机2的接口Fa0/3、Fa0/6以及交换机3的接口Fa0/4、Fa0/5、Fa0/6、Gig0/1执行同样操作，配置为trunk端口。
配置交换机1与3之间的链路聚合：
进入交换机1的接口Fa0/4和Fa0/5，输入channel-group 1 mode active设置链路聚合模式为active。
进入交换机3的接口Fa0/4和Fa0/5，输入channel-group 1 mode passive设置链路聚合模式为passive。
（三）VLAN通行控制
在所有交换机对应接口放行对应 vlan，为了减少广播，所有链路上不允许不必要的 VLAN 的数据流通过，包括 VLAN 1。
对交换机1进行配置：
进入接口Fa0/3（与交换机2相连），输入switchport trunk allowed vlan 10,20,30允许端口通过所设置的三个虚拟局域网。
输入switchport trunk native vlan 1用途是不丢弃非标记帧，接收方交换机把所有接受到的未标记数据包转发到vlan 1中。
输入interface Port-channel1进入到链路聚合端口。
输入switchport trunk allowed vlan 10,20,30允许端口通过三个vlan。
输入switchport trunk native vlan 1与前面相同。
对交换机2进行配置：
进入接口Fa0/3（与交换机1相连），输入switchport trunk allowed vlan 10,20,30允许端口通过三个vlan。
输入switchport trunk native vlan 1。
进入接口Fa0/6（与交换机2相连），输入switchport trunk allowed vlan 10,20,30允许端口通过三个vlan。
输入switchport trunk native vlan 1。
对交换机3进行配置：
进入接口Fa0/6（与交换机2相连），输入switchport trunk allowed vlan 10,20,30允许端口通过三个vlan。
输入switchport trunk native vlan 1。
进入接口Gig0/1（与R1相连），输入switchport trunk allowed vlan 10,20,30允许端口通过三个vlan。
输入switchport trunk native vlan 1。
输入interface Port-channel1进入到链路聚合端口。
输入switchport trunk allowed vlan 10,20,30允许端口通过三个vlan。
输入switchport trunk native vlan 1与前面相同。
（四）单臂路由
R1 作为所有 VLAN 的网关，定义其子接口承载所有 VLAN 的流量，实现不同网段相互通信。
单臂路由的配置需要将路由器连接交换机的接口划分为多个子接口，并连接到我们已划分好的不同vlan，并为这些子接口配置好ip地址，从而能够用作所有vlan的网关。
对路由器R1进行配置：
输入hostname R1更改主机名称。
进入接口Gig0/1（与交换机3相连） ，输入no shutdown启用接口。
输入interface Gig0/1.10进入子接口。
输入encapsulation dot1q 10配置trunk封装协议。
输入ip address 192.168.1.254 255.255.255.0配置ip地址与掩码，用于销售部。
输入interface Gig0/1.20进入子接口。
输入encapsulation dot1q 20配置trunk封装协议。
输入ip address 192.168.2.254 255.255.255.0配置ip地址与掩码，用于运维部。
输入interface Gig0/1.30进入子接口。
输入encapsulation dot1q 30配置trunk封装协议。
输入ip address 192.168.3.254 255.255.255.0配置ip地址与掩码，用于服务器区。
三、实验数据和结果分析
（一）在三台交换机上运行 show vlan 命令，查看对应的接口是否已划分到对应的 vlan 中，每个vlan 是否已正确创建并命名。
在SW1命令行中输入show vlan，可看到销售部vlan名为XIAOSHOU，对应接口Fa0/1；运维部vlan名为YUNWEI，对应接口Fa0/2；服务器区vlan名为SERVER：
在SW2命令行中输入show vlan，可看到销售部vlan名为XIAOSHOU，对应接口Fa0/1；运维部vlan名为YUNWEI，对应接口Fa0/2；服务器区vlan名为SERVER：
在SW3命令行中输入show vlan，可看到销售部vlan名为XIAOSHOU；运维部vlan名为YUNWEI；服务器区vlan名为SERVER，对应接口Gig0/2：
（二）通过查看各交换机的配置文件查看是否已在跨交换机链路上启用 trunk 和 802.1q 封装，查看 port-channel 口是否是 up/up 状态及带宽是否已增加到原来的两倍，再使用 show etherchannel summary 命令查看链路聚合协 议是否是 lacp 协议。
在前面的实验详细步骤中已经贴出了交换机的配置信息，可以看到trunk已经正确启用。
在SW1和SW2的配置文件中可以看到port-channel已启用：
在SW1和SW3中分别输入show etherchannel summary，可以看到链路聚合协议使用的是LACP协议：
（三）在交换机新建一个 vlan 并将交换机下的任意一个端口划分到该 vlan 下，然后在路由器下新增一个子接口 并封装交换机下新建的 vlan id，测试能否通信，如不能，则配置正确。
在交换机SW1中输入如下命令，新划分一个vlan 40，命名为TEST，连接到空闲的接口Fa0/7：
在路由器R1中输入如下命令，新增子接口Gig0/1.40，使用802.1Q协议，配置该接口的ip地址为192.168.4.254用作新的vlan的网关：
新增PC5,连接到SW1的接口Fa0/7上，配置ip地址为192.168.4.2，掩码为255.255.255.0，网关为192.168.4.254。
测试通信功能：
依次与网关（192.168.4.254）、销售部PC1（192.168.1.2）、运维部PC3（192.168.2.2）进行通信，均连接超时，结果如下：
（四）全网中所有设备可互相 ping 通。
销售部PC1，ip：192.168.1.2：
销售部PC3：
运维部PC2：
运维部PC4：
服务器SERVER：
运维部PC2，ip：192.168.2.2：
销售部PC1：
销售部PC3：
运维部PC4：
服务器SERVER：
销售部PC3，ip：192.168.1.3：
销售部PC1：
运维部PC2：
运维部PC4：
服务器SERVER：
运维部PC4，ip：192.168.2.2：
销售部PC1：
运维部PC2：
销售部PC3：
服务器SERVER：
服务器SERVER，ip：192.168.3.2：
销售部PC1：
运维部PC2：
销售部PC3：
运维部PC4：
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