网络设备及其应用》教案.docx

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网络设备及其应用》教案

《网络设备及其应用》

教案

授课班级：

网络081班

主讲教师：

刘昌华

武汉工业学院计算机与信息工程系

1、交换机的基本配置

2、VLAN配置

3、路由器基本配置

4、路由器命令

5、网络结构与协议

6、IP地址管理

7、路由器管理

8、路由协议配置

9、访问列表与NAT

10、路由器配置文件管理

11、防火墙配置与管理

12、网络安全

13、网络故障分析

14、综合应用

《交换机基本配置》教案

授课日期

3月23日

授课班级

08网络1班

授课教师

刘昌华

章节

第一章

课的类型

新课

课时

课题

交换机的基本配置

教具

投影

教学目标

知识与技能

通过交换机原理和基本配置的学习，使学生理解交换机的应用方法，能运用交换机的配置方法来配置网络互联。

过程与方法

学生学过网络组建，对网络的结构有所认识，通过交换机的原理，加深对网络设备的理解，讲解网络设备在网络中的作用，如何使用，怎么使用，突出理论与技能的衔接。

情感与

态度

通过实际工作的需要，使学生认识到认真、细致的做事态度对从事网络设备调试的重要性，从而培养学生严谨的学习态度。

教学重点

交换机的配置方法与配置命令

教学难点

交换机的配置命令

重、难点

解决措施

实例讲解、实物教学

教学方法

演示、启发

讲授、图示

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

组织教学：

1、学生出勤

2、学习用具

3、推荐参考书

4、课程主要内容介绍

5、考核要求

6、大纲要求

7、教材说明

8、作业要求

9、笔记要求

10、学期规划

做好记录

10分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

导言：

大家知道在组建网络过程中，我们都用到哪些设备？

在常用的网络设备中首先想到的就是交换机和路由器，的确。

在网络中这两个设备的使用率非常高，甚至设有交换机、路由器都无法组建一个完整的网络，那么交换机怎么使用呢？

这就是今天要解决的问题。

课程内容：

第一章交换机的基本配置

一、交换机的作用与组成

1、作用：

信息的中转站

2、组成：

CPU、RAM/DRAM、NVRAM、FLASH、ROM、接口电路

二、交换机的分类

1、二层交换机。

工作在数据链路层

2、三层交换机。

工作在网络层

三、交换技术

1、MAC地址的作用

通过ARP协议查询对方网卡上的物理地址，通过MAC地址找到目标计算机进行通信。

2、三种交换方式

存储转发：

先存储后转发

伺机通过：

读取目的地址后送给MAC过滤

自己分段：

只过滤头部信息

3、广播域与冲突域

HUB（共享式）：

一个冲突域，一个广播域

SWITCH（交换式）：

多个冲突域，一个广播域

思考问题

学生总结出答案

学生分析原理

写出区别

互相讨论

学生总结

学生记录

4分钟

10分钟

5分钟

15分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

四、交换机的配置方法

1、通过CONSOLE口

2、通过TELNET

3、通过WEB或网管软件

4、使用TFTP服务器

五、交换机的基本配置

1．物理连接

交换机的本地配置方式是通过计算机与交换机的“Console”端口直接连接的方式进行通信的，

RJ－45端口

DB－9串口端口

DB－25串口端口

RJ－45－to－DB－9

2、软件配置

第1步：

单击“开始”按钮，在“程序”菜单的“附件”选项中单击“超级终端”，

第2步：

双击“Hypertrm”图标，对话框是用来对立一个新的超级终端连接项。

第3步：

在“名称”文本框中键入需新建超的级终端连接项名称，这主要是为了便于识别，没有什么特殊要求，我们这里键入“Cisco”，如果您想为这个连接项选择一个自己喜欢的图标的话，您也可以在下图的图标栏中选择一个，然后单击“确定”按钮，

第4步：

在“连接时使用”下拉列表框中选择与交换机相连的计算机的串口。

单击“确定”按钮，

第5步：

在“波特率”下拉列表框中选择“9600”，因为这是串口的最高通信速率，其他各选项统统采用默认值。

单击“确定”按钮，如果通信正常的话就会出现类似于如下所示的主配置界面，并会在这个窗口中就会显示交换机的初始配置情况。

3、交换机高级配置的常见命令

CiscoIOS共包括6种不同的命令模式：

UserEXEC模式

PrivilegedEXEC模式

VLANdataBase模式

Globalconfiguration模式

Interfaceconfiguration模式

Lineconfiguration模式

学生总结各方法的用途

学生分析各个接口

实物演示

实例操作

分组练习

演示

10分钟

20分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

4、交换机的命令

switch（config）#interfacevlan1；进入vlan1

switch（config-if）#ipaddress；设置IP地址

switch（config）#ipdefault-gateway；设置默认网关

switch#dirflash:

；查看闪存

switch#write；保存配置信息

switch#showvtp；查看vtp配置信息

switch#showrun；查看当前配置信息

switch#showvlan；查看vlan配置信息

switch#showinterface；查看端口信息

switch#showintf0/0；查看指定端口信息

switch>enable；进入特权模式

switch#configterminal；进入全局配置模式

switch（config）#hostname；设置交换机的主机名

switch（config）#enablesecretxxx；设置特权加密口令

switch（config）#enablepasswordxxa；设置特权非密口令

switch（config）#lineconsole0；进入控制台口

switch（config-line）#linevty04；进入虚拟终端

switch（config-line）#login；允许登录

switch（config-line）#passwordxx；设置登录口令xx

switch#exit；返回命令

练习：

1、配置交换机的连接过程？

2、交换机机模拟器的安装？

3、配置交换机的端口

4、查看交换机的系统信息

实物操作

分组练习

互相讨论

相互测试

结果讨论

分组练习

20分钟

10分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

小结：

1、交换机的结构组成

2、交换机的配置方法。

3、交换机的配置过程。

预习：

VLAN的原理及功能

作业：

安装模拟器软件，配置交换机，通过测试

学生总结

学生记录

6分钟

10分钟

板书设计：

第一章交换机的基本配置

1、交换机的作用与组成；

2、交换机的分类；

3、交换技术；

4、配置交换机的方法；

5、交换机的基本配置；

教学后记：

《VLAN配置》教案

授课日期

3月10日

授课班级

08网络1班

授课教师

刘昌华

章节

第二章

课的类型

新课

课时

课题

VLAN配置

教具

投影

教学目标

知识与技能

通过交换机VLAN配置的学习，使学生理解交换机在网络中的应用方法，能运用VLAN配置网络连接。

过程与方法

学生学过交换机的结构，通过交换机VLAN的原理，加深对网络设备功能的理解，讲解VLAN在网络中的作用，如何使用，实例操作，突出理论与技能的衔接。

情感与

态度

通过实际工作的需要，使学生认识到加强网络安全的重要性，过渡到对从事网络设备调试的重要性，从而培养学生认真对待学习的态度。

教学重点

VLAN的配置方法与配置命令

教学难点

VLAN的配置方法与配置命令

重、难点

解决措施

实例讲解、实物教学

教学方法

演示、启发

讲授、图示

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

组织教学：

1、学生出勤

2、学习用具

复习旧课：

1、交换机的系统组成

2、口令配置的种类与区别

3、如何查阅IOS版本

预习检查：

1、VLAN的全称

2、VLAN的作用

3、何时能用是VLAN

课代表负责检查

思考问题

1分钟

5分钟

4分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

导言：

随着几年来的发展，VLAN技术得到广泛的支持，在大大小小的企业网络中广泛应用，成为当前最为热门的一种以太局域网技术。

本章就要为大家介绍交换机的一个最常见技术应用--VLAN技术，并针对中、小局域网VLAN的网络配置以实例的方式向大家简单介绍其配置方法。

课程内容：

第二章VLAN配置

一、VLAN概念

VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）的中文名为虚拟局域网，注意不是VPN（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。

二、VLAN的特点

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

了解应用

学生总结出答案

学生分析原理

对VLAN与LAN进行总结与区分

互相讨论

学生总结

4分钟

6分钟

5分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

5、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。

三、VLAN的种类

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。

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VLANMAC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。

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。

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

学生总结各方法的用途

学生分析各种方法的区别

分组讨论

15分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

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。

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。

四、VLAN的优越性

1.增加了网络连接的灵活性

2.控制网络上的广播

3.增加网络的安全性

五、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Catalyst1900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Cisco2514路由器，整个网络都通过路由器Cisco2514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

互相讨论

相互测试

结果讨论

案例说明

分组练习

分组讨论

5分钟

15分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

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表所示。

VLAN2ProdSwitch12-21

3FinaSwitch22-16

4HumaSwitch32-9

5InfoSwitch310-21

【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）：

　　1user（s）nowactiveonManagementConsole.

　　UserInterfaceMenu

　　[M]Menus

　　[K]CommandLine

　　[I]IPConfiguration

　　EnterSelection:

　　【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]CommandLine选项，进入如下命令行配置界面：

　　CLIsessionwiththeswitchisopen.

　　ToendtheCLIsession,enter[Exit].

操作步骤分析

学生总结各方法的用途

实物演示

实例操作

分组练习

演示

10分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

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：

　　#configt

　　Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z

　　（config）#

第4步：

为了安全和方便起见，我们分别给这3个Catalyst1900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）#hostnameSwitch1

　　Switch1（config）#enablepasswordlevel15XXXXXX

　　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。

Level1是进入命令行界面的密码，也就是说，设置了level1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level1设置的密码。

而level15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vlanvlan号namevlan名称，在Switch1、Switch2、Switch3、交换机上配置2、3、4、5号VLAN的代码为：

　　Switch1（config）#vlan2nameProd

　　Switch2（config）#vlan3nameFina

　　Switch3（config）#vlan4nameHuma

　　Switch3（config）#vlan5nameInfo

【注】以上配置是按表1规则进行的。

实物操作

分组练习

互相讨论

相互测试

结果讨论

分组练习

10分钟

教学过程

教师活动

学生活动

时间分配

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-membershipstatic/dynamicVLAN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。

VLAN端口号应用配置如下：

（1）.名为Switch1的交换机的VLAN端口号配置如下：

Switch1（config）#inte0/2

Switch1（config-if）#vlan-membershipstatic2

Switch1（config-if）#inte0/3

Switch1（config-if）#vlan-membershipstatic2

Switch1（config-if）#inte0/4

Switch1（config-if）#vlan-membershipstatic2

　　……

Switch1（config-if）#inte0/20

Switch（config-if）#vlan-membershipstatic2

Switch1（config-if）#inte0/21

Switch1（config-if）#vlan-membershipstatic2

Switch1（config-if）#

【注】int是nterface命令缩写，是接口的意思。

e0/3是ethernet0/2的缩写，代表交换机的0号模块2号端口。

（2）.名为Switch2的交换机的VLAN端口号配置如下：

Switch2（config）#inte0/2