1. 项目实践

1.1. 项目介绍

某中等规模公司的网络环境如下图1 所示，本公司现有三个部门分别是生产部、销售部、技术部，生产部属于vlan1,销售部属于vlan2,技术部属于vlan3,所有PC的IP地址均为静态配置，各部门之间都可互相通信，并且能够访问外网。

网络拓扑如图－1所示：


交换路由实践_第1张图片



随着企业发展需求，为了保证网络稳定性及高可用性，需将现有网络进一步规划：

1）当MS1发生故障时是会导致公司内部无法访问外网，而且内网中的不同部门之间也不能通信，对于公司来说可能会造成巨大的损失。因此我们引进热备份路由协议，通过使用同一个虚拟IP地址和虚拟MAC地址，LAN网上的多台三层交换机可以作为一台虚拟的路由器提供服务，HSRP实现对组内路由器的监督，在第一时间防止企业网络瘫痪造成的损失。

2）在增加了三层交换机之后，将每个二层交换机连接在这个备份的三层交换机上，但是这又有了新的问题，由于三层交换机MS1独自支撑整个网络的数据通信，造成MS1的通信压力增加，导致它损坏的几率增大，所以为了解决三层交换机MS1通信的压力，我们在三层交换机之间连接一条中继链路，分担三层交换的负担。

3）增加一条线路固然不错，但是这条链路压力会增大，链路会很容易损坏，当链路损坏之后对三层交换机SM1的通信压力瞬间增加。所以我们引进通道技术来解决这个问题。在三层交换机之间连接多条链路，形成通道，实现多条线路负载均衡、带宽提高，当一条线路发生故障是其他线路也可以通信，具有容错功能。

4）但是又有了新的隐患，交换机之间形成了环路会产生广播风暴，为了解决这个问题我们引进了STP技术在逻辑上断开链路，当线路出现故障的时候，阻塞接口会自动激活，恢复通信，不仅防止了广播风暴的产生而且实现了链路的备份。

5）在与外网之间进行通信的时候当R1发生故障的时候会造成企业内部与外界不能及时的通信，导致企业的经济上的损失，为了解决这个问题我们增加一台路由器做R1的备份，与两台三层交换机相连，在R1发生故障的时候能够保证企业与外界正常通信，同时引进端口多路复用技术，通过改变外出数据包的源IP地址和源端口并进行端口转换，内部网络的所有主机可以共享一个合法的IP地址实现互联网的访问，节约了IP地址重新规划后的网络拓扑如图-2所示：




交换路由实践_第2张图片


1.2. 方案

基于项目的需求，解决方案中需要用到如下技术：

VLAN:虚拟局域网，实现广播控制，提高网络的安全性和带宽利用率，减小延迟时间

Trunk：Trunk中继链路，实现跨交换机之间的VLAN 通信

Ethernet Channel：以太网通道，实现负载均衡，提高带宽利用率和链路的容错功能

DHCP：动态分配IP地址和网关，对企业内部的人员的调整以及变动

RIP：动态路由协议，减少了管理任务，增强了网络的可扩展行

HSRP:热备份路由协议，通过一个虚拟IP地址和虚拟网关对外提供服务，保护了网络中设备

STP：生成树协议，防止广播风暴的产生，对链路齐备份作用

ACL：访问控制列表，读取第三层与第四层的数据包头信息，按照规则对包过滤，起到对网络的保护作用

NAT：网络地址转换。将私有地址转换成全球唯一的公有地址，使得内部网络能够连接到互联网等外部网络上









1.3. 规划后网络连接说明:

设备

接口

IP地址

默认网关

对端设备

SW1

F0/1

n/a

n/a

PC1

F0/2

n/a

n/a

PC2

F0/3

n/a

n/a

MS1

F0/4

n/a

n/a

MS2

SW2

F0/1

n/a

n/a

PC3

F0/2

n/a

n/a

PC4

F0/3

n/a

n/a

MS1

F0/4

n/a

n/a

MS2

SW3

F0/1

n/a

n/a

WEB服务器

F0/2

n/a

n/a

邮件服务器

F0/3

n/a

n/a

DNS服务器

F0/4

n/a

n/a

MS1

F0/5

n/a

n/a

MS2

MS1

F0/1

n/a

n/a

SW1

F0/2

n/a

n/a

SW2

F0/3

n/a

n/a

SW3

F0/4

n/a

n/a

MS2

F0/5

n/a

n/a

MS2

F0/6

192.168.4.1/24

n/a

R1

F0/7

192.168.5.1/24

n/a

R2

Vlan1

192.168.1.252/24

n/a

n/a

Vlan2

192.168.2.252/24

n/a

n/a

Vlan3

192.168.3.252/24

n/a

n/a

MS2

F0/1

n/a

n/a

SW1

F0/2

n/a

n/a

SW2

F0/3

n/a

n/a

SW3

F0/4

n/a

n/a

MS1

F0/5

n/a

n/a

MS1

F0/6

192.168.6.1/24

n/a

R1

F0/7

192.168.7.1/24

n/a

R2

Vlan1

192.168.1.253/24

n/a

n/a

Vlan2

192.168.2.253/24

n/a

n/a

Vlan3

192.168.3.253/24

n/a

n/a

R1

G0/0

192.168.4.2/24

n/a

MS1

G0/1

192.168.6.2/24

n/a

MS2

G1/0

200.1.1.1/24

n/a

Internet

R2

G0/0

192.168.5.2/24

n/a

MS1

G0/1

192.168.7.2/24

n/a

MS2

G1/0

200.1.1.2/24

n/a

Internet

PC1

NIC

DHCP

DHCP

SW1

PC2

NIC

DHCP

DHCP

SW1

PC3

NIC

DHCP

DHCP

SW2

PC4

NIC

DHCP

DHCP

SW2

WEB服务器

NIC

192.168.3.1

192.168.3.254

SW3

MAIL服务器

NIC

192.168.3.2

192.168.3.254

SW3

DNS服务器

NIC

192.168.3.3

192.168.3.254

SW3

Internet

F0/1

n/a

n/a

R1

F0/2

n/a

n/a

R2

Vlan1

200.1.1.3/24

n/a

n/a

注：Internet用一台二层交换机模拟

1.4. 实现

注：各台设备根据拓扑图中进行改名，因为命令简单，下述步骤没有逐一进行标明。

（一）配置

1.分别在三台交换机上配置

1）SW1上的配置：

Switch>enable

Switch#conf t

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#vlan 3                        //创建VLAN2 和L\VLAN3

Switch(config)#interface fastEthernet 0/2

Switch(config-if)#switchport access vlan 2           //将PC2加入VLAN2

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/3 - 4

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk         //配置Trunk链路

2）SW2的配置：

Switch>enable

Switch#conf t

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#vlan 3                        //创建VLAN2 和L\VLAN3

Switch(config)#interface fastEthernet 0/2

Switch(config-if)#switchport access vlan 2           //将PC4加入VLAN2

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/3 - 4

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk         //配置Trunk链路

3）SW3的配置：

Switch>enable

Switch#conf t

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#vlan 3    //创建VLAN2 和L\VLAN3

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/1 - 3

Switch(config-if-range)#switchport access vlan 3  //将服务器加入VLAN3

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/4 - 5

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk         //配置Trunk链路

2.分别在二台三层交换机上配置

1）MS1配置：

Switch>enable

Switch#conf t

Switch(config)#ip routing                                 //开启路由功能

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#vlan 3                        //创建VLAN 2和VLAN 3

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/1 - 5

Switch(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk        //配置Trunk链路

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip address 192.168.1.252 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                    //为VLAN 1配置IP地址

Switch(config)#interface vlan 2

Switch(config-if)#ip address 192.168.2.252 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                    //为VLAN 2配置IP地址

Switch(config)#interface vlan 3

Switch(config-if)#ip address 192.168.3.252 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                    //为VLAN 3配置IP地址

Switch(config)#ip dhcp pool vlan1

Switch(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0

Switch(dhcp-config)#default-router 192.168.1.254

Switch(dhcp-config)#dns-server 202.106.0.20

Switch(dhcp-config)#exit

Switch(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.51 192.168.1.254

//配置DHCP服务同时为VLAN 1设置IP取值范围

Switch(config)#ip dhcp pool vlan2

Switch(dhcp-config)#network 192.168.2.0 255.255.255.0

Switch(dhcp-config)#default-router 192.168.2.254

Switch(dhcp-config)#dns-server 202.106.0.20

Switch(dhcp-config)#exit

Switch(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.2.51 192.168.2.254

//配置DHCP服务同时为VLAN 2设置IP取值范围

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#standby 1 ip 192.168.1.254

Switch(config-if)#standby 1 priority 200

Switch(config-if)#standby 1 preempt         //在VLAN 1中配置HSRP服务

Switch(config)#interface vlan 2

Switch(config-if)#standby 2 ip 192.168.2.254

Switch(config-if)#standby 2 priority 195

Switch(config-if)#standby 2 preempt         //在VLAN 2中配置HSRP服务

Switch(config)#interface vlan 3

Switch(config-if)#standby 3 ip 192.168.3.254

Switch(config-if)#standby 3 priority 200

Switch(config-if)#standby 3 preempt         //在VLAN 3中配置HSRP服务

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 root primary

Switch(config)#spanning-tree vlan 3 root primary

Switch(config)#spanning-tree vlan 2 root secondary

                                                  //配置STP，实现链路备份

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/4 - 5

Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on             //配置通道

Switch(config)#interface fastEthernet 0/6

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip address 192.168.4.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                //为三层交换0/6接口配置IP

Switch(config)#interface fastEthernet 0/7

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip address 192.168.5.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                //为三层交换0/7接口配置IP

Switch(config)#router rip

Switch(config-router)#version 2

Switch(config-router)#no auto-summary

Switch(config-router)#network 192.168.1.0

Switch(config-router)#network 192.168.2.0

Switch(config-router)#network 192.168.3.0

Switch(config-router)#network 192.168.4.0

Switch(config-router)#network 192.168.5.0               //RIP服务配置






2）MS2配置：

Switch>enable

Switch#conf t

Switch(config)#ip routing                                 //开启路由功能

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#vlan 3                        //创建VLAN 2和VLAN 3

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/1 - 5

Switch(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk        //配置Trunk链路

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip address 192.168.1.253 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                    //为VLAN 1配置IP地址

Switch(config)#interface vlan 2

Switch(config-if)#ip address 192.168.2.253 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                     //为VLAN 2配置IP地址

Switch(config)#interface vlan 3

Switch(config-if)#ip address 192.168.3.253 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                     //为VLAN 3配置IP地址

Switch(config)#ip dhcp pool vlan1

Switch(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0

Switch(dhcp-config)#default-router 192.168.1.254

Switch(dhcp-config)#dns-server 202.106.0.20

Switch(dhcp-config)#exit

Switch(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.1 192.168.1.50

Switch(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.101 192.168.1.254

//配置DHCP服务同时为VLAN 1设置IP取值范围

Switch(config)#ip dhcp pool vlan2

Switch(dhcp-config)#network 192.168.2.0 255.255.255.0

Switch(dhcp-config)#default-router 192.168.2.254

Switch(dhcp-config)#dns-server 202.106.0.20

Switch(dhcp-config)#exit

Switch(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.2.1 192.168.2.50

Switch(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.2.101 192.168.2.254

//配置DHCP服务同时为VLAN 2设置IP取值范围

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#standby 1 ip 192.168.1.254

Switch(config-if)#standby 1 priority 195

Switch(config-if)#standby 1 preempt          //在VLAN 1中配置HSRP服务

Switch(config)#interface vlan 2

Switch(config-if)#standby 2 ip 192.168.2.254

Switch(config-if)#standby 2 priority 200

Switch(config-if)#standby 2 preempt          //在VLAN 2中配置HSRP服务

Switch(config)#interface vlan 3

Switch(config-if)#standby 3 ip 192.168.3.254

Switch(config-if)#standby 3 priority 195

Switch(config-if)#standby 3 preempt          //在VLAN 3中配置HSRP服务

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 root secondary

Switch(config)#spanning-tree vlan 2 root primary

Switch(config)#spanning-tree vlan 3 root secondary

//配置STP，实现链路备份

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/4 - 5

Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on             //配置通道

Switch(config)#interface fastEthernet 0/6

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip address 192.168.6.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                 //为三层交换0/6接口配置IP

Switch(config)#interface fastEthernet 0/7

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip address 192.168.7.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown                //为三层交换0/7接口配置IP

Switch(config)#router rip

Switch(config-router)#version 2

Switch(config-router)#no auto-summary

Switch(config-router)#network 192.168.1.0

Switch(config-router)#network 192.168.2.0

Switch(config-router)#network 192.168.3.0

Switch(config-router)#network 192.168.6.0

Switch(config-router)#network 192.168.7.0            //RIP服务配置

3.分别在二台路由器上配置

1）R1的配置：

Router>enable

Router#conf t

Router(config)#interface fastEthernet 0/0

Router(config-if)#ip address 192.168.4.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown                     //为R1接口0/0配置IP

Router(config)#interface fastEthernet 0/1

Router(config-if)#ip address 192.168.6.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown                     //为R1接口0/1配置IP

Router(config)#interface fastEthernet 1/0

Router(config-if)#ip address 200.1.1.1 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown                     //为R1接口1/0配置IP

Router(config)#router rip

Router(config-router)#version 2

Router(config-router)#no auto-summary

Router(config-router)#network 192.168.4.0

Router(config-router)#network 192.168.6.0                //RIP服务配置

Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 f1/0             //配置默认路由

Router(config)#router rip

Router(config-router)#version 2

Router(config-router)#default-information originate

//让三层交换机自动学习默认路由

Router(config)#interface fastEthernet 0/0

Router(config-if)#ip nat inside

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fastEthernet 0/1

Router(config-if)#ip nat inside

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fastEthernet 1/0

Router(config-if)#ip nat outside

Router(config)#access-list 1 permit any

Router(config)#ip nat inside source list 1 interface fastEthernet 1/0 overload                             //配置ACL和PAT服务

2）R2的配置：

Router>enable

Router#conf t

Router(config)#interface fastEthernet 0/0

Router(config-if)#ip address 192.168.5.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown                     //为R2接口0/0配置IP

Router(config)#interface fastEthernet 0/1

Router(config-if)#ip address 192.168.7.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown                     //为R2接口0/1配置IP

Router(config)#interface fastEthernet 1/0

Router(config-if)#ip address 200.1.1.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no shutdown                     //为R2接口1/0配置IP

Router(config)#router rip

Router(config-router)#version 2

Router(config-router)#no auto-summary

Router(config-router)#network 192.168.5.0

Router(config-router)#network 192.168.7.0                //RIP服务配置

Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 f1/0             //配置默认路由

Router(config)#router rip

Router(config-router)#version 2

Router(config-router)#default-information originate

Router(config)#router rip

Router(config-router)#version 2

Router(config-router)#default-information originate

      //让三层交换机自动学习默认路由

Router(config)#interface fastEthernet 0/0

Router(config-if)#ip nat inside

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fastEthernet 0/1

Router(config-if)#ip nat inside

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface fastEthernet 1/0

Router(config-if)#ip nat outside

Router(config)#access-list 1 permit any

Router(config)#ip nat inside source list 1 interface fastEthernet 1/0 overload                           //配置ACL和PAT服务


4.Internet使用二层交换机Swintch4代替，配置如下：

Switch>enable

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

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip address 200.1.1.3 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shutdown