二层交换机在园区网络中如何被管理?管理VLAN究竟是什么概念?管理VLAN必须是VLAN1么?这个问题,困扰了许多初学者,最近也有许多同学问道,我这里做个文档,帮助大家理解一下。本篇主要回答下列几个问题:
- 在一个园区网中,二层交换机如何管理?
- 什么是交换机的管理VLAN?
- 交换机的管理VLAN一般如何部署?
- 内网PC如何管理交换网络?
关于涉及到三层交换机的部分,稍后我会再发文补充。
ip address 192.18.10.100 255.255.255.0
如上图左侧,PC要想Telnet交换机,首先PC要能ping通交换机,其次交换机上要激活VTY并配置密码。那么我们在二层交换机上创建一个VLAN10,将F0/1口划入VLAN10,同时给二层交换机的VLAN10的逻辑接口配置一个IP,与PC在同一个网段的IP。这样一来,PC就能访问到交换机了。可是问题来了,这样一来PC与交换机就在同一个网段,同一个VLAN了,万一下面有PC配置的IP地址与交换机有冲突那可就麻烦了,因此我们可以考虑给交换机划分一个单独的VLAN,用于管理这些交换机,这个VLAN适用于整个交换网络,统一的VLAN统一的IP规划,它就是管理VLAN,因此管理VLAN并不必须是一个特定的VLAN,更不一定必须是VLAN1,这是许多人的误解。一般情况下,我们会使用一个较为“生僻的”VLAN ID和IP编制,例如本实验中的VLAN255,以及网段192.168.255.0/24。
这样总能看懂了吧?于是当PC(假设是VLAN10的PC)要管理交换机时(例如要Telnet 交换机时),可telnet 192.168.255.1,这个数据包会被发送给PC自己的网关,该网关其实在Router的子接口FA0/0.10上的,路由器通过路由表的查询,发现目的网络就在本地直连(子接口FA0/0.255),于是将数据包从该子接口发送出去,最终到达交换机。有一点值得提醒的是,为了让数据能回来,我们还要给这台二层交换机配个默认网关,否则无法正常管理。
swtichport access vlan 10 !!将接口划入特定的VLAN
swtichport access vlan 20
switchport trunk encapsulation dot1q !!指定trunk封装协议
switchport mode trunk !!将接口模式定义为trunk
password ccietea
login
no ip address
no shutdown !!注意一定要将物理接口打开
encapsulation dot1Q 10 !!为子接口设定封装协议dot1Q,后面的10表示的是VLAN ID
ip address 192.168.10.254 255.255.255.0
encapsulation dot1Q 20
ip address 192.168.20.254 255.255.255.0
encapsulation dot1Q 255
ip address 192.168.255.254 255.255.255.0
access-class 1 in
1. 实验目的
1)了解二层交换机管理VLAN的概念。
2)了解二层交换机设备管理的部署方法。
2. 拓扑及需求
这个环境虽然简单,但是初学者理解起来还是有一定的困难的。交换机下联2台PC,并且连接一台路由器,路由器作为内网VLAN10、VLAN20用户的网关。交换机增加一个VLAN255用于设备管理,设备本身的IP为192.168.255.1,网关在路由器上。
实验需求:
1)完成所有PC的配置。
2)交换机创建VLAN10、VLAN20,这是用户VLAN,是设备直连的PC用户的VLAN。
3)交换机创建VLAN255,这是本交换网络的管理VLAN,用于本交换机被管理,该VLAN对应的逻辑三层接口可以配置IP,地址为192.168.255.1,交换机的网关指向路由器。
4)路由器FA0/0口划分子接口,做单臂路由,承载VLAN10、VLAN20及VLAN255的流量。
5)要求VLAN10、VLAN20之间的用户能够互访,同时只允许VLAN10的用户Telnet到交换机进行设备的管理。
3. 关键知识点
这个实验中,涉及到的主要知识点有:VLAN的配置、单臂路由的概念及配置,同时还有一个,交换机的管理VLAN及设备管理。我们知道,在一个园区网中,数量最多的设备,一般而言应该是交换机(二层及三层交换机),其中又以二层交换机的数量居多,二层交换机在典型的三层网络结构中处于“接入层”,主要的任务是为PC、服务器等终端设备提供接入,同时划分VLAN隔离广播域,再者运行STP来提供二层链路的防环。
一个中小型的园区网,二层交换机的数量往往是上百台,这些设备在刚刚在客户现场被拆箱后,一般是由工程师现场用Console线缆一台台的调试的(不要惊讶,笔者的记录是一个下午的时间,个人完成近100台交换机的调试任务,当然,有集成商的兄弟帮忙安放设备、加点、贴标签,这就是做好脚本管理的优势)。这些交换机在调试好之后,就会被安装到客户现场的各个机房或者弱电间去,一切妥当后就正式上线运行了。那么这就有一个问题,在设备上线后,如果我们要变更设备的配置、要管理这些交换机怎么办?难道要拿着笔记本电脑带着console线下到机房去现场调试么?这种屌丝级的方法完全不可理喻嘛,对了,可以通过telnet或者其他方式来远程管理。路由器上的telnet我们已经很熟悉了,只要是三层可达,就能telnet到路由器,那么接下去我们来看看,如何管理交换机。
这里我们讲的是二层交换机,我们知道二层交换机的物理接口是不能配置IP地址的,这些接口被称为二层接口,二层接口要么是access类型,要么是trunk类型。然而二层交换机除了物理接口外,还有逻辑接口,一种非常重要的逻辑接口就是Vlan-Interface,VLAN接口我们也称为SVI交换式虚拟接口,是跟VLAN对应的一个逻辑的、虚拟的接口。一台二层交换机,只能够给一个VLAN接口分配IP地址。例如,我们在交换机上有VLAN10,然后我们为交换机的Vlan-Interface 10配置一个IP地址:
interface vlan 10
配置很简单对吧?这样一来交换机自身就拥有了一个IP地址192.168.10.100/24,而且这个IP地址与VLAN10捆绑,这样,如果在VLAN10内有其他PC或路由器,他们只要使用相同的IP网段,即可与交换机进行IP通信。
考虑一个最简单的模型:
如上图左侧,PC要想Telnet交换机,首先PC要能ping通交换机,其次交换机上要激活VTY并配置密码。那么我们在二层交换机上创建一个VLAN10,将F0/1口划入VLAN10,同时给二层交换机的VLAN10的逻辑接口配置一个IP,与PC在同一个网段的IP。这样一来,PC就能访问到交换机了。可是问题来了,这样一来PC与交换机就在同一个网段,同一个VLAN了,万一下面有PC配置的IP地址与交换机有冲突那可就麻烦了,因此我们可以考虑给交换机划分一个单独的VLAN,用于管理这些交换机,这个VLAN适用于整个交换网络,统一的VLAN统一的IP规划,它就是管理VLAN,因此管理VLAN并不必须是一个特定的VLAN,更不一定必须是VLAN1,这是许多人的误解。一般情况下,我们会使用一个较为“生僻的”VLAN ID和IP编制,例如本实验中的VLAN255,以及网段192.168.255.0/24。
问题又来了,给交换机弄一个单独的设备管理VLAN固然可以起到与用户VLAN隔离的作用,但是这样一来用户不就无法访问到交换机了么(PC与交换机无法进行二层通信)?这就需要借助三层设备—例如路由器了。与此同时,由于二层交换机没有路由功能,无法像路由器哪样拥有一个IP路由表,因此,你还需给交换机配置一个默认网关,就像你用路由器模拟PC那样哦亲。
4. 配置及实现
先不忙着做实验,我们来看看这个实验的拓扑:
这样总能看懂了吧?于是当PC(假设是VLAN10的PC)要管理交换机时(例如要Telnet 交换机时),可telnet 192.168.255.1,这个数据包会被发送给PC自己的网关,该网关其实在Router的子接口FA0/0.10上的,路由器通过路由表的查询,发现目的网络就在本地直连(子接口FA0/0.255),于是将数据包从该子接口发送出去,最终到达交换机。有一点值得提醒的是,为了让数据能回来,我们还要给这台二层交换机配个默认网关,否则无法正常管理。
下面来看具体的配置:
1)完成PC1及PC2的配置
这个就不再赘述了。
2)完成交换机的配置
vlan 10 !!创建VLAN
vlan 20
vlan 255 !!这是管理VLAN
interface fast0/1
interface fast0/2
interface fast0/15
!
interface vlan 255
ip address 192.168.255.1 255.255.255.0 !!给VLAN255的SVI口配置IP地址
!
ip default-gateway 192.168.255.254 !!为交换机自身指定网关
!
line vty 0 4 !!配置VTY以便PC能够登录
注意,如果是使用模拟器进行实验,若拓扑中的交换机使用三层设备IOS(例如C3640)模拟,则需先在全局配置模式下no ip routing关闭设备的路由功能,让其模拟一台二层交换机,如果不配这条命令,则ip default-gateway指定的缺省网关是无效的,在开启ip routing的情况下,可以使用ip route 0.0.0.0 0.0.0.0的方式来替代ip default-gateway命令。另一点需注意的是,ip defaut-gateway这条命令,是给交换机自己用的,而不是为下联的PC配置网关,这点许多许多许多初学者经常进场搞混。
3)完成路由器的配置
interface FastEthernet0/0
interface FastEthernet0/0.10 !!这个子接口作为VLAN10的网关
interface FastEthernet0/0.20 !!这个子接口作为VLAN20的网关
interface FastEthernet0/0.255 !!这个子接口作为VLAN255的网关
4)验证及扩展
完成上述配置后,PC1 及PC2就都能telnet上交换机进行管理了。这就是二层交换机的管理概念。
在实际的部署中,如果直接将交换机暴露在网络中,内网所有的PC都能随意登录,那是存在风险的,我们还可以在交换机上增加如下配置,来限制管理交换机的网段,例如我们只让192.168.10.0/24这个网段的用户管理交换机:
access-list 1 permit 192.168.10.0 0.0.0.255
line vty 0 4
5. 多层交换网络中的交换机管理
在上面的例子中,我们通过路由器(部署子接口)来实现VLAN之间的通信,然而在园区网中,主要使用的是三层交换机的SVI来实现VLAN间的通信。
以上图为例,二层交换机下挂着用户PC,并且上联到核心交换机。全网存在着4个VLAN,其中VLAN10、20及30是用户VLAN,而VLAN255则是交换机的管理VLAN。核心交换机上创建了这4个VLAN并且都为VLAN的Vlan-Interface配置了IP地址,这些IP地址就是相应VLAN的网关,其中interface vlan 255作为所有二层交换机的默认网关。
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