从实验现象分析vlan trunk的原理及应用

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　　一、拓扑图

　　二、实验原理
　　本实验使用路由器模拟pc机
　　①Sw15与sw16之间使用trunk端口
　　在本次实验中如果要实现pc1与pc2的正常通信，首先，它们必须同属于同一个vlan，例如vlan11，其次，它们必须在同一子网。因为vlan实现通信的原理就是当数据通过交换机时，只有相同vlan的id才会被“识别”
　　过程是当两台pc机在同一个交换机中：当数据包通过sw15的f0/1端口时，因为它是属于vlan11的，所以在交换机内部为数据包“打标”当遇到另外一个端口其vlan也为11时，该数据包便从此端口送出顺便解标。
　　当两台pc属于不同交换机时：为了不让标识解掉，在trunk端口类型下，两台相同vlan 的pc机之间可以通信：当属于vlan11的数据包通过trunk端口时，trunk通过协定好的协议在frame的数据结构中插入vlan标记，在frame通过f0/2时sw16通过标有vlan11的标识将frame发送给pc2
　　这样，pc1与pc2便实现了通信。
　　②sw15与sw16之间使用access端口
　　要实现pc1与pc2的通信，只能一个vlan一条线
　　三、实验步骤
　　1、基本配置
　　r4#conf t
　　Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
　　r4(config)#hostname r4
　　r4(config)#no ip domain-lookup
　　r4(config)#no ip routing
　　r4(config)#line con 0
　　r4(config-line)#logging synchronous
　　r4(config-line)#no login
　　r4(config-line)#line vty 0 4
　　r4(config-line)#no login
　　r4(config-line)#end
　　
　　
　　Switch#conf t
　　Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
　　Switch(config)#hostname sw15
　　sw15(config)#no ip domain-lookup
　　sw15(config)#line con 0
　　sw15(config-line)#
　　sw15(config-line)#logging s
　　sw15(config-line)#logging synchronous
　　sw15(config-line)#no login
　　sw15(config-line)#line vty 0 4
　　sw15(config-line)#end
　　
　　
　　
　　sw2>en
　　sw2#conf t
　　Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
　　sw2(config)#hostname sw16
　　sw16(config)#no ip domain-lookup
　　sw16(config)#line con 0
　　sw16(config-line)#logging s
　　sw16(config-line)#logging synchronous
　　sw16(config-line)#no login
　　sw16(config-line)#line vty 0 4
　　sw16(config-line)#no login
　　sw16(config-line)#end
　　
　　
　　Router>en
　　Router#conf t
　　Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
　　Router(config)#hostname r6
　　r6(config)#no ip domain-lookup
　　r6(config)#no ip routing
　　r6(config)#line con 0
　　r6(config-line)#logging s
　　r6(config-line)#logging synchronous
　　r6(config-line)#no login
　　r6(config-line)#line vty 0 4
　　r6(config-line)#end
　　
　　2、清除交换机上的vlan配置
　　①查看是否有保存配置
　　sw15#show vlan
　　
　　VLAN Name     Status    Ports
　　---- -------------------------------- --------- -------------------------------
　　1    default     active    Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/6
　　Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10
　　Fa0/11, Fa0/12
　　11   VLAN0011   active    Fa0/5
　　12   VLAN0012  active   
　　说明：交换机中已有vlan配置，并且没有f0/4端口，首先，我们将vlan11删除
　　sw15#conf t
　　Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
　　sw15(config)#no vlan 11
　　sw15(config)#exit
　　sw15#show
　　05:44:08: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
　　sw15#show vlan
　　
　　VLAN Name                             Status    Ports
　　---- -------------------------------- --------- -------------------------------
　　1    default                          active    Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/6
　　Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10
　　Fa0/11, Fa0/12
　　
　　我们发现f0/5也不见了，是因为我们在没有对f0/5分配归属的时候将vlan11删掉，但实际它还隐藏在vlan11中，所以我们将它放到vlan1中
　　sw15#conf t
　　Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
　　sw15(config)#int f0/5
　　sw15(config-if)#swi
　　sw15(config-if)#switchport a
　　sw15(config-if)#switchport access vlan 1
　　sw15(config-if)#exit
　　sw15(config)#show vlan
　　sw15(config)#exit
　　sw15#show
　　05:47:33: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
　　sw15#show vlan
　　VLAN Name                             Status    Ports
　　---- -------------------------------- --------- -------------------------------
　　1    default                          active    Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/5
　　Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8Fa0/9
　　Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12
　　这时我们发现f0/5又出现了，并在vlan1中，那么f0/4在哪里呢？
　　sw15#show int
　　sw15#show interfaces trunk
　　
　　Port        Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
　　Fa0/4       desirable    802.1q         trunking       1
　　
　　Port      Vlans allowed on trunk
　　Fa0/4       1-4094
　　
　　Port        Vlans allowed and active in management domain
　　Fa0/4       1,12
　　
　　Port        Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
　　Fa0/4       1,12
　　 我们发现 它在trunk端口中 并且本地vlan1
　　下面我们将未分配端口的vlan12删除
　　sw15#conf t
　　Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
　　sw15(config)#no vlan 12
　　sw15(config)#exit
　　sw15#show vlan
　　
　　VLAN Name                             Status    Ports
　　---- -------------------------------- --------- -------------------------------
　　1    default                          active    Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/5
　　Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9
　　Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12
　　此时，除了f0/4在trunk端口中之外，全部在vlan1中
　　Sw16中也做相同处理，不再详列
　　②查看交换机的基本信息
　　sw15#show mac-address-table dynamic
　　Mac Address Table
　　-------------------------------------------
　　
　　Vlan    Mac Address       Type        Ports
　　----    -----------       --------    -----
　　1    0018.b997.df02    DYNAMIC     Fa0/4
　　Total Mac Addresses for this criterion: 1
　　Sw15中 mac地址为 0018.b997.df02 类型是DYNAMIC 连接端口时fa0/4
　　总的mac地址数目为1
　　清除mac表
　　sw15#clear mac-address-table dynamic
　　sw15#show m
　　sw15#show mac-
　　sw15#show mac-address-table
　　Mac Address Table
　　-------------------------------------------
　　
　　Vlan    Mac Address       Type        Ports
　　----    -----------       --------    -----
　　All    0011.2194.f600    STATIC      CPU
　　All    0100.0ccc.cccc    STATIC      CPU
　　All    0100.0ccc.cccd    STATIC      CPU
　　All    0100.0cdd.dddd    STATIC      CPU
　　1    0018.b997.df02    DYNAMIC     Fa0/4
　　Total Mac Addresses for this criterion: 5
　　查看接口连接状态
　　sw15#show interfaces status
　　
　　Port      Name               Status       Vlan       Duplex  Speed Type
　　Fa0/1                        connected    1          a-half   a-10 10/100BaseTX
　　Fa0/2                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/3                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/4                        connected    trunk      a-full  a-100 10/100BaseTX
　　Fa0/5                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/6                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/7                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/8                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/9                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/10                       notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/11                       notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/12                       notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/4为连接状态 且属于trunk端口类型 全双工
　　查看接口状态信息
　　sw15#show interfaces f0/2
　　FastEthernet0/2 is down, line protocol is down (notconnect)   //硬件类型是快速以太网，地//址是0011.2194.f602
　　Hardware is Fast Ethernet, address is 0011.2194.f602 (bia 0011.2194.f602)
　　MTU 1500 bytes, BW 100000 Kbit, DLY 100 usec,   //最大传输单元 1500字节，带宽//100000 Kbit，延时 100 usec
　　reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
　　Encapsulation ARPA, loopback not set
　　Keepalive set (10 sec)                             //保持生存时间10秒
　　Auto-duplex, Auto-speed, media type is 100BaseTX     
　　input flow-control is unsupported output flow-control is unsupported
　　ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00               //arp类型是请求，生存时间4h
　　Last input 01:39:38, output 01:39:37, output hang never
　　Last clearing of "show interface" counters never
　　Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0
　　Queueing strategy: fifo
　　Output queue: 0/40 (size/max)
　　5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec    //五分钟每秒进入0个位，每秒0个包
　　5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
　　13 packets input, 1904 bytes, 0 no buffer  //13个包进入，1904个字节，全部在缓冲区
　　Received 11 broadcasts (0 multicast)        //接收11个广播
　　0 runts, 0 giants, 0 throttles
　　0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored
　　0 watchdog, 11 multicast, 0 pause input
　　0 input packets with dribble condition detected
　　31 packets output, 3114 bytes, 0 underruns      //31个包输出，共3114个字节，没//有丢包
　　0 output errors, 0 collisions, 2 interface resets
　　0 babbles, 0 late collision, 0 deferred
　　0 lost carrier, 0 no carrier, 0 PAUSE output
　　0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out
　　3、二层网络全局配置
　　①Sw15的vlan配置
　　sw15#conf t
　　Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
　　sw15(config)#vlan 11
　　sw15(config-vlan)#name caiwu
　　创建vlan11 名为caiwu
　　②查看vlan
　　VLAN Name                             Status    Ports
　　---- -------------------------------- --------- -------------------------------
　　1    default                          active    Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/5
　　Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9
　　Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12
　　11   caiwu                            active    //已经产生了vlan11
　　1002 fddi-default                     act/unsup
　　1003 token-ring-default               act/unsup
　　1004 fddinet-default                  act/unsup
　　1005 trnet-default                    act/unsup
　　③sw16的valn配置
　　
　　sw16#conf t
　　Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
　　sw16(config)#vlan 11
　　sw16(config-vlan)#name caiwu
　　④查看sw16的vlan
　　sw16#show vlan
　　
　　VLAN Name                             Status    Ports
　　---- -------------------------------- --------- -------------------------------
　　1    default                          active    Fa0/1, Fa0/3, Fa0/4, Fa0/5
　　Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9
　　Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12
　　11   caiwu                            active    //已经产生vlan11
　　1002 fddi-default                     act/unsup
　　1003 token-ring-default               act/unsup
　　4、二层链路调测
　　①配置sw15的access接口
　　sw15#conf t
　　sw15(config)#int f0/1
　　sw15(config-if)#switchport mode a
　　sw15(config-if)#switchport mode access
　　sw15(config-if)#switchport access vlan 11
　　sw15(config-if)#exit
　　②配置sw16的access接口
　　sw16(config)#int f0/4
　　sw16(config-if)#switchport mode access
　　sw16(config-if)#switchport access vlan 11
　　sw16(config-if)#exit
　　③sw15—sw16的trunk链路调测
　　sw15(config)#int f0/3
　　sw15(config-if)#switchport mode trunk
　　sw15(config-if)#switchport trunk allowed vlan all
　　sw15(config-if)#exit
　　
　　sw16(config)#int f0/2
　　sw16(config-if)#switchport mode t
　　sw16(config-if)#switchport trunk allowed vlan all
　　sw16(config-if)#exit
　　④查看access接口信息
　　
　　sw15#show vlan
　　
　　VLAN Name                             Status    Ports
　　---- -------------------------------- --------- -------------------------------
　　1    default                          active    Fa0/2, Fa0/3, Fa0/5, Fa0/6
　　Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10
　　Fa0/11, Fa0/12
　　11   caiwu                            active    Fa0/1
　　1002 fddi-default                     act/unsup
　　1003 token-ring-default               act/unsup
　　1004 fddinet-default                  act/unsup
　　1005 trnet-default                    act/unsup
　　
　　sw16#show vlan
　　
　　VLAN Name                             Status    Ports
　　---- -------------------------------- --------- -------------------------------
　　1    default                          active    Fa0/1, Fa0/3, Fa0/5, Fa0/6
　　Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10
　　Fa0/11, Fa0/12
　　11   caiwu                            active    Fa0/4
　　1002 fddi-default                     act/unsup
　　1003 token-ring-default               act/unsup
　　1004 fddinet-default                  act/unsup
　　1005 trnet-default                    act/unsup
　　
　　sw16#show interfaces status
　　
　　Port      Name               Status       Vlan       Duplex  Speed Type
　　Fa0/1                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/2                        connected    trunk      a-full  a-100 10/100BaseTX
　　Fa0/3                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/4                        notconnect   11           auto   auto 10/100BaseTX
　　
　　sw15#show interfaces status
　　
　　Port      Name               Status       Vlan       Duplex  Speed Type
　　Fa0/1                        connected    11         a-half   a-10 10/100BaseTX
　　Fa0/2                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/3                        notconnect   1            auto   auto 10/100BaseTX
　　Fa0/4                        connected    trunk      a-full  a-100 10/100BaseTX
　　
　　sw15#show interfaces f0/1 switchport
　　Name: Fa0/1
　　Switchport: Enabled
　　Administrative Mode: static access
　　Operational Mode: static access
　　Administrative Trunking Encapsulation: dot1q
　　Operational Trunking Encapsulation: native
　　Negotiation of Trunking: Off
　　Access Mode VLAN: 11 (caiwu)
　　Trunking Native Mode VLAN: 1 (default)
　　Voice VLAN: none
　　Administrative private-vlan host-association: none
　　Administrative private-vlan mapping: none
　　Administrative private-vlan trunk native VLAN: none
　　Administrative private-vlan trunk encapsulation: dot1q
　　Administrative private-vlan trunk normal VLANs: none
　　Administrative private-vlan trunk private VLANs: none
　　Operational private-vlan: none
　　Trunking VLANs Enabled: ALL
　　Pruning VLANs Enabled: 2-1001
　　Capture Mode Disabled
　　Capture VLANs Allowed: ALL
　　Protected: false
　　Appliance trust: none
　　
　　sw16#show interfaces f0/4 switchport
　　Name: Fa0/4
　　Switchport: Enabled
　　Administrative Mode: static access
　　Operational Mode: down
　　Administrative Trunking Encapsulation: dot1q
　　Negotiation of Trunking: Off
　　Access Mode VLAN: 11 (caiwu)
　　Trunking Native Mode VLAN: 1 (default)
　　Voice VLAN: none
　　Administrative private-vlan host-association: none
　　Administrative private-vlan mapping: none
　　Administrative private-vlan trunk native VLAN: none
　　Administrative private-vlan trunk encapsulation: dot1q
　　Administrative private-vlan trunk normal VLANs: none
　　Administrative private-vlan trunk private VLANs: none
　　Operational private-vlan: none
　　Trunking VLANs Enabled: ALL
　　Pruning VLANs Enabled: 2-1001
　　Capture Mode Disabled
　　Capture VLANs Allowed: ALL
　　Protected: false
　　Appliance trust: none
　　
　　⑤查看trunk信息
　　
　　sw15#show interfaces trunk
　　
　　Port        Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
　　Fa0/4       desirable    802.1q         trunking      1
　　
　　Port      Vlans allowed on trunk
　　Fa0/4       1-4094
　　
　　Port        Vlans allowed and active in management domain
　　Fa0/4       1,11
　　
　　Port        Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
　　Fa0/4       1,11
　　sw16#show interfaces trunk         
　　
　　Port        Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
　　Fa0/2       on           802.1q         trunking      1
　　
　　Port      Vlans allowed on trunk
　　Fa0/2       1-4094
　　
　　Port        Vlans allowed and active in management domain
　　Fa0/2       1,11
　　
　　Port        Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
　　Fa0/2       1,11
　　
　　二层网络连通性测试
　　r4#ping 192.168.21.11
　　
　　Type escape sequence to abort.
　　Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.21.11, timeout is 2 seconds:
　　.!!!!
　　Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 4/4/4 ms