二、交换机和终端设备的基本配置
模块标题: 交换机和终端设备的基本配置
模块目标: 在网络交换机和终端设备上执行初始设置,包括密码、IP 地址设置和默认网关参数。
主题标题 | 主题目标 |
---|---|
思科 IOS 访问 | 说明如何访问思科 IOS 设备以进行配置。 |
IOS 导航 | 说明如何在思科 IOS 中导航,以配置网络设备。 |
命令结构 | 描述思科 IOS 软件的命令结构。 |
基本设备配置 | 使用 CLI(命令行接口)配置思科 IOS 设备。 |
保存配置 | 使用 IOS 命令来保存当前运行的配置。 |
端口和地址 | 说明设备如何通过网络介质进行通信。 |
配置 IP 地址 | 为主机设备配置 IP 地址。 |
验证连接 | 验证两个终端设备之间的连接。 |
1、思科IOS访问
1.1、操作系统
所有终端设备和网络设备都需要有操作系统 (OS,Operating system)。如图所示,操作系统中直接与计算机硬件交互的部分称为内核。与应用程序和用户连接的部分则称为外壳。用户可以使用命令行界面 (CLI,command-line interface) 或图形用户界面 (GUI,Graphical User Interface ) 与外壳交互。
- 外壳-允许用户从计算机请求特定任务的用户界面。这些请求可以通过CLI或GUI界面发起
- 内核-在计算机的硬件和软件之间进行通信,并对如何使用硬件资源满足软件要求进行管理
- 硬件-计算机的物理组成部分,包括下层的电子元件
使用 CLI 时,用户在命令提示符下用键盘输入命令,从而在基于文本的环境中与系统直接交互
1.2、GUI
GUI(比如 Windows、OS X、Apple iOS 或 Android)允许用户利用图形图标、菜单和窗口环境与系统交互。
但是,GUI 并不总是能够提供 CLI 上可用的所有功能。GUI 也可能发生故障、崩溃,或者就是无法按照指示运行。因此,通常通过 CLI 访问网络设备。与 GUI 相比,CLI 消耗资源更少,而且非常稳定。
注意: 家用路由器的操作系统通常称为固件。配置家用路由器的常用方法是使用基于 Web 浏览器的 GUI。
1.3、操作系统的用途
通过 GUI,PC 操作系统使用户能够做到:
- 使用鼠标做出选择和运行程序
- 输入文本和基于文本的命令
- 在显示器上查看输出
基于 CLI 的网络操作系统,使网络技术人员能够做到:
- 使用键盘运行基于 CLI 的网络程序
- 使用键盘输入文本和基于文本的命令
- 在显示器上查看输出
1.4、访问方法
默认情况下,交换机将转发流量,无需配置即可工作。
方法 | 描述 |
---|---|
控制台 (Console) | 这是一种物理管理端口,可通过该端口对思科设备进行带外访问。带外访问是指通过仅用于设备维护的专用管理通道进行访问。使用控制台端口的优势在于,即使没有配置任何网络服务,也可以访问设备,例如执行初始配置时。控制台连接需要运行终端仿真软件的计算机和用于连接设备的特殊控制台电缆。 |
安全外壳(SSH,Secure Shell) | SSH 是一种带内且被推荐的方法,它使用虚拟接口通过网络远程建立安全的 CLI连接。不同于控制台连接,SSH 连接需要设备上具有有效的网络服务,包括配置了地址的有效接口。大部分思科 IOS 版本配备了 SSH 服务器和 SSH 客户端,可用于与其他设备建立 SSH 会话。 |
Telnet | Telnet 使用虚拟接口通过网络远程建立 CLI 会话,这种带内方法并不安全。与 SSH 不同,Telnet 不提供安全的加密连接,只能在实验室环境中使用。用户身份验证、密码和命令通过网络以明文形式发送。最好的做法是使用 SSH 而不是 Telnet。思科 IOS 包括 Telnet 服务器和 Telnet 客户端。 |
注意: 某些设备,比如路由器,还可以支持传统辅助端口,这种辅助端口可使用调制解调器通过电话连接远程建立 CLI 会话。类似于控制台连接,AUX 端口也是带外连接,且不需要配置或提供网络服务。
1.5、终端仿真程序
有些终端仿真程序可以通过控制台端口的串行连接或 SSH/Telnet 连接进行网络设备连接。这些程序允许您通过调整窗口大小、更改字体大小和更改配色方案来提高工作效率。
1、PuTTY
2、Tera Term
3、SecureCRT
注:
1、通过控制台端口将计算机连接到思科设备需要特殊的控制台电缆
2、思科设备上的AUX端口通过电话线提供带外连接
2、主要命令模式
2.1、主要命令模式
- 用户 EXEC 模式 - 该模式功能有限,但可用于有效执行基本操作。它只允许有限数量的基本监控命令,不允许执行任何可能改变设备配置的命令。用户 EXEC 模式由采用 > 符号结尾的 CLI 提示符标识。
- 特权 EXEC 模式 - 要执行配置命令,网络管理员必须访问特权 EXEC 模式。较高级别的配置模式,比如全局配置模式,只能通过特权 EXEC 模式访问。特权 EXEC 模式由采用**#** 符号结尾的提示符标识。
2.2、配置模式子配置模式
要配置设备,用户必须进入全局配置模式。
全局配置模式由在设备名称之后加(config)#结尾的提示符标识
如:Switch(config)#
在全局配置模式下,用户可以进入不同的子配置模式。其中的每种模式可以用于配置 IOS 设备的特定部分或特定功能。
两个常见的子配置模式包括:
- 线路配置模式 - 用于配置控制台、SSH、Telnet 或 AUX 访问。
- 接口配置模式 - 用于配置交换机端口或路由器网络接口。
当使用 CLI 时,每种模式由该模式独有的命令提示符来标识。默认情况下,每个提示符都以设备名称开头。命令提示符中设备名称后的部分用于表明模式。
例如:
线路配置模式的默认提示符是 Switch(config-line)#
默认的接口配置模式提示符是 Switch(config-if)#
2.3、视频-IOS CLI主要命令模式
略
2.4、在IOS模式之间导航
多种命令用于进出命令提示符
从用户模式切换到特权模式(使能模式):enable
返回用户模式:disable
进出全局配置模式:configure terminal
返回特权模式:exit
许多不同的子配置模式
线路子配置模式:line+访问的管理线路类型+编号
如:line console 0
退出子配置模式返回全局配置模式:exit
从任何子配置模式切换到特权模式:end
或输入组合键ctrl+z
从一个子配置模式切换到另一个子配置模式:如
Switch(config-line)# interface FastEthernet 0/1
Switch(config-if)#
2.5、视频-在IOS模式之间导航
略
2.6、关于语法检查器练习的说明
思科网院为您提供了不同的模拟工具,帮助您建立配置和故障排除技能。
更先进的仿真工具,如Packet Tracer,可让您输入缩写命令,就像在真实设备上一样。
2.7、语法检查器-在IOS模式之间导航
语法模拟,略
3、命令结构
3.1、基本IOS命令结构
- 关键字 - 这些是在操作系统中定义的特定参数。(在图中为 ip protocols)。
- 参数 - 这些没有预先定义,它是由用户来定义的值或变量。(在图中为 192.168.10.5)。
输入包括关键字和参数在内的完整命令后,按Enter键将该命令提交给命令解释程序。
3.2、IOS命令语法检查
约定 | 描述 |
---|---|
粗体 | 粗体文本表示您需要原样输入的命令和关键字, 如显示的那样。 |
斜体 | 斜体文本指示由您提供值的参数。 |
[x] | 方括号表示可选元素(关键字或参数)。 |
{x} | 大括号表示必需元素(关键字或参数)。 |
**[**x **{**y | z }] | 方括号中的大括号和垂直线表示 可选元素中的必填选项。空格用于清楚地描述 命令的各个部分。 |
例如,使用 description 命令的语法是 description 空格加字符串。参数是用户提供的空格加字符串的值。description命令通常用于描述接口的用途。
例如,输入命令description Connects to the main headquarter office switch
,描述的是另一台设备在连接末端的什么位置。
ping ip-address
其中的命令是ping,用户定义的参数是目的设备的IP地址。
例如,ping 10.10.10.5
traceroute ip-address
其中的命令是traceroute,用户定义的参数是目的设备的IP地址。
例如 traceroute 192.168.254.254
3.3、IOS帮助功能
上下文相关帮助使您能够快速找到以下问题的答案:
- 每个命令模式中有哪些命令可用?
- 哪些命令以特定字符或字符组开头?
- 哪些参数和关键字可用于特定命令?
要访问上下文相关帮助,请直接在 CLI 中输入一个**?**
命令语法检查用于验证用户输入的命令是否有效。输入命令后,命令行解释程序将从左向右评估命令。如果解释程序可以理解该命令,则用户要求执行的操作将被执行,且 CLI 将返回到相应的提示符。然而,如果解释程序无法理解用户输入的命令,它将提供反馈,说明该命令存在的问题。
3.4、视频-上下文相关的帮助和命令语法检查
略
3.5、热键和快捷方式
命令和关键字可缩写为可唯一确定该命令或关键字的最短字符数。
例如,configure命令可缩写为conf,因为configure是唯一一个以conf开头的命令。不能缩写为con,因为以con开头的命令不止一个。关键字也可缩写。
该表列出了用于增强命令行编辑的键盘输入。
键盘输入 | 描述 |
---|---|
Tab | 补全部分输入的命令项。 |
Backspace | 删除光标左边的字符。 |
Ctrl-D | 删除光标所在的字符。 |
Ctrl-K | 删除从光标到命令行尾的所有字符。 |
Esc D | 删除从光标到词尾的所有字符。 |
Ctrl+U 或 Ctrl+X | 删除从光标到命令行首的 所有字符。 |
Ctrl-W | 删除光标左边的单词。 |
Ctrl-A | 将光标移至行首。 |
向左箭头 或 Ctrl+B | 将光标左移一个字符。 |
Esc B | 将光标向后左移一个单词。 |
Esc F | 将光标向前右移一个单词。 |
向右箭头 或 Ctrl+F | 将光标右移一个字符。 |
Ctrl-E | 将光标移至命令行尾。 |
向上箭头 或 Ctrl+P | 调出历史记录缓冲区中的命令, 从最近输入的命令开始。 |
Ctrl+R 或 Ctrl+I 或 Ctrl+L | 收到控制台消息后重新显示系统提示符和 命令行。 |
注:IOS命令行无法识别delete键
当命令输出产生的文本超过终端窗口中可以显示的文本时,IOS 将显示一个 “–More–” 提示。下表描述了显示此提示时可以使用的键盘输入。
键盘输入 | 描述 |
---|---|
回车 键 | 显示下一行。 |
空格键 | 显示下一屏。 |
任何其他按键 | 结束显示字符串,返回特权模式。 |
此表列出了用于退出操作的命令。
键盘输入 | 描述 |
---|---|
Ctrl-C | 处于任何配置模式下时,用于结束该配置模式并返回 特权模式。处于设置模式下时,用于中止并返回命令 提示符。 |
Ctrl-Z | 处于任何配置模式下时,用于结束该配置模式并返回 特权模式。 |
Ctrl-Shift-6 | 通用中断序列用于中止 DNS lookup、traceroutes、 pings等。 |
3.6、视频-热键和快捷方式
略
3.7、Packet Tracer-导航IOS
略
3.8、实验-使用Tera Term连接控制台来导航IOS
略
4、基本设备配置
4.1设备名称
任何设备上的第一个配置命令应该是为其提供一个唯一的设备名称或主机名。默认情况下,所有设备都有一个出厂的默认名称。
例如,思科 IOS 交换机是出厂名称是 “Switch。”
默认主机名应更改为更具描述性的名称。通过审慎地选择名称,就很容易记住、记录和鉴别网络设备。以下是对主机的一些重要命名指南:
- 以字母开头
- 不包含空格
- 以字母或数字结尾
- 仅使用字母、数字和破折号
- 长度少于 64 个字符
组织必须选择一个命名约定,以便能够轻松直观地识别特定设备。IOS 设备中所用的主机名会保留字母的大小写状态。
当确定命名约定后,接下来的步骤就是使用 CLI 将名称应用到设备。
如示例改变设备的名称:
Switch# configure terminal
Switch(config)# hostname Sw-Floor-1
Sw-Floor-1(config)#
注意:要使交换机返回默认提示符,请使用no hostname
全局配置命令。
每次添加或修改设备时,请始终确保更新相关文档。请在文档中通过地点、用途和地址来标识设备。
4.2、密码准则
Cisco IOS 可配置为使用分层模式密码允许对网络设备拥有不同的访问权限。
所有网络设备都应该通过使用密码保护特权EXEC、用户EXEC和远程Telnet访问来限制管理访问。此外,所有密码都应加密,并提供法律通知。
4.3、配置密码
Sw-Floor-1 # configure terminal
Sw-Floor-1(config)# line console 0
//进入线路控制台配置模式,0 用于代表第一个(而且在大多数情况下是唯一的一个)控制台接口。
Sw-Floor-1(config-line)# password cisco
//使用password +设置的密码 命令指定用户 EXEC 模式密码。
Sw-Floor-1(config-line)# login
//使用login命令启用用户 EXEC 访问
Sw-Floor-1(config-line)# end
Sw-Floor-1#
要使管理员能够访问所有 IOS 命令(包括配置设备),您必须获得特权 EXEC 模式访问权限。这是最重要的访问方法,因为它提供了对设备的完整访问权限。
要保护特权 EXEC 访问,请使用enable secret password 全局配置命令
Sw-Floor-1# configure terminal
Sw-Floor-1(config)# enable secret class
Sw-Floor-1(config)# exit
Sw-Floor-1#
虚拟终端 (VTY) 线路支持通过Telnet或SSH对设备的远程访问。许多思科交换机支持第 0 到 15 的 16 条 VTY 线路。
要保护 VTY 线路的安全,请使用 line vty 0 15 全局配置命令进入线路 VTY 模式。接下来,使用password password 命令指定VTY密码。最后,使用login命令启用 VTY 访问。
Sw-Floor-1 # configure terminal
Sw-Floor-1(config)# line vty 0 15
Sw-Floor-1(config-line)# password cisco
Sw-Floor-1(config-line)# login
Sw-Floor-1(config-line)# end
Sw-Floor-1#
4.4、加密密码
启动配置文件和运行配置文件以明文显示大多数密码。这会带来安全威胁,因为任何人如果访问这些文件,就可以发现这些密码。
要加密所有明文密码,请使用全局配置命令 service password-encryption ,如示例所示。
Sw-Floor-1 # configure terminal
Sw-Floor-1(config)# service password-encryption
Sw-Floor-1(config)#
该命令对所有未加密的密码进行弱加密。这种加密仅适用于配置文件中的密码,而不适用于通过网络发送的密码。此命令的用途在于防止未经授权的人员查看配置文件中的密码。
使用show running-config命令验证密码现在是否已加密。
4.5、横幅消息
尽管要求用户输入密码是防止未经授权的人员进入网络的有效方法,但同时必须向试图访问设备的人员声明仅授权人员才可访问设备。出于此目的,可向设备输出中加入一条标语。
要在网络设备上创建当日消息标语,请使用**banner motd #当日消息#**全局配置命令。命令语法中的“#”称为定界符。它会在消息前后输入。
定界符可以是未出现在消息中的任意字符。因此,经常使用“#”之类的字符。命令执行完毕后,系统将向之后访问设备的所有用户显示该标语,直到该标语被删除为止。
如:
Sw-Floor-1 # configure terminal
Sw-Floor-1(config)# banner motd #Authorized Access Only#
4.6、视频-保护对交换机的管理访问
略
4.7、语法检查器-基本设备配置
略
5、保存配置
5.1、配置文件
您现在了解了如何在交换机上执行基本配置,包括密码和标语消息。本主题将向您展示如何保存您的配置。
- startup-config(启动配置文件) -存储在 NVRAM 中的配置文件。它包含在启动时或重启时用到的所有命令。当设备断电后,其中的内容不会消失。
- running-config(运行配置文件) -存储在随机存取存储器(RAM)中。它反映了当前的配置。修改运行配置会立即影响思科设备的运行。RAM 是易失性存储器。如果设备断电或重新启动,则它会丢失所有内容。
特权 EXEC 模式命令show running-config用于查看正在运行的配置。
要查看启动配置文件,请使用特权 EXEC 命令show startup-config。
如果设备断电或重新启动,所有未保存的配置更改都会丢失。
要将对运行配置所作的更改保存到启动配置文件中,请使用特权 EXEC 模式命令copy running-config startup-config
5.2、修改运行配置
如果对运行配置所作的更改未能实现预期的效果,而且运行配置文件尚未保存,您可以将设备恢复到以前的配置。单独删除更改的命令,或使用特权 EXEC 模式命令 reload
重新加载设备都能恢复启动配置,后者的缺点是,在一段很短的时间内设备将会离线,导致网络中断。
当开始重新加载时,IOS 会检测到发生更改的运行配置没有保存到启动配置中。因此,它将显示一则提示消息,询问是否保存更改。要放弃更改,请输入n或no 。
或者,如果将不理想的更改保存到了启动配置文件中,则可能需要清除所有配置。这需要删除启动配置文件并重新启动设备。使用特权 EXEC 模式命令erase startup-config
可删除启动配置。在发出此命令后,交换机将提示您确认。按Enter键接受。
从 NVRAM 中删除启动配置后,请重新加载设备以从内存中清除当前的运行配置文件。重新加载时,交换机将会加载设备出厂默认的启动配置。
5.3、视频-修改运行配置
略
5.4、将配置捕获到文本文件中
配置文件也可以保存并存档到文本文档中。这一系列步骤可确保获取当前配置文件的一份副本以供稍后编辑或重新使用。
例如,假定交换机已经配置,而且运行配置已经保存到设备上。
步骤 1. 打开一个与交换机连接的终端仿真软件,比如 PuTTY 或 Tera Term。
步骤 2. 在终端软件中启用日志记录,并指定名称和文件位置以保存日志文件。图中显示All session output都将捕获到指定文件中(即 MySwitchLogs)。
**步骤 3.**在特权EXEC模式下使用 show running-config
或show startup-config
命令。终端窗口中显示的文本将保存到所选的文件中。
Switch# show running-config
Building configuration...
步骤 4. 在终端软件中禁用日志记录。图片显示了如何通过选择None会话日志记录选项禁用日志记录。
所创建的文本文件可用作设备当前实施方式的记录。在用于将保存的配置恢复到设备之前,可能需要对该文件进行编辑。
要将配置文件恢复到设备中,请执行以下操作:
步骤 1. 在设备上进入全局配置模式。
步骤 2. 将文本文件复制并粘贴到与交换机相连的终端窗口中。
文件中的文本将作为 CLI 中的命令应用,并成为设备上的运行配置。这是手动配置设备的一种便利方法。
6、端口和地址
6.1、IP地址
使用 IP 地址,是设备能够相互查找并在 Internet 上建立端到端通信的主要方式。网络中的每个终端设备都必须配置 IP 地址。
IPv4 地址的结构称为点分十进制记法,用 0 到 255 之间的四个十进制数字表示。IPv4 地址会分配给连接到网络的各个设备。
注意: 本课程中的 IP 同时包括 IPv4 和 IPv6 协议。IPv6 是 IP 的最新版本,正在替换更常见的 IPv4。
对于 IPv4 地址,子网掩码也是必要设置。IPv4 子网掩码是将地址的网络部分与主机部分区分开来的 32 位值。子网掩码,与 IPv4 地址相结合,可用于确定设备属于哪个子网。
默认网关地址是主机将用于访问远程网络(包括 Internet)的路由器的 IP 地址。
IPv6 地址长度为 128 位,写作十六进制值字符串。每 4 位以一个十六进制数字表示;共 32 个十六进制值。由四个十六进制数字组以冒号 (:) 分隔。IPv6 地址不区分大小写,可用大写或小写书写。
6.2、接口和端口
网络通信取决于最终用户设备接口、网络设备接口以及连接设备的线缆。每个物理接口都有对其进行定义的规范或标准。连接接口的线缆必须设计为匹配接口的物理标准。网络介质类型包括双绞线铜缆、光缆、同轴电缆和无线,如图所示。
不同类型的网络介质有不同的特性和优点。并非所有网络介质都具有相同的特征。并非所有介质都适用于同一目的。各种介质类型之间的差异包括:
- 介质可以成功传送信号的距离
- 要安装介质的环境
- 必须传输的数据量和速度
- 介质和安装的成本
互联网上的每条链路不仅需要采用特定的网络介质,而且需要采用特定的网络技术。
例如,以太网是当今最常用的局域网 (LAN) 技术。在使用线缆物理连接到网络的最终用户设备、交换设备和其他网络设备上,均可找到以太网端口。
思科 IOS 第 2 层交换机有物理端口,可用于连接设备。这些端口不支持第 3 层 IP 地址。因此,交换机有一个或多个交换机虚拟接口 (SVI)。这些是虚拟接口,是因为设备上没有任何物理硬件与之关联。SVI 会在软件中创建。
虚拟接口可以让您使用 IPv4和IPv6 通过网络远程管理交换机。每台交换机的默认配置中都“现成”带有一个 SVI。默认 SVI 是接口 VLAN1。
注意: 第2 层交换机不需要 IP 地址。分配给 SVI 的 IP 地址用于远程访问交换机。2层交换机无需使用 IP 地址就可以工作。
7、配置IP地址
7.1、为终端设备进行手动IP地址配置
IPv4 地址信息可以手动输入到终端设备中或使用动态主机配置协议 (DHCP,Dynamic Host Configuration Protocol) 自动分配。
要在 Windows 主机上手动配置 IPv4 地址,请打开Control Panel > Network Sharing Center > Change adapter settings然后选择适配器。接下来右键单击并选择Properties以显示 Local Area Connection Properties,如图所示。
选中 Internet 协议版本 4(TCP/IPv4),然后单击 Properties 以打开 Internet Protocol Version 4 (TCP/IPv4) Properties 窗口,如图所示。配置 IPv4 地址和子网掩码信息,以及默认网关。
注意: IPv6 地址和配置选项类似于 IPv4。
注意: DNS 服务器地址是域名系统 (DNS,Domain Name System) 服务器的 IPv4 和IPv6地址,用于将 IP 地址转换为域名
7.2、自动配置终端设备的IP地址
终端通常默认使用 DHCP 进行 IPv4 地址自动配置。DHCP 是用于几乎每个网络的技术。要想理解 DHCP 为什么如此普遍,最好的方法是想象一下如果没有它,我们需要做的所有额外工作。
在网络中,DHCP 可以为每台启用 DHCP 的终端设备自动配置 IPv4 地址。如果每次连接到网络都必须手动输入 IPv4 地址、子网掩码、默认网关和 DNS 服务器,想象一下要花费的时间。将这个时间乘以组织中的所有用户和所有设备,您就会看到问题。手动配置还可能因复制另一设备的 IPv4 地址而增加配置错误的风险。
如图所示,要在 Windows PC 上配置 DHCP,您只需选择 Obtain an IP address automatically 和 Obtain DNS server address automatically。您的 PC 将会找到 DHCP 服务器,并为其分配在网络上通信所需的地址设置。
注意: IPv6 使用 DHCPv6 和 SLAAC(无状态地址自动配置)进行动态地址分配。
7.3、语法检查器-验证Windows PC IP 配置
ipconfig
命令,可以显示Windows PC上的IP配置设置。输出将显示从 DHCP 服务器接收的 IPv4 地址、子网掩码和网关信息。
7.4、交换机虚拟接口配置
要远程访问交换机,SVI 上必须配置 IP 地址和子网掩码。要在交换机上配置 SVI,请使用全局配置命令 interface vlan 1
。Vlan 1 并不是一个实际物理接口,而是一个虚拟接口。然后使用接口配置命令 ip address ip-address subnet-mask 配置 IPv4 地址。最后,使用接口配置命令 no shutdown
启用虚拟接口。
在这些命令配置后,交换机即可使用所有 IPv4 要素进行网络通信。
Sw-Floor-1# configure terminal
Sw-Floor-1(config)# interface vlan 1
Sw-Floor-1(config-if)# ip address 192.168.1.20 255.255.255.0
Sw-Floor-1(config-if)# no shutdown
Sw-Floor-1(config-if)# exit
Sw-Floor-1(config)# ip default-gateway 192.168.1.1
7.5、语法检查器-配置交换机虚拟接口
略
7.6、Packet Tracer - 实施基本连接
略
8、验证连接
8.1、视频练习-测试接口配置
show ip interface brief
:检验交换机接口状况
略
8.2、视频练习-测试端到端连接
ping命令可用于测试与网络上的另一设备或互联网上的一个网站的连接。
如:ping 192.168.1.2
单元测试:
注:
路由器和交换机配置的更改在输入命令后立即生效。
运行配置文件修改后立即影响设备的操作