Sieci komputerowe
Laboratorium dla początkujących w Cisco Packet Tracer: zbuduj redundantną topologię, skonfiguruj segmentację i zmierz zachowanie Rapid PVST+ po kontrolowanej awarii.
Cele ćwiczenia
Trójkąt redundantny
| Switch | Port | Połączenie | Tryb |
|---|---|---|---|
| S1 | Fa0/1 | PC-A | access VLAN 10 |
| S1 | Fa0/2 | PC-C | access VLAN 20 |
| S1 | Gi0/1 | S2 Gi0/1 | trunk 10,20,999 |
| S1 | Gi0/2 | S3 Gi0/1 | trunk 10,20,999 |
| S2 | Fa0/1 | PC-B | access VLAN 10 |
| S2 | Gi0/1 | S1 Gi0/1 | trunk 10,20,999 |
| S2 | Gi0/2 | S3 Gi0/2 | trunk 10,20,999 |
| S3 | Fa0/1 | PC-D | access VLAN 20 |
| S3 | Gi0/1 | S1 Gi0/2 | trunk 10,20,999 |
| S3 | Gi0/2 | S2 Gi0/2 | trunk 10,20,999 |
| Host | IPv4 | Maska | VLAN | Brama |
|---|---|---|---|---|
| PC-A | 192.168.10.11 | /24 (255.255.255.0) | 10 STUDENCI | brak |
| PC-B | 192.168.10.12 | /24 (255.255.255.0) | 10 STUDENCI | brak |
| PC-C | 192.168.20.11 | /24 (255.255.255.0) | 20 ADMIN | brak |
| PC-D | 192.168.20.12 | /24 (255.255.255.0) | 20 ADMIN | brak |
PC-A ↔ PC-B oraz PC-C ↔ PC-D powinny działać. PC-A ↔ PC-C nie powinny działać, ponieważ laboratorium nie konfiguruje routingu między VLAN. To oczekiwany wynik segmentacji, nie awaria. Brama domyślna pozostaje pusta.
Cisco IOS / Packet Tracer
Na każdym przełączniku utwórz te same VLAN-y:
Na każdym przełączniku skonfiguruj oba porty GigabitEthernet jako trunki:
Nie dodawaj automatycznie switchport trunk encapsulation dot1q. Polecenie występuje tylko na platformach umożliwiających wybór enkapsulacji i może być niedostępne na modelu Packet Tracer.
S3 pozostaje z domyślnym, wyższym priorytetem liczbowym. PortFast i BPDU Guard są wyłącznie na portach do hostów, nie na trunkach między przełącznikami.
Nie zgaduj ról
| Polecenie | Co potwierdzić |
|---|---|
| show vlan brief | VLAN 10, 20 i 999 istnieją; porty PC są w poprawnych VLAN-ach. |
| show interfaces trunk | Trzy łącza mają status trunking, native 999 i allowed 10,20,999. |
| show interfaces switchport | Tryb access/trunk i wartości access/native/allowed zgadzają się z projektem. |
| show spanning-tree | Tryb, instancje VLAN, Root ID, Bridge ID oraz role i stany portów. |
| show spanning-tree vlan 10 | S1 jest root dla VLAN 10; S3 ma port alternate do S2 w stanie normalnym. |
| show spanning-tree vlan 20 | Analogiczny wynik dla VLAN 20. |
| show spanning-tree interface GigabitEthernet0/2 detail | Rola, stan, koszt, Port ID i szczegóły BPDU dla konkretnego portu. |
| show spanning-tree root | Root bridge i root port dla każdej instancji; przy braku polecenia użyj show spanning-tree. |
Odczytaj Root ID, Bridge ID, „This bridge is the root”, Root Path Cost, rolę i stan portu, koszt, Port ID oraz timer lub tryb protokołu. Gdy model Packet Tracer nie obsługuje polecenia szczegółowego, znajdź równoważną informację w show spanning-tree.
Kolejność wykonania
| Nr | Zadanie | Kontrola |
|---|---|---|
| 1 | Zbuduj topologię | Porównaj każdy port z tabelą i diagramem. |
| 2 | Utwórz VLAN-y na wszystkich przełącznikach | VLAN 10 STUDENCI, 20 ADMIN, 999 NATIVE-NIEUZYWANY. |
| 3 | Przypisz porty access | S1 Fa0/1→10, S1 Fa0/2→20, S2 Fa0/1→10, S3 Fa0/1→20. |
| 4 | Skonfiguruj trunki | Wszystkie trzy łącza między przełącznikami pracują jako trunk. |
| 5 | Ustaw zgodny native VLAN | VLAN 999 po obu stronach każdego trunku. |
| 6 | Ogranicz allowed VLAN | Lista 10,20,999 na każdym trunku. |
| 7 | Włącz Rapid PVST+ | Polecenie na S1, S2 i S3. |
| 8 | Ustaw priorytety S1 i S2 | S1: 4096, S2: 8192, S3: wartość domyślna. |
| 9 | Odczytaj root bridge | S1 powinien być root dla VLAN 10, 20 i 999. |
| 10 | Zidentyfikuj role portów | Zapisz root, designated i alternate wraz ze stanem. |
| 11 | Przetestuj VLAN 10 | PC-A ↔ PC-B powinny się komunikować. |
| 12 | Przetestuj VLAN 20 | PC-C ↔ PC-D powinny się komunikować. |
| 13 | Potwierdź brak inter-VLAN | PC-A ↔ PC-C nie powinny się komunikować bez routingu. |
| 14 | Zapisz wyniki STP | Root ID, Bridge ID, koszt, role, stany i Port ID. |
| 15 | Wywołaj awarię S1-S3 | Wyłącz tylko jedno z końców tego łącza albo usuń przewód w symulacji. |
| 16 | Obserwuj rekonwergencję | Nie wyłączaj STP i nie twórz dodatkowej pętli. |
| 17 | Zmierz odzyskanie łączności | Zapisz rzeczywistą liczbę utraconych odpowiedzi i czas. |
| 18 | Ponownie odczytaj role | Port S3 do S2 może stać się root/forwarding. |
| 19 | Przywróć łącze | Cofnij dokładnie zmianę z kroku 15. |
| 20 | Wykonaj kontrolę końcową | Powtórz show, ping i porównaj topologię z projektem. |
Nie wyłączaj STP i nie twórz niekontrolowanej pętli fizycznej. Awarię realizuj przez wyłączenie pojedynczego interfejsu lub odłączenie dokładnie jednego wskazanego łącza S1-S3.
Odwracalne scenariusze
Wprowadzaj tylko jedną usterkę naraz, zapisz stan początkowy i po diagnozie przywróć konfigurację projektu.
| Usterka | Objaw | Diagnostyka | Oczekiwany wynik | Naprawa | Potwierdzenie |
|---|---|---|---|---|---|
| Port PC w złym VLAN-ie | Host w poprawnej podsieci nie osiąga partnera tego samego VLAN-u. | show vlan brief; show interfaces switchport | Port widnieje przy błędnym VLAN-ie. | Ustaw switchport mode access i właściwy switchport access vlan. | Powtórz show vlan brief i ping w obrębie VLAN-u. |
| Brak VLAN-u na jednym switchu | Ruch danego VLAN-u zatrzymuje się na tym przełączniku. | show vlan brief; show interfaces trunk | VLAN nie ma na liście active albo nie przechodzi trunku. | Utwórz VLAN z poprawnym numerem i nazwą. | Sprawdź VLAN na wszystkich switchach i ponów ping. |
| VLAN usunięty z allowed | Jeden VLAN nie przechodzi wybranym trunkiem, pozostałe mogą działać. | show interfaces trunk | Brak VLAN-u w allowed/active/forwarding na jednym końcu. | Przywróć switchport trunk allowed vlan 10,20,999 po obu stronach. | Porównaj wynik show interfaces trunk i ping. |
| Native VLAN mismatch | Ostrzeżenie CDP/STP lub błędna klasyfikacja ruchu nietagowanego. | show interfaces trunk; show interfaces switchport | Końce trunku pokazują różny native VLAN. | Ustaw native VLAN 999 po obu stronach. | Sprawdź oba końce i brak nowych ostrzeżeń. |
| Łącze switch-switch jako access | Trunk znika, a wiele VLAN-ów nie przechodzi. | show interfaces trunk; show interfaces switchport | Operational Mode nie jest trunk albo port ma jeden access VLAN. | Ustaw switchport mode trunk, native 999 i allowed 10,20,999. | Port wraca do listy trunków; powtórz testy obu VLAN-ów. |
| Wyłączony interfejs | Link jest administratively down i znika ścieżka fizyczna. | show interfaces status; show running-config interface ... | Status disabled lub obecne shutdown. | Wykonaj no shutdown na właściwym interfejsie. | Status connected i poprawna rola STP po rekonwergencji. |
| Błędny priorytet root | Inny switch zostaje root niż przewiduje projekt. | show spanning-tree vlan 10; show spanning-tree root | Root ID nie wskazuje S1 albo S1 nie pokazuje This bridge is the root. | Na S1 ustaw 4096, na S2 8192 dla 10,20,999; sprawdź S3. | Potwierdź S1 jako root we wszystkich trzech instancjach. |
| Port access bez BPDU Guard | Łączność hosta działa, ale brakuje wymaganej ochrony portu. | show running-config interface FastEthernet0/1 | Brak spanning-tree bpduguard enable. | Dodaj PortFast i BPDU Guard wyłącznie na porcie urządzenia końcowego. | Ponownie odczytaj konfigurację; nie testuj przez tworzenie pętli. |
| Błędny adres lub maska hosta | Host nie osiąga partnera mimo poprawnego VLAN-u i trunku. | ipconfig w PC; porównanie tabeli adresacji | Adres, maska lub VLAN nie tworzą oczekiwanej podsieci. | Popraw IPv4 i maskę w Packet Tracer; brama pozostaje pusta. | Ping do hosta tego samego VLAN-u działa, inter-VLAN nadal nie działa. |
Pomiar rzeczywisty
Nie zakładaj utraty dokładnie jednej odpowiedzi. Zapisz wynik rzeczywisty z danego uruchomienia.
| Czas testu | Stan łącza | Dostępność | Utracone odpowiedzi | Root port przed | Root port po | Alternate przed | Rola po | Wniosek |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Przed awarią | S1-S3 aktywne | |||||||
| Podczas awarii | S1-S3 down | |||||||
| Po rekonwergencji | S1-S3 down, droga przez S2 | |||||||
| Po przywróceniu | S1-S3 aktywne |
Opcjonalnie
Uproszczony czas w symulacji Packet Tracer nie jest dokładnym odpowiednikiem czasu rekonwergencji fizycznych urządzeń. Służy do obserwacji kolejności zdarzeń i zmian logicznej topologii.
13 pytań z odpowiedziami
Najpierw odpowiedz samodzielnie, potem porównaj własne wyjaśnienie z drugą kolumną.
| Pytanie | Odpowiedź |
|---|---|
| Dlaczego potrzebujemy trunku? | Aby jednym łączem przenosić ruch wielu VLAN-ów z zachowaniem ich identyfikacji. |
| Gdzie jest dodawany tag 802.1Q? | Między źródłowym adresem MAC a pierwotnym polem EtherType/Length. |
| Dlaczego host access zwykle nie widzi tagu? | Switch przypisuje nietagowane ramki hosta do access VLAN-u i zwykle wysyła je do hosta bez tagu. |
| Co oznacza allowed VLAN? | Listę VLAN-ów, których ruch może przechodzić danym trunkiem. |
| Co powoduje native VLAN mismatch? | Ruch nietagowany może trafić do innego VLAN-u; mogą powstać ostrzeżenia, utrata łączności i ryzyko bezpieczeństwa. |
| Dlaczego różne VLAN-y nie komunikują się bez routera? | Są osobnymi domenami L2; komunikacja między ich podsieciami wymaga funkcji L3. |
| Jak wybierany jest root bridge? | Wygrywa najniższy Bridge ID, z niższą wartością liczbową priorytetu jako lepszą. |
| Root port a designated port? | Root port jest najlepszą drogą switcha do root; designated port wygrywa przekazywanie dla konkretnego segmentu. |
| Dlaczego alternate nie przekazuje zwykłych ramek? | Pozostaje drogą zapasową, aby logiczna topologia nie zawierała pętli. |
| Co zmienia rolę portu po awarii? | Nowa informacja BPDU i ponowne obliczenie najlepszej ścieżki do root bridge. |
| Czym różnią się stany STP i RSTP? | STP ma blocking, listening, learning, forwarding i disabled; RSTP scala część z nich w discarding, learning i forwarding. |
| Dlaczego PortFast stosujemy przy hostach? | Port końcowy może szybko przejść do forwarding, ale nadal pozostaje objęty STP. |
| Jak BPDU Guard chroni access? | Po odebraniu BPDU może wyłączyć port z ruchu, np. przenosząc go w Cisco do err-disabled. |
Odbiór ćwiczenia
Dalsza nauka