路由器交换机配置实验中网络不通故障的排查与解决步骤详解

路由器与交换机是计算机网络中的核心设备，分别承担着不同层次的数据转发与网络连接功能，路由器作为网络层设备，主要负责不同网络之间的路径选择与数据转发，而交换机作为数据链路层设备，则用于局域网内数据帧的快速转发与冲突域的隔离，配置实验是掌握路由器与交换机操作技能的重要环节，通过实际操作，能够深入理解两者的工作原理与配置方法，为企业网络部署和故障排查打下坚实基础，本文将以详细的实验步骤、案例分析和故障排查为例，系统介绍路由器与交换机的配置实验，并结合酷番云的云产品经验,分享混合配置的实践经验。

路由器与交换机基础知识

路由器（Router）是一种连接不同网络的设备，通过分析IP数据包中的目标IP地址，选择最优路径将数据转发到目标网络，它工作在网络层（OSI七层模型的第三层），主要功能包括路径选择、数据包转发、网络地址转换（NAT）、防火墙等。
交换机（Switch）是一种用于局域网（LAN）内的数据帧转发设备，工作在数据链路层（OSI七层模型的第二层），它通过学习MAC地址表，将数据帧从源端口转发到目标端口，从而提高局域网内的数据传输效率，隔离冲突域。

核心功能对比：
| 功能维度 | 交换机 | 路由器 |
| — | — | — |
| 工作层次 | 数据链路层 | 网络层 |
| 主要作用 | 提高局域网内数据传输效率，隔离冲突域 | 连接不同网络，实现路径选择与路由转发 |
| 数据转发依据 | MAC地址 | IP地址 |
| 路由功能 | 无（除非是三层交换机） | 有 |
| 网络规模 | 局域网 | 广域网或跨局域网 |

实验环境搭建

1 硬件环境

实验所需的硬件设备包括：

• 路由器：1台（如Cisco 2960系列或华为AR系列）；
• 交换机：2-3台（如Cisco 2960系列或华为S5720系列）；
• PC：3-4台（用于模拟不同部门的主机）；
• 线缆：直通线（用于连接路由器与交换机、交换机与PC）、交叉线（用于连接相同类型设备）；
• 网络设备：如集线器（可选，用于扩展端口）。

2 软件环境

• 操作系统：Windows 10/11（用于PC端的网络配置工具，如命令提示符）；
• 配置工具：路由器/交换机的管理软件（如Cisco的CLI命令行界面，华为的iManager）；
• 测试工具：ping、tracert（用于网络连通性测试）。

3 实验拓扑图

实验拓扑结构如下（图示描述）：

• 路由器作为中心设备，连接互联网（通过WAN接口）和三个交换机（通过LAN接口）；
• 每个交换机划分一个VLAN（如VLAN 10、20、30），分别连接销售部、技术部、管理部的主机；
• 主机通过交换机接入网络，实现部门间通信。

交换机基本配置实验

VLAN（虚拟局域网）是交换机的重要功能，用于将物理端口划分为逻辑上的多个广播域，提高网络安全性，实验中，我们为三个交换机分别划分VLAN 10、20、30，并配置端口模式为access（接入端口）。

步骤1：进入全局配置模式
Switch# configure terminal
Switch(config)#

步骤2：创建VLAN并命名
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name Sales
Switch(config-vlan)# exit
Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)# name Tech
Switch(config-vlan)# exit
Switch(config)# vlan 30
Switch(config-vlan)# name Admin
Switch(config-vlan)# exit

步骤3：配置交换机端口模式
假设交换机GigabitEthernet 0/0/1-2连接销售部主机，配置为access模式，属于VLAN 10：
Switch(config)# interface range gigabitethernet 0/0/1-2
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 10
Switch(config-if-range)# end

同样，为技术部和管理部交换机配置VLAN 20、30，端口模式为access。

经验案例（酷番云）：
某高校实验室使用酷番云的虚拟交换机（Cloud Switch）模拟了3台物理交换机，通过云平台的自动化配置工具，在10分钟内完成了VLAN划分和端口配置，相比传统实验室，虚拟交换机支持多用户同时操作，且配置可随时回滚，解决了物理设备数量有限的问题。

路由器基本配置实验

路由器的接口分为WAN接口（连接互联网）和LAN接口（连接局域网交换机），实验中，我们为路由器的每个LAN接口配置IP地址，并启用接口。

步骤1：进入全局配置模式
Router# configure terminal
Router(config)#

步骤2：配置WAN接口（连接互联网）
Router(config)# interface gigabitethernet 0/0/0
Router(config-if)# ip address 202.100.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit

步骤3：配置LAN接口（连接交换机）
Router(config)# interface gigabitethernet 0/0/1
Router(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit
Router(config)# interface gigabitethernet 0/0/2
Router(config-if)# ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit
Router(config)# interface gigabitethernet 0/0/3
Router(config-if)# ip address 192.168.3.1 255.255.255.0
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit

步骤4：配置OSPF动态路由协议
OSPF（开放最短路径优先）是常用的动态路由协议，适用于复杂网络环境。

步骤1：启动OSPF进程
Router(config)# router ospf 1

步骤2：配置OSPF区域
Router(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 （连接VLAN 10的网络）
Router(config-router)# network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 （连接VLAN 20的网络）
Router(config-router)# network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0 （连接VLAN 30的网络）

步骤3：保存配置
Router(config-router)# end
Router# write memory

经验案例（酷番云）：
某企业客户使用酷番云的云路由器（Cloud Router）配置OSPF协议，通过云平台的自动化部署工具，在5分钟内完成了OSPF配置和邻居状态检查，相比传统路由器配置，云路由器支持远程监控和自动备份，解决了企业网络配置的复杂性和风险问题。

综合实验——企业局域网搭建

1 实验目标

模拟企业局域网环境，通过路由器与交换机的配合，实现不同部门（销售部、技术部、管理部）之间的网络互通，并确保与互联网的连接。

2 实验步骤

1. 交换机配置：为每个交换机划分VLAN（VLAN 10、20、30），并配置端口为access模式，连接对应部门的主机。
2. 路由器配置：配置路由器的LAN接口（连接交换机）和WAN接口（连接互联网），启动OSPF协议，实现局域网内VLAN间的通信。
3. 主机配置：为每个部门的主机配置IP地址（如销售部主机IP为192.168.1.10/24，网关为192.168.1.1；技术部主机IP为192.168.2.10/24，网关为192.168.2.1；管理部主机IP为192.168.3.10/24，网关为192.168.3.1）。
4. 测试连通性：使用ping命令测试部门间主机的连通性（如ping 192.168.2.10，检查销售部主机能否访问技术部主机），以及主机与互联网的连通性（如ping www.baidu.com）。

3 配置示例

交换机配置（以销售部交换机为例）：
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name Sales
Switch(config-vlan)# exit
Switch(config)# interface gigabitethernet 0/0/1-2
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 10
Switch(config-if-range)# end

路由器配置（以OSPF为例）：
Router(config)# router ospf 1
Router(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-router)# network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-router)# network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-router)# end

4 验证结果

• 部门间主机连通性测试：销售