网络互联技术

本书是锐捷网络与院校老师合力编撰完成，既有完善理论知识，又有丰富的实践案例。教材内容简单，很好适合网络专业的初学者，学生学习本书的同时，也可考取锐捷网络的相关认证。

本书介绍了构建企业网络工程项目过程中涉及的以太网、交换、路由、安全及无线局域网等方面的专业技术，具体包括网络基础协议、交换机安装和调试、虚拟局域网（VLAN）、生成树、静态路由、动态路由、PPP、交换机端口安全、IP ACL、NAT、WLAN及网络规划等内容，可与《网络互联技术（实践篇）》配套使用。

本书邀请由来自学校的计算机相关专业的专业教师，和来自星网锐捷网络有限公司的专业工程师队伍，组建校企合作团队，联合开发完成的。本课程在开发的过程中，坚持立足清远，对接产业，根据专业就业方向和“专业核心能力”要求，按技术相关性特点来选择和组织教学内容，共同完成“工学交替、实境育人”计算机网络技术专业人才培养模式改革新课程内容。

章  网络基础知识  1 1.1  计算机网络基础  2 1.1.1  计算机网络概述  2 1.1.2  计算机网络发展历程  3 1.1.3  计算机网络分类  5 1.1.4  网络传输介质  9 1.2  计算机网络体系结构  12 1.2.1  计算机网络体系结构概述  12 1.2.2  重要计算机网络体系  12 1.3  OSI参考模型  13 1.3.1  OSI参考模型概述  13 1.3.2  OSI七层参考模型  14 1.3.3  OSI/RM各层功能概述  15 1.4  TCP/IP参考模型  18 1.4.1  TCP/IP概述  19 1.4.2  TCP/IP协议各层功能  20 1.4.3  重点协议介绍  21 1.5  网络组建层次化结构设计  25 1.5.1  组建网络核心层  26 1.5.2  组建网络汇聚层  28 1.5.3  组建网络接入层  29 1.5.4  层次化网络设计模型优点  30 1.6  认证测试  31 第2章  交换技术基础  32 2.1  局域网体系结构  33 2.1.1  什么是局域网  33 2.1.2  局域网体系结构简介  33 2.1.3  MAC子层功能  34 2.1.4  LLC子层功能  34 2.1.5  局域网网络标准  35 2.2  以太网基础  35 2.2.1  以太网概述  35 2.2.2  以太网技术发展  36 2.2.3  CSMA/CD协议  38 2.2.4  以太网帧  38 2.2.5  以太网广播和冲突  39 2.3  交换技术基础  40 2.3.1  什么是交换技术  40 2.3.2  二层交换设备  40 2.4  认识交换机设备  42 2.4.1  认识交换机端口  42 2.4.2  认识交换机组件  43 2.4.3  衡量交换机性能的参数  45 2.5  交换机工作原理  46 2.5.1  交换机基本功能  46 2.5.2  交换机地址学习和转发策略  47 2.5.3  交换机帧转发方式  50 2.6  认证测试  51 第3章  配置交换机设备  53 3.1  启动交换机  54 3.2  交换机命令行界面  56 3.3  交换机基础配置  59 3.4  配置交换机的安全登录  62 3.5  配置交换机系统升级  64 3.5.1  通过TFTP协议传输文件  64 3.5.2  通过Xmodem协议传输文件  64 3.5.3  升级交换机系统  65 3.6  认证测试  67 第4章  虚拟局域网  69 4.1  VLAN概述  70 4.1.1  VLAN技术概述  70 4.1.2  VLAN的用途  70 4.1.3  VLAN的优点  71 4.2  定义VLAN方法  71 4.2.1  基于接口VLAN配置方案  72 4.2.2  基于MAC地址VLAN配置方案  72 4.2.3  基于网络层VLAN配置方案  72 4.2.4  基于IP组播VLAN配置方案  72 4.3  配置基于接口VLAN  73 4.4  VLAN干道技术  76 4.4.1  Access接入端口  76 4.4.2  Trunk干道端口  77 4.4.3  干道协议IEEE 802.1Q  77 4.4.4  交换机Native VLAN  79 4.5  配置交换机Trunk端口  80 4.6  配置交换机Trunk端口安全  81 4.7  配置VLAN之间通信  84 4.7.1  利用三层交换机实现VLAN间通信  84 4.7.2  利用路由器实现VLAN间的通信  86 4.8  VLAN排错  88 4.9  认证测试  90 第5章  局域网中冗余链路  92 5.1  冗余拓扑  93 5.1.1  冗余交换模型  93 5.1.2  广播风暴  93 5.1.3  多帧复制  94 5.1.4  MAC地址表抖动  95 5.2  生成树协议  95 5.2.1  生成树协议概述  96 5.2.2  生成树协议的工作过程  98 5.2.3  STP生成树协议的缺点  101 5.2.4  生成树协议端口状态  102 5.2.5  生成树拓扑变更  103 5.3  快速生成树协议  104 5.3.1  快速生成树协议改进  104 5.3.2  RSTP端口角色和端口状态  105 5.3.3  RSTP与STP的兼容性  106 5.4  STP与RSTP的配置  107 5.4.1  生成树协议的默认参数  107 5.4.2  配置STP和RSTP  108 5.4.3  生成树配置实例  109 5.5  多生成树MSTP标准  111 5.5.1  多生成树产生背景  111 5.5.2  什么是多生成树协议  112 5.5.3  多生成树协议优点  112 5.5.4  MSTP协议相关概念  113 5.5.5  配置MSTP生成树  114 5.5.6  MSTP生成树应用  115 5.6  以太网端口聚合  117 5.6.1  端口聚合概述  118 5.6.2  端口聚合技术优点  118 5.6.3  端口聚合的流量平衡  119 5.6.4  配置端口聚合  120 5.6.5  端口聚合配置实例  122 5.7  认证测试  123 第6章  IP协议及子网规划  125 6.1  IP协议  126 6.1.1  IP协议概述  126 6.1.2  IP包格式  128 6.2  IP地址  130 6.2.1  什么是IP地址  130 6.2.2  IP地址表示方法  130 6.2.3  什么是子网掩码  131 6.2.4  有类IP地址  131 6.2.5  无类IP地址  132 6.2.6  私有IP地址  132 6.2.7  特殊IP地址  133 6.3  IP子网技术  134 6.3.1  什么是子网  134 6.3.2  子网掩码应用  135 6.3.3  划分子网方法  135 6.3.4  子网划分应用  136 6.3.5  子网划分意义  137 6.3.6  可变长子网掩码VLSM  138 6.4  认证测试  139 第7章  三层交换技术  141 7.1  三层交换技术产生原因  142 7.2  什么是三层交换技术  143 7.2.1  OSI模型分层结构  143 7.2.2  传统二层交换技术  144 7.2.3  第三层交换技术  145 7.3  三层交换原理  146 7.4  认识三层交换机  147 7.5  配置三层交换机  149 7.6  认证测试  150 第8章  路由和静态路由技术  152 8.1  路由技术基础  153 8.1.1  路由概念  153 8.1.2  路由选路  154 8.2  路由器设备概述  156 8.2.1  认识路由器  156 8.2.2  认识路由器接口  157 8.2.3  路由器访问方式  158 8.3  使用命令行配置路由器  160 8.3.1  路由器命令配置模式  160 8.3.2  配置路由器基础命令  160 8.4  配置路由器直连路由  162 8.5  配置静态路由、默认路由  164 8.5.1  什么是静态路由技术  164 8.5.2  静态路由配置  164 8.5.3  什么是默认路由  167 8.5.4  配置默认路由  168 8.6  动态路由基础  169 8.6.1  什么是动态路由协议  169 8.6.2  动态路由协议决策  170 8.6.3  动态路由协议分类  171 8.6.4  距离矢量路由协议  172 8.6.5  链路状态路由协议  172 8.7  有类路由协议与无类路由协议  174 8.7.1  有类路由协议  174 8.7.2  无类路由协议  174 8.8  认证测试  175 第9章  RIP路由协议  177 9.1  RIP协议  178 9.1.1  RIP协议度量方法  178 9.1.2  RIP协议更新过程  179 9.1.3  RIP协议学习路由过程  180 9.2  RIP更新路由表  181 9.3  RIP路由环  182 9.3.1  什么是路由环  182 9.3.2  路由环造成路由障碍  182 9.3.3  防止路由环  183 9.4  RIPv1与RIPv2  185 9.5  RIP的配置方法  186 9.5.1  配置RIP命令  186 9.5.2  RIP配置实例  187 9.5.3  配置单播更新和被动接口  188 9.6  RIP的检验与排错  189 9.6.1  使用show命令检验RIP的配置  189 9.6.2  使用debug命令进行排错  191 9.7  认证测试  191 0章  OSPF路由协议  193 10.1  OSPF概述  194 10.1.1  什么是OSPF路由协议  194 10.1.2  OSPF路由协议特点  195 10.2  OSPF路由基本概念  196 10.3  OSPF路由区域  199 10.4  OSPF报文类型  200 10.5  OSPF路由计算过程  203 10.5.1  SPF算法  203 10.5.2  最短路径优先SPF工作过程  204 10.5.3  OSPF路由计算过程  204 10.6  配置单区域OSPF  205 10.6.1  配置OSPF路由  205 10.6.2  OSPF路由应用  207 10.7  配置多区域OSPF  209 10.7.1  单区域OSPF 路由问题  209 10.7.2  多区域OSPF 网络优越性  209 10.7.3  设计多区域OSPF网络  210 10.7.4  多区域OSPF网络  211 10.7.5  配置多区域OSPF网络  211 10.8  认证测试  214 1章  DHCP动态地址获取协议  215 11.1  DHCP概述  216 11.1.1  什么是DHCP  216 11.1.2  DHCP优点  216 11.2  DHCP地址分配流程  217 11.2.1  DHCP分配形式  217 11.2.2  DHCP地址次分配流程  217 11.2.3  DHCP地址租约  220 11.3  DHCP协议报文的封装  221 11.4  配置DHCP Server  222 11.5  配置DHCP Client  224 11.6  DHCP配置应用  225 11.7  认证测试  227 2章  保护企业网安全  229 12.1  企业网安全隐患  230 12.2  管理网络设备控制台安全  230 12.2.1  管理交换机控制台登录安全  231 12.2.2  管理路由器控制台安全  231 12.3  交换机端口安全  232 12.3.1  配置端口安全地址  232 12.3.2  配置端口优选连接数  233 12.3.3  绑定交换机端口安全地址  235 12.4  访问控制列表技术  237 12.4.1  访问控制列表概述  238 12.4.2  访问控制列表分类  240 12.5  基于编号标准ACL  241 12.5.1  标准ACL定义  241 12.5.2  编写标准ACL规则  242 12.5.3  标准ACL应用  243 12.6  基于编号扩展ACL  243 12.6.1  基于编号扩展ACL  244 12.6.2  扩展ACL应用  245 12.7  基于名称的ACL  247 12.7.1  基于名称的ACL概述  248 12.7.2  基于名称标准ACL规则  248 12.7.3  基于名称扩展ACL规则  249 12.8  基于时间的ACL  251 12.8.1  定义时间ACL规则  251 12.8.2  基于时间ACL规则应用  252 12.9  认证测试  254 3章  NAT网络地址转换技术  256 13.1  私有地址概述  257 13.1.1  IPv4地址困境  257 13.1.2  私有IP地址  258 13.2  NAT技术概述  258 13.2.1  什么是NAT技术  258 13.2.2  NAT技术作用  259 13.2.3  NAT技术类型  260 13.3  NAT技术原理  261 13.3.1  NAT技术专业术语  261 13.3.2  NAT的工作过程  262 13.4  配置静态NAT  265 13.4.1  静态NAT配置过程  265 13.4.2  静态NAT应用  265 13.5  配置动态NAT  267 13.5.1  动态NAT配置过程  267 13.5.2  动态NAT应用  268 13.6  配置NAPT  269 13.7  验证和诊断NAT转换  271 13.8  认证测试  271 4章  无线局域网技术  273 14.1  无线技术概述  274 14.1.1  WLAN发展历程  274 14.1.2  WLAN技术优势  274 14.1.3  WLAN传输技术  275 14.2  WLAN传输协议  277 14.2.1  CSMA/CA工作机制  277 14.2.2  IEEE 802.11标准  277 14.2.3  IEEE 802.11与OSI模型  278 14.3  WLAN组件  279 14.3.1  无线网卡  279 14.3.2  访问接入点  279 14.3.3  无线网控制器  281 14.3.4  天线  282 14.4  WLAN拓扑结构  282 14.4.1  Ad-Hoc模式  283 14.4.2  Infrastructure模式  283 14.5  WLAN网络体系结构  285 14.5.1  胖AP网络架构  285 14.5.2  瘦AP网络架构  286 14.6  WLAN安全  287 14.6.1  SSID隐藏  287 14.6.2  MAC地址过滤  287 14.6.3  WEP  287 14.6.4  WPA  288 14.6.5  802.1x  288 14.6.6  WLAN安全防范措施  288 14.7  配置WLAN中AC设备  289 14.8  配置WLAN中AP设备  291 14.9  认证测试  293 5章  广域网基础  295 15.1  广域网技术基础  296 15.2  E1数字链路  300 15.3  数字用户线路  304 15.4  点对点协议  306 15.4.1  PPP协议简介  306 15.4.2  PPP帧结构  307 15.4.3  PPP工作过程  308 15.4.4  PAP和CHAP认证  309 15.4.5  配置PPP协议  311 15.4.6  PPP协议安全认证应用  312 15.5  PPPoE接入技术  314 15.6  认证测试  316