TCP/IP路由交换技术

第1章 计算机网络基础 1 1.1 计算机网络的定义 1 1.1.1 什么是计算机网络 1 1.1.2 计算机网络特性 2 1.2 计算机网络发展历程 2 1.3 计算机网络分类 3 1.4 计算机网络拓扑结构 4 1.5 常见的国际标准化组织 6 1.6 OSI参考模型 7 1.6.1 OSI参考模型的层次结构 7 1.6.2 OSI参考模型的优点 8 1.6.3 OSI分层简介 8 习题1 10 第2章 TCP/IP协议族与子网规划 11 2.1 TCP/IP协议族 11 2.1.1 TCP/IP概述 11 2.1.2 TCP/IP与OSI模型比较 11 2.1.3 TCP/IP协议族 12 2.2 应用层协议 13 2.3 传输层协议 13 2.4 网络层协议 16 2.5 报文的封装与解封装 19 2.6 IP地址简介 20 2.6.1 IP地址构成 20 2.6.2 IPv4地址分类 21 2.6.3 特殊的IP地址 22 2.7 子网划分 22 2.7.1 可用主机IP地址数量的计算 22 2.7.2 子网划分 23 2.7.3 IP地址的计算 24 2.7.4 VLSM可变长子网掩码 24 习题2 25 第3章 常见网络接口与线缆 27 3.1 局域网(LAN) 27 3.1.1 广播式 LAN 常用拓扑结构 27 3.1.2 以太网的物理接口类型 27 3.2 广域网(WAN) 30 3.2.1 广域网的类型 30 3.2.2 窄带广域网接入方式 31 3.2.3 宽带接入方式 35 3.3 城域网(MAN) 35 3.3.1 基于SDH传输平台的城域网 35 3.3.2 基于OTN传输平台的城域网 37 3.3.3 基于PTN(分组传输网)传输 平台的城域网 40 实训项目1：网线制作 44 习题3 46 第4章 网络互联设备 47 4.1 中继器(Repeater) 47 4.2 集线器(Hub) 47 4.3 网桥(Bridge) 48 4.3.1 网桥的工作过程 48 4.3.2 网桥的特点 48 4.4 交换机(Switch) 49 4.4.1 交换机的特点 49 4.4.2 交换机分类 49 4.5 路由器(Router) 49 4.5.1 路由器的功能 49 4.5.2 路由器的基本工作原理 50 4.5.3 路由器分类 50 4.5.4 路由器的特点 50 4.6 Cisco交换机 50 4.6.1 Cisco交换机产品简介 50 4.6.2 Cisco低端交换机 51 4.6.3 Cisco中端交换机 52 4.6.4 Cisco高端交换机 53 4.7 Cisco路由器 53 4.7.1 Cisco路由器产品简介 53 4.7.2 Cisco 1800系列 54 4.7.3 Cisco 2600系列 54 4.7.4 Cisco 2800系列集成多业务 路由器 55 4.7.5 Cisco 3700 系列应用服务路由器 56 实训项目2：校园网络设计 56 习题4 59 第5章 以太网交换机原理及基本配置 61 5.1 以太网发展历史及现状 61 5.1.1 以太网发展历史 61 5.1.2 以太网发展现状 61 5.2 以太网相关标准 62 5.3 以太网帧结构 62 5.3.1 以太网802.3帧结构 62 5.3.2 以太网帧结构 63 5.4 MAC地址 63 5.5 传统以太网基本概念 64 5.5.1 CSMA/CD工作原理 64 5.5.2 传统以太网工作机制 65 5.6 交换机工作原理 66 5.6.1 交换机的地址学习功能 66 5.6.2 交换机的转发和过滤功能 67 5.6.3 交换机的转发方式 68 5.7 交换机配置 69 5.7.1 交换机的配置方法 69 5.7.2 交换机的配置文件 71 5.7.3 交换机的命令行CLI 71 5.7.4 交换机的基本配置 73 5.7.5 管理交换机的配置文件 74 实训项目3：交换机的基本配置 75 习题5 79 第6章 虚拟局域网技术 81 6.1 VLAN协议原理 81 6.1.1 广播域的困扰 81 6.1.2 如何分割广播域 82 6.1.3 VLAN概念 83 6.1.4 VLAN划分方式 84 6.1.5 VLAN帧格式 86 6.2 VLAN链路 88 6.2.1 VLAN链路类型 88 6.2.2 VLAN帧的转发过程 90 6.3 VLAN典型配置 91 6.3.1 VLAN的配置命令 91 6.3.2 VLAN的基本配置实例 93 6.4 GVRP协议原理 95 6.4.1 GVRP概述 95 6.4.2 GVRP协议原理 96 6.4.3 GARP消息类型 98 6.4.4 GVRP配置 98 6.4.5 GVRP配置实例 99 实训项目4：组建安全隔离的小型局域网 100 习题6 108 第7章 交换网络中的冗余链路 111 7.1 冗余链路的基本概念 111 7.1.1 广播风暴 112 7.1.2 帧的重复复制 112 7.1.3 MAC地址表不稳定 113 7.2 生成树协议 113 7.2.1 生成树的产生 113 7.2.2 生成树协议原理 114 7.2.3 生成树协议关键术语 115 7.3 生成树协议的工作过程 118 7.3.1 STP工作过程 118 7.3.2 STP端口状态 121 7.3.3 STP算法的定时器 121 7.4 快速生成树协议RSTP 122 7.4.1 STP的不足 122 7.4.2 RSTP的特点 123 7.4.3 RSTP的改进 123 7.5 多生成树协议 124 7.5.1 单生成树的缺点 124 7.5.2 多生成树协议MSTP 124 7.5.3 MSTP的实现原理 127 7.6 生成树协议的配置 127 7.6.1 配置STP/RSTP 127 7.6.2 配置MSTP 129 实训项目5：组建冗余备份的 小型交换网络 132 习题7 140 第8章 链路聚合技术 142 8.1 链路聚合概述 142 8.1.1 链路聚合产生背景 142 8.1.2 链路聚合的基本概念及优点 142 8.1.3 链路聚合的条件 144 8.2 链路聚合方式 144 8.2.1 端口聚合协议(PAgP) 144 8.2.2 链路聚合控制协议(LACP) 145 8.3 聚合链路配置 146 8.3.1 端口聚合的配置 146 8.3.2 链路聚合的配置 146 8.3.3 聚合链路的维护与诊断 147 实训项目6：组建链路聚合的局域网 148 习题8 153 第9章 构建互联互通的局域网 154 9.1 VLAN间通信原理 154 9.1.1 本地通信 154 9.1.2 非本地通信 154 9.2 路由器工作原理 155 9.2.1 路由器功能 155 9.2.2 路由器工作原理 156 9.3 路由器配置方式 158 9.3.1 路由器端口简介 158 9.3.2 路由器配置方法 158 9.4 路由器配置 159 9.4.1 路由器命令模式 159 9.4.2 路由器命令行特点 159 9.4.3 路由器常用命令 160 9.5 不同VLAN间通信 161 9.5.1 多臂路由 161 9.5.2 单臂路由 162 9.6 三层交换机的路由功能 164 9.6.1 三层交换机 164 9.6.2 三层交换机的路由 165 实训项目7：利用路由器构建互联互通的 局域网 166 习题9 171 第10章 路由协议及配置 173 10.1 非直联网络通信 173 10.1.1 非直联网络通信原理 173 10.1.2 非直联网络通信协议 173 10.2 静态路由 174 10.2.1 静态路由的概念 174 10.2.2 路由器静态路由配置 174 10.2.3 三层交换机静态路由配置 175 10.3 RIP 路由协议及配置 176 10.3.1 RIP概述 176 10.3.2 RIP路由交换过程 177 10.3.3 RIP的局限性 178 10.3.4 RIP配置思路 178 10.3.5 RIP配置命令 178 10.3.6 基本配置实例 179 10.3.7 RIP维护与诊断 180 10.4 OSPF路由协议 180 10.4.1 OSPF概述 180 10.4.2 OSPF支持的网络类型 181 10.4.3 OSPF术语 182 10.4.4 OSPF报文类型 183 10.4.5 OSPF邻居状态机 184 10.4.6 OSPF路由计算 185 10.4.7 OSPF区域划分 185 10.4.8 与自治系统外部的通信 188 10.4.9 ABR上的聚合 189 10.5 OSPF路由协议的配置 189 10.5.1 OSPF配置 189 10.5.2 OSPF配置实例 191 10.5.3 OSPF的维护与诊断 195 实训项目8：RIP与OSPF路由重分发 197 习题10 203 第11章 广域网技术 206 11.1 广域网概述 206 11.1.1 广域网的概念 206 11.1.2 广域网协议 206 11.1.3 广域网链路 208 11.1.4 虚拟电路 209 11.2 PPP协议 210 11.2.1 SLIP简介 210 11.2.2 PPP概述 211 11.2.3 PPP协议验证 213 11.3 PPP协议的配置 215 11.3.1 PPP基本配置命令 215 11.3.2 PAP验证配置示例 216 11.3.3 CHAP验证配置示例 217 实训项目9：PPP CHAP的配置及应用 218 习题11 220 第12章 用访问控制列表管理数据流 221 12.1 ACL基本原理 221 12.1.1 ACL简介 221 12.1.2 ACL分类 221 12.2 ACL规则 222 12.2.1 ACL工作流程 222 12.2.2 ACL语句内部处理过程 223 12.2.3 ACL判别标准 224 12.3 ACL配置 224 12.3.1 ACL的应用 224 12.3.2 ACL配置规则 225 12.3.3 ACL通配符 225 12.4 标准ACL配置方法和实例 226 12.4.1 标准ACL配置命令 226 12.4.2 标准ACL配置实例 227 12.5 扩展ACL配置方法和实例 228 12.5.1 扩展ACL配置命令 228 12.5.2 扩展ACL配置实例 228 12.5.3 ACL维护与诊断 229 实训项目10：ACL的配置及应用 229 习题12 232 第13章 DHCP服务及应用 234 13.1 DHCP的概念和特点 234 13.1.1 DHCP概述 234 13.1.2 DHCP组网方式 235 13.2 DHCP 工作原理 235 13.2.1 DHCP协议报文 235 13.2.2 DHCP Sever的工作过程 237 13.2.3 DHCP Relay的工作过程 239 13.3 DHCP基本配置 240 13.3.1 DHCP Server配置 240 13.3.2 DHCP Relay配置 240 13.4 DHCP协议配置及应用 241 实训项目11：DHCP的配置及应用 242 习题13 245 第14章 私有局域网与Internet的 互联 246 14.1 网络地址转换(NAT)的概念 246 14.1.1 为什么需要NAT技术 246 14.1.2 网络地址转换概述 247 14.2 NAT工作原理 247 14.3 NAT工作方式 248 14.4 NAT配置方法 251 14.4.1 NAT配置步骤 251 14.4.2 NAT配置命令 252 14.5 静态NAT配置方法和实例 253 14.5.1 任务描述及网络拓扑 253 14.5.2 配置步骤 254 14.6 动态NAT配置方法和实例 255 14.6.1 任务描述及网络拓扑 255 14.6.2 配置步骤 255 14.7 NAPT配置方法和实例 256 14.7.1 任务描述及网络拓扑 256 14.7.2 配置步骤 256 14.8 NAT 的监控和维护 257 实训项目12：NAT的配置及应用 259 习题14 263 参考文献 264