计算机网络互联与测试

  本书是全国示范性软件职业学院计算机及其相关专业指定教材，针对全国示范性软件职业学院特点，淡化理论，够用为度，强化技能，重在实际操作，在完成必要的理论阐述之后，以网络互联设备仿真实训基地为实训环境，重点详述了OSI七层参考模型和常用的TCP/IP协议、网络互联技术常用的测试命令等；国内主流网络互联设备锐捷二层、三层交换机的工作原理、配置方法和常用配置命令；交换机VLAN的划分，交换机冗余链路的管理和配置；路由器的工作原理、基本配置方法和常用配置命令；路由器中路由协议的配置；常用的广域网协议及其配置；路由器的ACL配置和NAT地址转换等。全书以实际项目设计为贯穿，在每项技术讲解完成后，再辅以实训项目，加强学生的实践能力，最后以两个实际的中小型局域网拓扑结构为例，让学生能在综合实训过程中亲历一个完整的网络互联配置的工作过程。

本书是作者在多年的教学实践、科学研究以及项目实践的基础上，参阅了大量国内外相关教材后几经修改而成。主要特点如下：

（1）在编写过程中注重实用性和技能性，以网络工程技术的典型工作任务为引领，实训项目选材来自背景任务或实际项目，用最贴近工作过程的实训项目教会读者网络互联设备的重要配置，操作步骤翔实，图文并茂。

（2）语言浅显易懂，力求用最通俗的语言讲清深奥的道理，适合高职高专的教学要求及学生特点，且每章配备习题，书后附有部分习题答案。

（3）以任务引领学习内容，学习内容是如何完成一些实训项目，因此在介绍理论知识和概念时，够用为度，突破了提出概念——进一步阐述概念——举例的模式，采用了项目设计贯穿全书的方式，针对项目中问题的解决办法而引出概念，最后在项目中进行实践，从而使理论与工作过程紧密结合。全书实训项目内容充实，能很好地模拟职场环境，针对性强，且每个实训项目都设置了开放性问题，以培养学生的创造能力。

（4）强调操作技能的培养。以国内主流网络互联设备锐捷二层、三层交换机、路由器为例详细介绍它们的配置方法和常用配置命令；交换机VLAN的划分，交换机冗余链路的设置；路由器中路由的配置，常用的广域网协议及其配置、路由器的安全设置等。

（5）本书配有齐全的电子教案。

  全书共分12章，由管秀君、卢川英任主编，迟小曼、姜伟任副主编，其中管秀君编写了第1～5章，并负责全书的策划和统稿；卢川英编写第8～11章；迟小曼编写了第6、7章；姜伟编写了第12章并对全书的图稿作了统一的处理。本书由王路群教授担任主审，他对该书的编写提出了许多宝贵意见。

  由于时间仓促，加之编者水平有限，书中不妥或错误之处在所难免，殷切希望广大读者批评指正。同时，恳请读者一旦发现错误，于百忙之中及时与编者联系，以便尽快更正，编者将不胜感激，E-mail：guan5941838@163.com。

序
前言
第1章  网络互联基础 1
本章学习任务 1
1.1  网络基础知识 1
1.1.1  网络基本概念 1
1.1.2  OSI七层模型及其功能 3
1.1.3  计算机网络协议 5
1.2  TCP/IP协议集合 6
1.2.1  TCP/IP概述 6
1.2.2  TCP/IP协议模型 7
1.2.3  常用TCP/IP协议簇介绍 8
1.2.4  TCP/IP协议的数据传输过程 10
1.3  IP地址的分配与子网规划 11
1.3.1  使用IP地址的目的 11
1.3.2  IP地址 11
1.3.3  IP子网与子网掩码 15
1.4  因特网域名系统 18
1.5  客户机/服务器模式 19
1.6  常用网络测试命令 21
1.6.1  ping命令 21
1.6.2  tracert命令 23
1.6.3  ipconfig 23
1.6.4  arp命令 24
1.6.5  ftp命令 26
1.6.6  netstat 26
本章小结 27
实训项目一  TCP/IP参数的设置和有关协议的应用 27
习题一 30
第2章  网络互联设备 33
本章学习任务 33
2.1  传输介质 33
2.1.1  传输介质的分类和性能参数 33
2.1.2  三种有线传输介质 33
2.2  物理层互联设备 38
2.2.1  中继器（Repeater） 38
2.2.2  集线器（HUB） 38
2.3  数据链路层互联设备 40
2.3.1  交换机（Switch） 40
2.3.2  网桥（Bridge） 43
2.4  网络层互联设备 44
2.4.1  路由器（Router） 44
2.4.2  三层交换机 45
2.5  应用层互联设备 47
2.5.1  网关（Gateway） 47
2.5.2  防火墙（Firewall） 48
本章小结 48
实训项目二  双绞线的制作与测试 49
习题二 51
第3章  交换机的工作原理及基本配置 52
本章学习任务 52
3.1  交换机的工作原理 52
3.1.1  交换机的组成 52
3.1.2  交换机的基本工作原理 53
3.1.3  交换机的转发方式 54
3.2  交换机的配置方法 55
3.2.1  本地配置方式 55
3.2.2  远程配置方式 59
3.3  交换机的操作模式及基本配置 61
3.3.1  交换机的操作模式 61
3.3.2  常用的交换机配置命令 63
3.4  交换机的堆叠与集群 64
3.4.1  园区网常见拓扑结构 64
3.4.2  级联 65
3.4.3  堆叠 65
3.4.4  集群 67
3.4.5  交换机堆叠的配置 67
本章小结 68
实训项目三  交换机的基本配置及远程登录 68
实训项目四  交换机菊花链式堆叠 72
实训项目五  利用TFTP管理交换机配置 74
习题三 77
 
第4章  交换机VLAN应用技术 78
本章学习任务 78
4.1  VLAN的基本概念 78
4.1.1  VLAN基础 78
4.1.2  使用VLAN的优越性 79
4.2  VLAN的划分方法 79
4.3  VLAN的通信 81
4.3.1  同一交换机VLAN的通信 81
4.3.2  跨交换机VLAN的通信 82
4.3.3  不同VLAN间的通信 83
4.4  交换机VLAN的配置 85
4.4.1  VLAN端口 85
4.4.2  Port VLAN 85
4.4.3  Tag VLAN 86
本章小结 88
实训项目六  交换机VLAN配置 88
习题四 94
第5章  管理交换网络中的冗余链路 95
本章学习任务 95
5.1  交换机网络中的冗余链路 95
5.1.1  冗余链路的概念 95
5.1.2  冗余链路带来的问题 95
5.2  生成树协议（STP） 96
5.2.1  生成树协议概述 96
5.2.2  STP的工作原理 96
5.2.3  STP的工作过程 98
5.2.4  STP下交换机端口的状态 100
5.2.5  STP的缺陷 100
5.3  快速生成树协议（RSTP） 101
5.3.1  RSTP的改进方案 101
5.3.2  RSTP的端口角色和端口状态 102
5.3.3  RSTP的拓扑变化机制 102
5.4  STP（RSTP）的配置 103
5.4.1  STP（RSTP）的默认配置 103
5.4.2  STP（RSTP）的基本配置命令 103
5.4.3  STP（RSTP）的配置举例 104
5.5  以太网链路聚合 105
5.5.1  链路聚合简介 105
5.5.2  流量平衡 106
5.5.3  配置Aggregate Port 107
本章小结 109
实训项目七  生成树配置 109
实训项目八  AP及其冗余备份 115
习题五 117
第6章  路由器和三层交换机的工作原理及配置 118
本章学习任务 118
6.1  路由器的工作原理 118
6.1.1  路由器组件 118
6.1.2  路由器的工作原理 122
6.2  路由器的配置 124
6.2.1  常用的路由器配置方法 124
6.2.2  路由器的操作模式 126
6.2.3  常用的路由器命令 127
6.3  三层交换机 129
6.3.1  三层交换机的工作原理 129
6.3.2  三层交换机VLAN的配置及通信 130
本章小结 131
实训项目九  三层交换机实现不同VLAN之间互通 131
实训项目十  路由器的基本配置与远程登录 134
实训项目十一  路由器和三层交换机之间的互联 135
习题六 137
第7章  IP网络间路由选择 138
本章学习任务 138
7.1  什么是路由 138
7.1.1  路径选择 138
7.1.2  数据转发 139
7.2  路由算法与协议 140
7.2.1  路由算法 140
7.2.2  路由协议 141
7.3  静态路由 142
7.3.1  静态路由的概念 142
7.3.2  静态路由的配置 142
7.4  默认路由 145
7.4.1  默认路由的概念 145
7.4.2  默认路由的配置 145
7.5  动态路由 146
7.5.1  路由信息协议RIP 146
7.5.2  路由信息协议RIP的配置 149
7.5.3  RIP的缺陷 152
7.5.4  RIPv1与RIPv2 152
7.6  OSPF协议 153
7.6.1  基本概念和术语 154
7.6.2  OSPF协议操作 155
7.6.3  OSPF的配置 158
本章小结 160
实训项目十二  路由器的静态路由 160
实训项目十三  动态路由RIPv1和 RIPv2协同工作的实现 164
习题七 167
第8章  广域网技术 168
本章学习任务 168
8.1  广域网概述 168
8.1.1  广域网的概念 168
8.1.2  广域网接入技术 168
8.1.3  广域网常用设备 169
8.1.4  广域网链路 170
8.1.5  广域网协议 171
8.2  PPP协议 172
8.2.1  PPP概述 172
8.2.2  PPP的会话过程 173
8.2.3  PPP的配置 174
8.3  帧中继 177
8.3.1  帧中继概述 177
8.3.2  帧中继术语 178
8.3.3  DLCI 178
8.3.4  本地管理接口LMI 180
8.3.5  帧中继映射 181
8.3.6  帧中继基本配置 182
本章小结 183
实训项目十四  PPP PAP配置 183
实训项目十五  PPP CHAP配置 185
实训项目十六  帧中继基本配置 187
习题八 189
第9章  配置访问控制列表ACL管理网络流量 190
本章学习任务 190
9.1  访问控制列表ACL概述 190
9.1.1  ACL简介 190
9.1.2  ACL的应用 191
9.1.3  ACL的概念 191
9.1.4  ACL的类型 192
9.2  ACL的配置 193
9.2.1  通配符掩码 193
9.2.2  标准ACL的配置 194
9.2.3   扩展ACL的配置 195
9.2.4  显示访问控制列表 196
本章小结 197
实训项目十七  标准IP访问控制列表 197
实训项目十八  扩展IP访问控制列表 199
习题九 201
第10章  NAT地址转换 202
本章学习任务 202
10.1  NAT技术概述 202
10.1.1  IP地址危机 202
10.1.2  NAT技术的概念 203
10.1.3  NAT技术的术语 203
10.1.4  NAT的类型 204
10.2  NAT的配置 206
10.2.1  静态NAT的配置 206
10.2.2  动态NAT的配置 206
10.2.3  NAT的验证 207
10.3  NAPT网络地址端口转换 208
10.3.1  NAPT技术 208
10.3.2  NAPT的工作过程 208
10.3.3  NAPT的配置 209
本章小结 210
实训项目十九  静态内部源地址转换 210
实训项目二十  动态内部源地址转换 212
实训项目二十一  复用内部全局地址转换NAPT 213
习题十 215
第11章  综合实训课程设计 216
本章学习任务 216
11.1  中小型网络综合实训案例 216
11.1.1  工作任务描述 216
11.1.2  概要设计 216
11.1.3  详细配置 217
11.2  大型（单核心）网络综合实训案例 223
11.2.1  工作任务描述 223
11.2.2  概要设计 224
11.2.3  详细配置 225
本章小结 232
第12章  常见网络故障分析及处理 233
本章学习任务 233
12.1  概述 233
12.2  物理层故障分析与处理 234
12.3  数据链路层故障分析与处理 234
12.3.1  数据链路层故障分析 234
12.3.2  数据链路层故障处理 235
12.4  网络层故障分析与处理 236
12.5  传输层及高层故障分析与处理 236
12.5.1  协议故障 236
12.5.2  配置故障 237
12.5.3  操作系统故障 237
12.5.4  蠕虫病毒 237
本章小节 238
部分习题参考答案 239
参考文献 245

1. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
2. HCIA-Datacom认证题库分类精讲 [主 编 韩立刚]
3. 网络规划设计师备考一本通 [夏杰 编著]
4. 计算机网络基础 [主编 宋焱宏 李安邦]
5. 网络工程师备考一本通 [夏杰 编著]
6. 软件定义网络技术与实践 [主编　但唐仁]
7. 计算机网络技术项目化教程（微课版） [主编 王艳萍 安华萍]
8. 网络系统集成 [主编 唐继勇 孙梦娜]
9. 计算机网络基础创新教程（模块化+课程思政版） [主编 唐继勇 李旭]
10. 路由交换技术项目化教程 [主编　范国娟]
11. 计算机网络创新教程 [韩立刚 编著]
12. 数据通信与计算机网络（第三版） [主 编 季福坤 钱文光]
13. 计算机网络技术基础项目式教程 [主 编 柳 青 曾德生]
14. 遨游数字时代——全球IT高管网络安全秘籍 [[美] Palo Alto Networks 编]
15. 计算机网络基础教程 [主 编 赵志茹 张尼奇 王宏斌]
16. 计算机网络技术基础 [陈家迁]
17. 网络规划设计师5天修炼 [朱小平 施游 编著]
18. 计算机网络实验指导 [主编 吴东]
19. 网络工程师5天修炼（第三版） [朱小平 施游 编著]
20. 计算机网络原理与应用（第二版） [何小东 编著]
21. 计算机网络技术实训教程 [主编 高良诚]
22. 云计算与网络安全 [主编　肖睿　徐文义]
23. AutoCAD 网络工程设计教程 [主编　刘通　董灿]
24. 计算机网络实训创新教程（基于Cisco IOS） [主编 韩立刚]
25. 计算机网络原理创新教程 [主编 韩立刚]
26. 深入理解计算机网络 [王达]
27. 交换机路由器配置与管理实训教程 [主编 孙飞显 靳晓婷]
28. 网络安全技术项目化教程 [主编 段新华 宋风忠]
29. 计算机网络基础任务教程 [彭德林 金忠伟]
30. 计算机网络基础应用 [主编 杨智勇 唐宏 ]