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本書是H3C網(wǎng)絡(luò)學(xué)院路由交換技術(shù)第1卷的上冊, 主要內(nèi)容包括OSI參考模型和TCP/IP模型、H3C網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作、以太網(wǎng)和WLAN等局域網(wǎng)技術(shù)、PPP/ADSL/DCC等廣域網(wǎng)技術(shù)、IP子網(wǎng)劃分, 以及主要TCP/IP協(xié)議。

　　前言

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛普及和應(yīng)用，通信及電子信息產(chǎn)業(yè)在全球迅猛發(fā)展起來，從而也帶來了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才需求量的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教育和人才培養(yǎng)成為高等院校一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略任務(wù)。

　　H3C網(wǎng)絡(luò)學(xué)院(HNC)主要面向高校在校學(xué)生開展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)使用H3C網(wǎng)絡(luò)學(xué)院培訓(xùn)教程。H3C網(wǎng)絡(luò)學(xué)院培訓(xùn)教程根據(jù)技術(shù)方向和課時(shí)分為多卷，高度強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和提高學(xué)生動手操作的能力。

　　《路由交換技術(shù)詳解與實(shí)踐第1卷》教材與H3CNE認(rèn)證課程內(nèi)容相對應(yīng)，內(nèi)容覆蓋面廣，由淺入深，包括大量與實(shí)踐相關(guān)的內(nèi)容，學(xué)員學(xué)習(xí)后可具備H3CNE的備考能力。

　　本書讀者群大致分為以下幾類。

　　大專院校在校生：本教材可作為H3C網(wǎng)絡(luò)學(xué)院的教科書，也可作為計(jì)算機(jī)通信相關(guān)專業(yè)學(xué)生的參考書。

　　公司職員：本教材能夠用于公司進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的培訓(xùn)，幫助員工理解和熟悉各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，提升工作效率。

　　IT技術(shù)愛好者：本教材可以作為所有對IT技術(shù)感興趣的愛好者學(xué)習(xí)IT技術(shù)的自學(xué)參考書籍。

　　《路由交換技術(shù)詳解與實(shí)踐第1卷》教材內(nèi)容涵蓋當(dāng)前構(gòu)建中小型網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。從最基本的線纜制作到復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置都精心設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，充分凸顯了H3C網(wǎng)絡(luò)學(xué)院教程的特點(diǎn)——專業(yè)務(wù)實(shí)、學(xué)以致用。通過對本教材的學(xué)習(xí)，學(xué)員不僅能進(jìn)行路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置，還可以全面理解網(wǎng)絡(luò)與實(shí)際生活的聯(lián)系及應(yīng)用，掌握如何利用基本的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)和構(gòu)建中小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。課程經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)合理，重點(diǎn)突出，學(xué)員可以在較短的學(xué)時(shí)內(nèi)完成全部內(nèi)容的學(xué)習(xí)，便于知識的連貫和理解，可以很快進(jìn)入更高一級課程的學(xué)習(xí)中。依托新華三集團(tuán)強(qiáng)大的研發(fā)和生產(chǎn)能力，教材涉及的技術(shù)都有其對應(yīng)的產(chǎn)品支撐，能夠幫助學(xué)員更好地理解和掌握知識和技能。教材技術(shù)內(nèi)容都遵循國際標(biāo)準(zhǔn)，從而保證良好的開放性和兼容性。

　　《路由交換技術(shù)詳解與實(shí)踐第1卷》教材分為10篇，共45章，并含27個實(shí)驗(yàn)。每章后面都附有練習(xí)題，幫助學(xué)員進(jìn)行自測。

　　第1篇計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

　　第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述：本章主要講述了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本定義、基本功能和演進(jìn)過程以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的一些基本概念，同時(shí)還介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型和衡量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)，最后介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)化組織。

　　第2章OSI參考模型與TCP/IP模型：本章首先講述了OSI參考模型的分層結(jié)構(gòu)、7層功能及其關(guān)系、兩個系統(tǒng)如何通過OSI模型進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)封裝的過程。然后講述了TCP/IP參考模型的分層結(jié)構(gòu)和各層的功能。

　　第3章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其操作系統(tǒng)介紹：本章主要介紹了解路由器、交換機(jī)的組成、主要作用和特點(diǎn)以及H3C網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)Comware的作用和特點(diǎn)。

　　第4章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作基礎(chǔ)：本章主要講述了配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本方法、命令行的使用和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的常用配置命令。

　　第5章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備文件管理：本章主要講述了H3C網(wǎng)絡(luò)設(shè)備文件系統(tǒng)的作用與操作方法，包括配置文件的保存、擦除、備份與恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備軟件的升級和用FTP和TFTP傳輸系統(tǒng)文件的操作等。

　　第6章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基本調(diào)試：本章主要講述了使用ping命令檢查網(wǎng)絡(luò)連通性，使用tracert命令探查網(wǎng)絡(luò)路徑以及使用debug等命令進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本調(diào)試的操作方法。

　　第2篇局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)

　　第7章局域網(wǎng)技術(shù)概述：本章介紹了局域網(wǎng)的主要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、局域網(wǎng)與OSI模型的對應(yīng)關(guān)系和主要的局域網(wǎng)類型及其典型拓?fù)洹?

　　第8章以太網(wǎng)技術(shù)：本章講述了以太網(wǎng)的發(fā)展歷程和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、各種以太網(wǎng)技術(shù)的基本原理、以太網(wǎng)幀格式以及以太網(wǎng)線纜的規(guī)范和連接方式。

　　第9章WLAN基礎(chǔ)：本章講述了WLAN的發(fā)展歷程、WLAN的頻率范圍和信道劃分、WLAN的相關(guān)組織和標(biāo)準(zhǔn)、WLAN拓?fù)浠驹�、設(shè)備和組網(wǎng)知識。

　　第3篇廣域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)

　　第10章廣域網(wǎng)技術(shù)概述：本章介紹了常見廣域網(wǎng)連接方式、常用廣域網(wǎng)協(xié)議的分類和特點(diǎn)以及常見廣域網(wǎng)接口類型。

　　第11章廣域網(wǎng)接口和線纜：本章介紹了在中小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中常用的廣域網(wǎng)接口和線纜。

　　第12章HDLC協(xié)議：本章講述了HDLC協(xié)議的基本原理以及基礎(chǔ)配置。

　　第13章PPP：本章講述了PPP協(xié)議的基本原理以及基礎(chǔ)配置。

　　第14章ADSL：本章講述了DSL的一些基本概念以及技術(shù)分類情況，以及目前應(yīng)用最廣的主流DSL技術(shù)——ADSL。

　　第15章EPCN：本章簡單介紹了有線電視(CableTelevision，CATV)的基本概念，對比常見的有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸技術(shù)和方案，最后介紹了H3C公司基于EoC(EthernetoverCoax)技術(shù)的EPCN(EthernetPassiveCoaxNetwork)解決方案。

　　第4篇網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議原理

　　第16章IP：本章講述了IP地址的格式和分類，子網(wǎng)劃分的方法，IP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)基本原理和VLSM與CIDR的基本概念。

　　第17章ARP和RARP：本章講述了ARP和RARP的基本原理，以及基本的IP包轉(zhuǎn)發(fā)過程。

　　第18章ICMP：本章首先講述了ICMP的基本原理，然后講述了ping和tracert應(yīng)用工作原理。

　　第19章DHCP：本章主要講述了DHCP的特點(diǎn)及其原理，并介紹了DHCP中繼，最后介紹如何在H3C路由器上配置DHCP服務(wù)。

　　第20章IPv6基礎(chǔ)：本章介紹了IPv6的特點(diǎn)，IPv6地址的表示方式、構(gòu)成和分類，以及IEEEEUI64格式轉(zhuǎn)換原理；同時(shí)講述了鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議的作用及地址解析、地址自動配置的工作原理和IPv6地址的配置。

　　第5篇傳輸層協(xié)議原理

　　第21章TCP：本章介紹了TCP的特點(diǎn)，TCP封裝，TCP/UDP端口號的作用，TCP的連接建立和斷開過程以及TCP的可靠傳輸和流量控制機(jī)制。

　　第22章UDP：本章介紹了UDP的特點(diǎn)、封裝，以及UDP與TCP機(jī)制的主要區(qū)別。

　　第6篇應(yīng)用層協(xié)議原理

　　第23章文件傳輸協(xié)議：本章講述了FTP和TFTP的基本原理，包括其協(xié)議文件傳輸模式和數(shù)據(jù)傳輸模式，以及FTP和TFTP的相關(guān)配置方法。

　　第24章DNS：本章介紹了DNS協(xié)議的基礎(chǔ)原理及工作方式，及其在路由器上的配置。

　　第25章其他應(yīng)用層協(xié)議介紹：本章主要概述了三種較常用的應(yīng)用(遠(yuǎn)程登錄、電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽)所使用的應(yīng)用層協(xié)議，它們的基本定義及工作原理。

　　第7篇以太網(wǎng)交換技術(shù)

　　第26章以太網(wǎng)交換基礎(chǔ)：本章介紹了共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)的區(qū)別，最后重點(diǎn)講述了交換機(jī)進(jìn)行MAC地址學(xué)習(xí)以構(gòu)建MAC地址表的過程，對數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)原理。

　　第27章VLAN：本章介紹了VLAN技術(shù)產(chǎn)生的背景，VLAN的類型及其相關(guān)配置，IEEE802．1Q的幀格式，交換機(jī)端口的鏈路類型及其相關(guān)配置。

　　第28章生成樹協(xié)議：本章首先介紹了有關(guān)STP協(xié)議的一些基本概念，以及STP協(xié)議是如何通過實(shí)現(xiàn)冗余鏈路的閉塞和開啟從而實(shí)現(xiàn)一棵動態(tài)的生成樹的，最后介紹了RSTP(快速生成樹協(xié)議)和MSTP(多生成樹協(xié)議)，以及如何在交換機(jī)上對生成樹進(jìn)行配置。

　　第29章鏈路聚合：本章介紹了鏈路聚合的作用，鏈路聚合中負(fù)載分擔(dān)的原理，以及如何在交換機(jī)上配置及維護(hù)鏈路聚合。

　　第8篇IP路由技術(shù)

　　第30章IP路由原理：本章介紹了路由的作用，路由的轉(zhuǎn)發(fā)原理，路由表的構(gòu)成及含義，以及在設(shè)備上查看路由表的方法。

　　第31章直連路由和靜態(tài)路由：本章介紹了直連路由和靜態(tài)路由的基本概念，配置VLAN間路由的方法，靜態(tài)默認(rèn)路由和靜態(tài)黑洞路由的配置與應(yīng)用，以及如何用靜態(tài)路由實(shí)現(xiàn)路由備份及負(fù)載分擔(dān)的方法。

　　第32章路由協(xié)議基礎(chǔ)：本章講述了可路由協(xié)議與路由協(xié)議的區(qū)別，路由協(xié)議的種類和特點(diǎn)，距離矢量路由協(xié)議工作原理，距離矢量路由協(xié)議環(huán)路產(chǎn)生原因和解鏈路狀態(tài)路由協(xié)議工作原理。

　　第33章RIP：本章介紹了RIP路由協(xié)議的特點(diǎn)，RIP路由信息的生成和維護(hù)，路由環(huán)路避免的方法和RIP協(xié)議的基本配置。

　　第34章OSPF：本章主要講述了OSPF路由協(xié)議原理，配置方法和OSPF常見問題定位手段。

　　第9篇網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)基礎(chǔ)

　　第35章網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)概述：本章介紹了網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)概念和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的范圍。

　　第36章用訪問控制列表實(shí)現(xiàn)包過濾：本章介紹了ACL分類及應(yīng)用，ACL包過濾工作原理，ACL包過濾的配置方法以及ASPF的功能和基本原理。

　　第37章網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換：本章講述了NAT技術(shù)出現(xiàn)的歷史背景，NAT的分類及其原理，如何配置常見NAT應(yīng)用，以及如何在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中靈活選擇適當(dāng)?shù)腘AT技術(shù)。

　　第38章AAA和RADIUS：本章介紹了AAA的架構(gòu)，RADIUS協(xié)議的認(rèn)證流程和主要屬性，以及如何在設(shè)備上配置AAA和RADIUS。

　　第39章交換機(jī)端口安全技術(shù)：本章首先講述了IEEE802．1x協(xié)議基本原理及其配置，隨后介紹了端口隔離技術(shù)及其配置，最后介紹了端口綁定技術(shù)及其配置。

　　第40章IPSec：本章講述了IPSec的功能和特點(diǎn)，IPSec的體系構(gòu)成，IPSec/IKE的基本特點(diǎn)，以及如何進(jìn)行IPSec+IKE預(yù)共享密鑰隧道的基本配置。

　　第41章EAD：本章介紹了EAD的實(shí)現(xiàn)原理，EAD方案中各元素的功能，iMCEAD產(chǎn)品的功能和iNode智能客戶端的功能。

　　第10篇網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和管理基礎(chǔ)

　　第42章提高網(wǎng)絡(luò)可靠性：本章對網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)做了初步的探討，并介紹了幾種典型的提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法。

　　第43章網(wǎng)絡(luò)管理：本章從網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)概述出發(fā)，首先介紹了網(wǎng)絡(luò)管理的基本概念和功能；然后介紹網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的組成和實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)介紹SNMP；為了使讀者掌握網(wǎng)絡(luò)管理的實(shí)際運(yùn)用，在此基礎(chǔ)上介紹了H3C的網(wǎng)絡(luò)管理產(chǎn)品和應(yīng)用；最后對網(wǎng)絡(luò)管理的發(fā)展趨勢進(jìn)行了介紹。

　　第44章堆疊技術(shù)：本章介紹了堆疊技術(shù)的產(chǎn)生背景和應(yīng)用，堆疊技術(shù)的工作原理，基本配置和排錯方法。

　　第45章網(wǎng)絡(luò)故障排除基礎(chǔ)：本章對網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行了分類，介紹網(wǎng)絡(luò)故障排除的步驟，常見的故障排除工具，并給出了一些故障排除的方法和建議。

　　各型設(shè)備、各版本軟件的命令、操作、信息輸出等均可能有所差別。若讀者采用的設(shè)備型號、軟件版本等與本書不同，可參考所用設(shè)備和版本的相關(guān)手冊。

　　新華三大學(xué)培訓(xùn)開發(fā)委員會認(rèn)證培訓(xùn)編委會

　　第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在人們的身邊，正改變著人們工作和生活的方式。

　　網(wǎng)絡(luò)給社會帶來的革新是深遠(yuǎn)的。傳統(tǒng)各行各業(yè)之間信息的分隔局面，正在被信息化所革新，使得行業(yè)之間信息的共享，業(yè)務(wù)平臺互通成為可能。另外，計(jì)算機(jī)軟件已不再局限于過去的單機(jī)運(yùn)行，形形色色的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用——如辦公自動化系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教學(xué)、應(yīng)用于各行各業(yè)的管理軟件等，無不與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生著緊密的聯(lián)系。

　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和企業(yè)的IT化發(fā)展導(dǎo)致了社會對網(wǎng)絡(luò)工程師的大量需求。企業(yè)越來越需要大量的專業(yè)人才為它們設(shè)計(jì)、架構(gòu)、管理并充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的作用。

　　對于初學(xué)者而言，首先建立對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的初步、輪廓性的認(rèn)識是非常有必要的。本章將會為學(xué)習(xí)后續(xù)章節(jié)的知識打下良好的基礎(chǔ)；對于已經(jīng)學(xué)習(xí)過相關(guān)知識的學(xué)員，通讀本章，將能夠幫助學(xué)員對網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識進(jìn)行快速的回顧。

　　1.1本章目標(biāo)

　　學(xué)習(xí)完本章，應(yīng)該能夠達(dá)到以下目標(biāo)。

　　（1）掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本定義和基本功能。

　�。�2）了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程。

　　（3）掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的基本概念。

　　（4）掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型和衡量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)。

　�。�5）了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)化組織。

　　1.2什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

　　1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，顧名思義是由計(jì)算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖11所示。根據(jù)IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，電子電器工程師協(xié)會)高級委員會坦尼鮑姆博士的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一組自治計(jì)算機(jī)互連的集合。自治是指每個計(jì)算機(jī)都有自主權(quán)，不受別人控制；互連則是指使用通信介質(zhì)進(jìn)行計(jì)算機(jī)連接，并達(dá)到相互通信的目的。這個定義過于專業(yè)化。通俗地講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是把分布在不同地理區(qū)域的獨(dú)立計(jì)算機(jī)以及專門的外部設(shè)備利用通信線路連成一個規(guī)模大、功能強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而使眾多的計(jì)算機(jī)可以方便地互相傳遞信息，共享信息資源。

　　圖11計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

　　由于IT業(yè)迅速發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)互連終端設(shè)備層出不窮，如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、WAP(WirelessApplicationProtocol)手機(jī)、PDA(PersonalDigitalAssistant)網(wǎng)絡(luò)電話等。在未來，也許一切設(shè)備都會連接到Internet。

　　1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能

　　歸納來說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能為人們帶來以下顯而易見的益處。

　　1.資源共享

　　資源分為軟件資源和硬件資源。軟件資源包括形式多種多樣的數(shù)據(jù)，如數(shù)字信息、消息、聲音、圖像等；硬件資源包括各種設(shè)備，如打印機(jī)、FAX、Modem等。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使資源共享變得簡單，交流的雙方可以跨越時(shí)空的障礙，隨時(shí)隨地傳遞信息、共享資源。

　　2.分布式處理(DistributedProcessing)與負(fù)載均衡(LoadBalancing)

　　通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，海量的處理任務(wù)可以分配到全球各地的計(jì)算機(jī)上。例如，一個大型ICP(InternetContentProvider)網(wǎng)絡(luò)訪問量相當(dāng)之大，為了支持更多的用戶訪問其網(wǎng)站，在全世界多個地方部署了相同內(nèi)容的WWW(WorldWideWeb)服務(wù)器。通過一定技術(shù)使不同地域的用戶看到放置在離他最近的服務(wù)器上的相同頁面，這樣可以實(shí)現(xiàn)各服務(wù)器的負(fù)荷均衡，并使得通信距離縮短。

　　3.綜合信息服務(wù)

　　網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢是應(yīng)用日益多元化，即在一套系統(tǒng)上提供集成的信息服務(wù)，如圖像、語音、數(shù)據(jù)等。在多元化發(fā)展的趨勢下，新形式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，如電子郵件(Email)、IP電話、視頻點(diǎn)播(VideoonDemand,VOD)、網(wǎng)上交易(Emarketing)、視頻會議(VideoConferencing)等。

　　目前廣泛使用的IP電話，就是利用IP作為傳輸協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將語音集成到IP網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)在基于IP的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行語音通信，極大地節(jié)省了長途電話費(fèi)用，豐富了語音業(yè)務(wù)類型。同樣，視頻信息也可以集成到IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸，實(shí)現(xiàn)可視電話和視頻會議等應(yīng)用。

　　1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)

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