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目次
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本書專門介紹華為認證網絡工程師(HCNA)路由與交換技術的相關內容。全書共分為13章。本書首先介紹了計算機網絡的產生和演進、計算機通信使用的協議、IP地址和子網劃分；然後介紹了使用華為設備進行企業組網的基本技術，包括路由器和交換機的基本配置、IP地址的規劃、靜態路由和動態路由的配置、使用交換機進行組網；最後講解了高級網絡技術，其中涉及網絡安全的實現、網絡地址轉換和端口映射、將路由器配置為DHCP以實現IP地址的自動分配，以及IPv6、廣域網、VPN相關的知識。
本書以理論知識為鋪墊，重點凸顯內容的實用性，旨在通過以練代學的方式提升讀者的理論理解能力和實操能力。本書適合備考華為HCNA認證的考生閱讀，也適合有志于投身於網絡技術領域的初學者閱讀，還可作為網絡專業課程的教材。
本書以理論知識為鋪墊，重點凸顯內容的實用性，旨在通過以練代學的方式提升讀者的理論理解能力和實操能力。本書適合備考華為HCNA認證的考生閱讀，也適合有志于投身於網絡技術領域的初學者閱讀，還可作為網絡專業課程的教材。
目次
第 1章 認識計算機網絡 1
1.1 Internet的產生和中國的ISP 1
1.1.1 Internet的產生和發展 1
1.1.2 中國的ISP 3
1.1.3 跨ISP訪問網絡帶來的問題 3
1.1.4 多層級的ISP結構 4
1.2 局域網的發展 5
1.2.1 局域網和廣域網 5
1.2.2 同軸電纜組建的局域網 6
1.2.3 集線器組建的局域網 7
1.2.4 網橋優化以太網 8
1.2.5 網橋MAC地址表構建過程 9
1.2.6 交換機組網 11
1.2.7 以太網網卡 12
1.3 企業局域網的規劃和設計 13
1.3.1 二層結構的局域網 13
1.3.2 三層結構的局域網 14
1.4 習題 15
第 2章 TCP/IP協議 17
2.1 介紹TCP/IP協議 17
2.1.1 理解協議 17
2.1.2 TCP/IP協議的分層 20
2.2 應用層協議 22
2.2.1 應用和應用層協議 22
2.2.2 應用層協議的標準化 23
2.2.3 以HTTP協議為例認識應用層協議 24
2.2.4 抓包分析應用層協議 28
2.2.5 應用層協議和高級防火牆 30
2.3 傳輸層協議 34
2.3.1 TCP和UDP的應用場景 34
2.3.2 TCP協議可靠傳輸的實現 37
2.3.3 TCP協議功能和首部 38
2.3.4 傳輸層協議和應用層協議之間的關係 39
2.3.5 服務和端口之間的關係 42
2.3.6 端口和網絡安全的關係 44
2.3.7 使用Windows防火牆和TCP/IP篩選實現網絡安全 45
2.4 網絡層協議 51
2.4.1 IP協議 51
2.4.2 ARP協議 53
2.4.3 ICMP協議 54
2.4.4 IGMP協議 56
2.5 數據鏈路層協議 58
2.6 物理層協議 59
2.7 OSI參考模型 60
2.7.1 OSI參考模型和TCP/IP協議 60
2.7.2 OSI參考模型每層功能 61
2.8 習題 62
第3章 IP地址和子網劃分 65
3.1 學習IP地址的預備知識 65
3.1.1 二進制和十進制 65
3.1.2 二進制數的規律 67
3.2 理解IP地址 68
3.2.1 MAC地址和IP地址 68
3.2.2 IP地址的組成 69
3.2.3 IP地址格式 70
3.2.4 子網掩碼的作用 70
3.3 IP地址分類 73
3.3.1 A類地址 73
3.3.2 B類地址 74
3.3.3 C類地址 74
3.3.4 D類和E類地址 74
3.3.5 保留的IP地址 75
3.3.6 實戰：本地環回地址 77
3.3.7 實戰：給本網段發送廣播 78
3.4 公網地址和私網地址 79
3.4.1 公網地址 79
3.4.2 私網地址 81
3.5 子網劃分 82
3.5.1 地址浪費 83
3.5.2 等長子網劃分 83
3.5.3 B類網絡子網劃分 87
3.5.4 A類網絡子網劃分 88
3.6 變長子網劃分 89
3.6.1 變長子網劃分介紹 90
3.6.2 點到點網絡的子網掩碼 91
3.6.3 子網掩碼的另一種表示方法―CIDR 92
3.6.4 判斷IP地址所屬的網段 93
3.6.5 子網劃分需要注意的幾個問題 94
3.7 超網合併網段 95
3.7.1 合併網段 95
3.7.2 不是任何連續的網段都能合併 96
3.7.3 哪些網段能夠合併 97
3.7.4 網段合併的規律 99
3.7.5 判斷一個網段是超網還是子網 99
3.8 習題 100
第4章 管理華為設備 104
4.1 介紹華為網絡設備操作系統 104
4.2 介紹eNSP 105
4.2.1 安裝eNSP 105
4.2.2 華為路由器型號 106
4.3 路由器的基本操作 108
4.3.1 通過Console配置路由器 108
4.3.2 配置路由器名稱和接口地址 110
4.3.3 配置路由器安全 114
4.3.4 配置eNSP和物理網絡連接 116
4.3.5 配置路由器允許telnet配置 117
4.4 配置文件的管理 122
4.4.1 保存當前配置 122
4.4.2 設置下一次啟動加載的配置文件 124
4.4.3 文件管理 124
4.4.4 將配置導出到FTP或TFTP服務器 126
4.5 捕獲數據包 130
4.6 習題 133
第5章 靜態路由 136
5.1 什麼是路由 136
5.1.1 網絡層實現的功能 136
5.1.2 網絡暢通的條件 137
5.1.3 靜態路由 138
5.2 實戰：配置靜態路由 141
5.2.1 查看路由表 141
5.2.2 添加靜態路由 142
5.2.3 測試網絡是否暢通 143
5.2.4 刪除靜態路由 143
5.3 路由匯總 144
5.3.1 通過路由匯總簡化路由表 144
5.3.2 路由匯總例外 146
5.3.3 無類域間路由(CIDR) 147
5.4 默認路由 147
5.4.1 全球最大的網段 148
5.4.2 使用默認路由作為指向Internet的路由 148
5.4.3 讓默認路由代替大多數網段的路由 150
5.4.4 默認路由和環狀網絡 150
5.4.6 使用默認路由和路由匯總簡化路由表 152
5.4.5 默認路由造成的往復轉發 153
5.4.7 Windows上的默認路由和網關 154
5.5 網絡排錯案例 157
5.5.1 排除網絡故障要俯視全網 158
5.5.2 計算機網關也很重要 158
5.6 習題 159
第6章 動態路由 165
6.1 動態路由 165
6.2 RIP協議 166
6.2.1 RIP協議的特點 166
6.2.2 RIP協議的工作原理 166
6.2.3 在路由器上配置RIP協議 168
6.2.4 查看路由表 170
6.2.5 觀察RIP協議的路由更新活動 173
6.2.6 測試RIP協議的健壯性 174
6.2.7 RIP協議數據包報文格式 175
6.2.8 RIP協議定時器 177
6.3 動態路由――OSPF協議 177
6.3.1 什麼是最短路徑優先 178
6.3.2 OSPF術語 179
6.3.3 OSPF協議的工作過程 181
6.3.4 OSPF的5種報文 182
6.3.5 OSPF支持多區域 182
6.4 配置OSPF協議 184
6.4.1 配置OSPF協議 184
6.4.2 查看OSPF協議的3張表 186
6.4.3 OSPF協議配置排錯 190
6.5 習題 191
第7章 交換機組網 197
7.1 交換機常規配置 198
7.2 交換機端口安全 199
7.2.1 交換機端口安全詳解 199
7.2.2 配置交換機端口安全 199
7.2.3 鏡像端口監控網絡流量 202
7.3 生成樹協議 204
7.3.1 交換機組網 204
7.3.2 生成樹協議的工作過程 205
7.3.3 生成樹的端口狀態 207
7.3.4 STP改進 208
7.3.5 實戰：查看和配置STP 208
7.4 VLAN 212
7.4.1 什麼是VLAN 212
7.4.2 理解VLAN 213
7.4.3 跨交換機VLAN 215
7.4.4 實戰：配置跨交換機的VLAN 217
7.4.5 實戰：使用三層交換實現VLAN間路由 221
7.4.6 使用路由器實現VLAN間路由 222
7.4.7 實戰：使用單臂路由器實現VLAN間路由 223
7.5 一個網段，多個VLAN 225
7.5.1 混合端口 225
7.5.2 實戰：使用混合端口控制VLAN間通信 226
7.5.3 實戰：跨交換機的混合端口 227
7.6 端口隔離 229
7.7 鏈路聚合 230
7.8 習題 233
第8章 網絡安全 239
8.1 基本ACL 239
8.1.1 基本ACL的應用 239
8.1.2 編輯ACL中的規則 244
8.1.3 使用ACL保護路由器安全 244
8.2 高級ACL 245
8.2.1 針對VLAN 1創建高級ACL 246
8.2.2 針對VLAN 2創建高級ACL 248
8.2.3 針對VLAN 3創建高級ACL 248
8.3 習題 249
第9章 網絡地址轉換和端口映射 252
9.1 公網地址和私網地址 252
9.2 NAT的類型 254
9.2.1 靜態NAT 254
9.2.2 動態NAT 254
9.2.3 網絡地址端口轉換 255
9.3 配置靜態NAT 256
9.4 使用外網端口地址做NAPT 257
9.5 使用公網地址池做NAPT 258
9.6 配置端口映射 259
9.7 靈活運用NAPT 261
9.7.1 悄悄在公司網絡中接入一個網段 261
9.7.2 實現單向訪問 263
9.8 習題 264
第 10章 將路由器配置為DHCP服務器 266
10.1 靜態地址和動態地址 266
10.2 將華為路由器配置為DHCP服務器 267
10.3 抓包分析DHCP分配地址的過程 269
10.4 跨網段分配IP地址 272
10.5 使用接口地址池為直連網段分配地址 274
10.6 習題 275
第 11章 IPv6 277
11.1 IPv6的改進 277
11.1.1 IPv4和IPv6的比較 278
11.1.2 ICMPv6協議的功能 278
11.2 IPv6地址 280
11.2.1 IPv6地址格式 280
11.2.2 IPv6地址分類 282
11.3 自動配置IPv6地址 283
11.3.1 自動配置IPv6地址的兩種方法 284
11.3.2 IPv6地址無狀態自動配置 285
11.3.3 抓包分析RA和RS數據包 287
11.3.4 IPv6地址有狀態自動配置 290
11.4 IPv6路由 292
11.4.1 IPv6靜態路由 293
11.4.2 RIPng 295
11.4.3 OSPFv3 296
11.5 IPv6和IPv4共存技術――IPv6 over IPv4 298
11.6 習題 300
第 12章 廣域網 302
12.1 廣域網 303
12.2 HDLC協議 304
12.3 PPP協議 306
12.3.1 介紹PPP協議 306
12.3.2 配置PPP協議：身份驗證用PAP 模式 307
12.3.3 配置PPP協議：身份驗證用CHAP模式 309
12.3.4 抓包分析PPP幀 310
12.3.5 配置PPP為另一端分配地址 312
12.4 PPPoE 314
12.4.1 配置Windows PPPoE撥號上網 314
12.4.2 配置路由器PPPoE撥號上網 319
12.5 幀中繼 321
12.5.1 幀中繼虛鏈路 321
12.5.2 配置點到點幀中繼接口 323
12.5.3 配置點到多點幀中繼接口 327
12.5.4 全互連的點到多點接口 331
12.6 習題 334
第 13章 VPN 336
13.1 虛擬專用網絡 336
13.1.1 專用網絡 336
13.1.2 虛擬專用網絡 337
13.2 配置站點間VPN 337
13.2.1 GRE隧道VPN 338
13.2.2 介紹IPSec VPN 342
13.2.3 配置IPSec VPN 343
13.2.4 基於Tunnel接口的IPSec VPN 346
13.3 遠程訪問VPN 347
13.4 習題 351
習題答案 353
1.1 Internet的產生和中國的ISP 1
1.1.1 Internet的產生和發展 1
1.1.2 中國的ISP 3
1.1.3 跨ISP訪問網絡帶來的問題 3
1.1.4 多層級的ISP結構 4
1.2 局域網的發展 5
1.2.1 局域網和廣域網 5
1.2.2 同軸電纜組建的局域網 6
1.2.3 集線器組建的局域網 7
1.2.4 網橋優化以太網 8
1.2.5 網橋MAC地址表構建過程 9
1.2.6 交換機組網 11
1.2.7 以太網網卡 12
1.3 企業局域網的規劃和設計 13
1.3.1 二層結構的局域網 13
1.3.2 三層結構的局域網 14
1.4 習題 15
第 2章 TCP/IP協議 17
2.1 介紹TCP/IP協議 17
2.1.1 理解協議 17
2.1.2 TCP/IP協議的分層 20
2.2 應用層協議 22
2.2.1 應用和應用層協議 22
2.2.2 應用層協議的標準化 23
2.2.3 以HTTP協議為例認識應用層協議 24
2.2.4 抓包分析應用層協議 28
2.2.5 應用層協議和高級防火牆 30
2.3 傳輸層協議 34
2.3.1 TCP和UDP的應用場景 34
2.3.2 TCP協議可靠傳輸的實現 37
2.3.3 TCP協議功能和首部 38
2.3.4 傳輸層協議和應用層協議之間的關係 39
2.3.5 服務和端口之間的關係 42
2.3.6 端口和網絡安全的關係 44
2.3.7 使用Windows防火牆和TCP/IP篩選實現網絡安全 45
2.4 網絡層協議 51
2.4.1 IP協議 51
2.4.2 ARP協議 53
2.4.3 ICMP協議 54
2.4.4 IGMP協議 56
2.5 數據鏈路層協議 58
2.6 物理層協議 59
2.7 OSI參考模型 60
2.7.1 OSI參考模型和TCP/IP協議 60
2.7.2 OSI參考模型每層功能 61
2.8 習題 62
第3章 IP地址和子網劃分 65
3.1 學習IP地址的預備知識 65
3.1.1 二進制和十進制 65
3.1.2 二進制數的規律 67
3.2 理解IP地址 68
3.2.1 MAC地址和IP地址 68
3.2.2 IP地址的組成 69
3.2.3 IP地址格式 70
3.2.4 子網掩碼的作用 70
3.3 IP地址分類 73
3.3.1 A類地址 73
3.3.2 B類地址 74
3.3.3 C類地址 74
3.3.4 D類和E類地址 74
3.3.5 保留的IP地址 75
3.3.6 實戰：本地環回地址 77
3.3.7 實戰：給本網段發送廣播 78
3.4 公網地址和私網地址 79
3.4.1 公網地址 79
3.4.2 私網地址 81
3.5 子網劃分 82
3.5.1 地址浪費 83
3.5.2 等長子網劃分 83
3.5.3 B類網絡子網劃分 87
3.5.4 A類網絡子網劃分 88
3.6 變長子網劃分 89
3.6.1 變長子網劃分介紹 90
3.6.2 點到點網絡的子網掩碼 91
3.6.3 子網掩碼的另一種表示方法―CIDR 92
3.6.4 判斷IP地址所屬的網段 93
3.6.5 子網劃分需要注意的幾個問題 94
3.7 超網合併網段 95
3.7.1 合併網段 95
3.7.2 不是任何連續的網段都能合併 96
3.7.3 哪些網段能夠合併 97
3.7.4 網段合併的規律 99
3.7.5 判斷一個網段是超網還是子網 99
3.8 習題 100
第4章 管理華為設備 104
4.1 介紹華為網絡設備操作系統 104
4.2 介紹eNSP 105
4.2.1 安裝eNSP 105
4.2.2 華為路由器型號 106
4.3 路由器的基本操作 108
4.3.1 通過Console配置路由器 108
4.3.2 配置路由器名稱和接口地址 110
4.3.3 配置路由器安全 114
4.3.4 配置eNSP和物理網絡連接 116
4.3.5 配置路由器允許telnet配置 117
4.4 配置文件的管理 122
4.4.1 保存當前配置 122
4.4.2 設置下一次啟動加載的配置文件 124
4.4.3 文件管理 124
4.4.4 將配置導出到FTP或TFTP服務器 126
4.5 捕獲數據包 130
4.6 習題 133
第5章 靜態路由 136
5.1 什麼是路由 136
5.1.1 網絡層實現的功能 136
5.1.2 網絡暢通的條件 137
5.1.3 靜態路由 138
5.2 實戰：配置靜態路由 141
5.2.1 查看路由表 141
5.2.2 添加靜態路由 142
5.2.3 測試網絡是否暢通 143
5.2.4 刪除靜態路由 143
5.3 路由匯總 144
5.3.1 通過路由匯總簡化路由表 144
5.3.2 路由匯總例外 146
5.3.3 無類域間路由(CIDR) 147
5.4 默認路由 147
5.4.1 全球最大的網段 148
5.4.2 使用默認路由作為指向Internet的路由 148
5.4.3 讓默認路由代替大多數網段的路由 150
5.4.4 默認路由和環狀網絡 150
5.4.6 使用默認路由和路由匯總簡化路由表 152
5.4.5 默認路由造成的往復轉發 153
5.4.7 Windows上的默認路由和網關 154
5.5 網絡排錯案例 157
5.5.1 排除網絡故障要俯視全網 158
5.5.2 計算機網關也很重要 158
5.6 習題 159
第6章 動態路由 165
6.1 動態路由 165
6.2 RIP協議 166
6.2.1 RIP協議的特點 166
6.2.2 RIP協議的工作原理 166
6.2.3 在路由器上配置RIP協議 168
6.2.4 查看路由表 170
6.2.5 觀察RIP協議的路由更新活動 173
6.2.6 測試RIP協議的健壯性 174
6.2.7 RIP協議數據包報文格式 175
6.2.8 RIP協議定時器 177
6.3 動態路由――OSPF協議 177
6.3.1 什麼是最短路徑優先 178
6.3.2 OSPF術語 179
6.3.3 OSPF協議的工作過程 181
6.3.4 OSPF的5種報文 182
6.3.5 OSPF支持多區域 182
6.4 配置OSPF協議 184
6.4.1 配置OSPF協議 184
6.4.2 查看OSPF協議的3張表 186
6.4.3 OSPF協議配置排錯 190
6.5 習題 191
第7章 交換機組網 197
7.1 交換機常規配置 198
7.2 交換機端口安全 199
7.2.1 交換機端口安全詳解 199
7.2.2 配置交換機端口安全 199
7.2.3 鏡像端口監控網絡流量 202
7.3 生成樹協議 204
7.3.1 交換機組網 204
7.3.2 生成樹協議的工作過程 205
7.3.3 生成樹的端口狀態 207
7.3.4 STP改進 208
7.3.5 實戰：查看和配置STP 208
7.4 VLAN 212
7.4.1 什麼是VLAN 212
7.4.2 理解VLAN 213
7.4.3 跨交換機VLAN 215
7.4.4 實戰：配置跨交換機的VLAN 217
7.4.5 實戰：使用三層交換實現VLAN間路由 221
7.4.6 使用路由器實現VLAN間路由 222
7.4.7 實戰：使用單臂路由器實現VLAN間路由 223
7.5 一個網段，多個VLAN 225
7.5.1 混合端口 225
7.5.2 實戰：使用混合端口控制VLAN間通信 226
7.5.3 實戰：跨交換機的混合端口 227
7.6 端口隔離 229
7.7 鏈路聚合 230
7.8 習題 233
第8章 網絡安全 239
8.1 基本ACL 239
8.1.1 基本ACL的應用 239
8.1.2 編輯ACL中的規則 244
8.1.3 使用ACL保護路由器安全 244
8.2 高級ACL 245
8.2.1 針對VLAN 1創建高級ACL 246
8.2.2 針對VLAN 2創建高級ACL 248
8.2.3 針對VLAN 3創建高級ACL 248
8.3 習題 249
第9章 網絡地址轉換和端口映射 252
9.1 公網地址和私網地址 252
9.2 NAT的類型 254
9.2.1 靜態NAT 254
9.2.2 動態NAT 254
9.2.3 網絡地址端口轉換 255
9.3 配置靜態NAT 256
9.4 使用外網端口地址做NAPT 257
9.5 使用公網地址池做NAPT 258
9.6 配置端口映射 259
9.7 靈活運用NAPT 261
9.7.1 悄悄在公司網絡中接入一個網段 261
9.7.2 實現單向訪問 263
9.8 習題 264
第 10章 將路由器配置為DHCP服務器 266
10.1 靜態地址和動態地址 266
10.2 將華為路由器配置為DHCP服務器 267
10.3 抓包分析DHCP分配地址的過程 269
10.4 跨網段分配IP地址 272
10.5 使用接口地址池為直連網段分配地址 274
10.6 習題 275
第 11章 IPv6 277
11.1 IPv6的改進 277
11.1.1 IPv4和IPv6的比較 278
11.1.2 ICMPv6協議的功能 278
11.2 IPv6地址 280
11.2.1 IPv6地址格式 280
11.2.2 IPv6地址分類 282
11.3 自動配置IPv6地址 283
11.3.1 自動配置IPv6地址的兩種方法 284
11.3.2 IPv6地址無狀態自動配置 285
11.3.3 抓包分析RA和RS數據包 287
11.3.4 IPv6地址有狀態自動配置 290
11.4 IPv6路由 292
11.4.1 IPv6靜態路由 293
11.4.2 RIPng 295
11.4.3 OSPFv3 296
11.5 IPv6和IPv4共存技術――IPv6 over IPv4 298
11.6 習題 300
第 12章 廣域網 302
12.1 廣域網 303
12.2 HDLC協議 304
12.3 PPP協議 306
12.3.1 介紹PPP協議 306
12.3.2 配置PPP協議：身份驗證用PAP 模式 307
12.3.3 配置PPP協議：身份驗證用CHAP模式 309
12.3.4 抓包分析PPP幀 310
12.3.5 配置PPP為另一端分配地址 312
12.4 PPPoE 314
12.4.1 配置Windows PPPoE撥號上網 314
12.4.2 配置路由器PPPoE撥號上網 319
12.5 幀中繼 321
12.5.1 幀中繼虛鏈路 321
12.5.2 配置點到點幀中繼接口 323
12.5.3 配置點到多點幀中繼接口 327
12.5.4 全互連的點到多點接口 331
12.6 習題 334
第 13章 VPN 336
13.1 虛擬專用網絡 336
13.1.1 專用網絡 336
13.1.2 虛擬專用網絡 337
13.2 配置站點間VPN 337
13.2.1 GRE隧道VPN 338
13.2.2 介紹IPSec VPN 342
13.2.3 配置IPSec VPN 343
13.2.4 基於Tunnel接口的IPSec VPN 346
13.3 遠程訪問VPN 347
13.4 習題 351
習題答案 353
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