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本書是H3C網(wǎng)絡學院路由交換技術第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)絡設備操作、以太網(wǎng)和WLAN等局域網(wǎng)技術、PPP/ADSL/DCC等廣域網(wǎng)技術、IP子網(wǎng)劃分, 以及主要TCP/IP協(xié)議。

　　前言

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的廣泛普及和應用，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)絡技術人才需求量的不斷增加，網(wǎng)絡技術教育和人才培養(yǎng)成為高等院校一項重要的戰(zhàn)略任務。

　　H3C網(wǎng)絡學院(HNC)主要面向高校在校學生開展網(wǎng)絡技術培訓，培訓使用H3C網(wǎng)絡學院培訓教程。H3C網(wǎng)絡學院培訓教程根據(jù)技術方向和課時分為多卷，高度強調(diào)實用性和提高學生動手操作的能力。

　　《路由交換技術詳解與實踐第1卷》教材與H3CNE認證課程內(nèi)容相對應，內(nèi)容覆蓋面廣，由淺入深，包括大量與實踐相關的內(nèi)容，學員學習后可具備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)絡學院的教科書，也可作為計算機通信相關專業(yè)學生的參考書。

　　公司職員：本教材能夠用于公司進行網(wǎng)絡技術的培訓，幫助員工理解和熟悉各類網(wǎng)絡應用，提升工作效率。

　　IT技術愛好者：本教材可以作為所有對IT技術感興趣的愛好者學習IT技術的自學參考書籍。

　　《路由交換技術詳解與實踐第1卷》教材內(nèi)容涵蓋當前構建中小型網(wǎng)絡的主流技術。從最基本的線纜制作到復雜的網(wǎng)絡配置都精心設計了相關實驗，充分凸顯了H3C網(wǎng)絡學院教程的特點——專業(yè)務實、學以致用。通過對本教材的學習，學員不僅能進行路由器、交換機等網(wǎng)絡設備的配置，還可以全面理解網(wǎng)絡與實際生活的聯(lián)系及應用，掌握如何利用基本的網(wǎng)絡技術設計和構建中小型企業(yè)網(wǎng)絡。課程經(jīng)過精心設計，結構合理，重點突出，學員可以在較短的學時內(nèi)完成全部內(nèi)容的學習，便于知識的連貫和理解，可以很快進入更高一級課程的學習中。依托新華三集團強大的研發(fā)和生產(chǎn)能力，教材涉及的技術都有其對應的產(chǎn)品支撐，能夠幫助學員更好地理解和掌握知識和技能。教材技術內(nèi)容都遵循國際標準，從而保證良好的開放性和兼容性。

　　《路由交換技術詳解與實踐第1卷》教材分為10篇，共45章，并含27個實驗。每章后面都附有練習題，幫助學員進行自測。

　　第1篇計算機網(wǎng)絡基礎

　　第1章計算機網(wǎng)絡概述：本章主要講述了計算機網(wǎng)絡的基本定義、基本功能和演進過程以及計算機網(wǎng)絡中的一些基本概念，同時還介紹了計算機網(wǎng)絡的類型和衡量計算機網(wǎng)絡的性能指標，最后介紹了計算機網(wǎng)絡的協(xié)議標準及標準化組織。

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

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

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

　　第5章網(wǎng)絡設備文件管理：本章主要講述了H3C網(wǎng)絡設備文件系統(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、網(wǎng)絡設備軟件的升級和用FTP和TFTP傳輸系統(tǒng)文件的操作等。

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

　　第2篇局域網(wǎng)技術基礎

　　第7章局域網(wǎng)技術概述：本章介紹了局域網(wǎng)的主要相關標準、局域網(wǎng)與OSI模型的對應關系和主要的局域網(wǎng)類型及其典型拓撲。

　　第8章以太網(wǎng)技術：本章講述了以太網(wǎng)的發(fā)展歷程和相關技術標準、各種以太網(wǎng)技術的基本原理、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：本章講述了WLAN的發(fā)展歷程、WLAN的頻率范圍和信道劃分、WLAN的相關組織和標準、WLAN拓撲基本元素、設備和組網(wǎng)知識。

　　第3篇廣域網(wǎng)技術基礎

　　第10章廣域網(wǎng)技術概述：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配置。

　　第13章PPP：本章講述了PPP協(xié)議的基本原理以及基礎配置。

　　第14章ADSL：本章講述了DSL的一些基本概念以及技術分類情況，以及目前應用最廣的主流DSL技術——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)絡雙向傳輸技術和方案，最后介紹了H3C公司基于EoC(EthernetoverCoax)技術的EPCN(EthernetPassiveCoaxNetwork)解決方案。

　　第4篇網(wǎng)絡層協(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應用工作原理。

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

　　第20章IPv6基礎：本章介紹了IPv6的特點，IPv6地址的表示方式、構成和分類，以及IEEEEUI64格式轉(zhuǎn)換原理；同時講述了鄰居發(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，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制。

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

　　第6篇應用層協(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的相關配置方法。

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

　　第25章其他應用層協(xié)議介紹：本章主要概述了三種較常用的應用(遠程登錄、電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽)所使用的應用層協(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

　　第26章以太網(wǎng)交換基礎：本章介紹了共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)的區(qū)別，最后重點講述了交換機進行MAC地址學習以構建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技術產(chǎn)生的背景，VLAN的類型及其相關配置，IEEE802．1Q的幀格式，交換機端口的鏈路類型及其相關配置。

　　第28章生成樹協(xié)議：本章首先介紹了有關STP協(xié)議的一些基本概念，以及STP協(xié)議是如何通過實現(xiàn)冗余鏈路的閉塞和開啟從而實現(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)，以及如何在交換機上對生成樹進行配置。

　　第29章鏈路聚合：本章介紹了鏈路聚合的作用，鏈路聚合中負載分擔的原理，以及如何在交換機上配置及維護鏈路聚合。

　　第8篇IP路由技術

　　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，路由表的構成及含義，以及在設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)默認路由和靜態(tài)黑洞路由的配置與應用，以及如何用靜態(tài)路由實現(xiàn)路由備份及負載分擔的方法。

　　第32章路由協(xié)議基礎：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，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，RIP路由信息的生成和維護，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)絡安全技術基礎

　　第35章網(wǎng)絡安全技術概述：本章介紹了網(wǎng)絡安全技術概念和網(wǎng)絡安全技術的范圍。

　　第36章用訪問控制列表實現(xiàn)包過濾：本章介紹了ACL分類及應用，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)絡地址轉(zhuǎn)換：本章講述了NAT技術出現(xiàn)的歷史背景，NAT的分類及其原理，如何配置常見NAT應用，以及如何在實際網(wǎng)絡中靈活選擇適當?shù)腘AT技術。

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

　　第39章交換機端口安全技術：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及其配置，最后介紹了端口綁定技術及其配置。

　　第40章IPSec：本章講述了IPSec的功能和特點，IPSec的體系構成，IPSec/IKE的基本特點，以及如何進行IPSec+IKE預共享密鑰隧道的基本配置。

　　第41章EAD：本章介紹了EAD的實現(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)絡優(yōu)化和管理基礎

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

　　第43章網(wǎng)絡管理：本章從網(wǎng)絡管理技術概述出發(fā)，首先介紹了網(wǎng)絡管理的基本概念和功能；然后介紹網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)，重點介紹SNMP；為了使讀者掌握網(wǎng)絡管理的實際運用，在此基礎上介紹了H3C的網(wǎng)絡管理產(chǎn)品和應用；最后對網(wǎng)絡管理的發(fā)展趨勢進行了介紹。

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

　　第45章網(wǎng)絡故障排除基礎：本章對網(wǎng)絡故障進行了分類，介紹網(wǎng)絡故障排除的步驟，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。若讀者采用的設備型號、軟件版本等與本書不同，可參考所用設備和版本的相關手冊。

　　新華三大學培訓開發(fā)委員會認證培訓編委會

　　第1章計算機網(wǎng)絡概述

　　計算機網(wǎng)絡已經(jīng)廣泛應用在人們的身邊，正改變著人們工作和生活的方式。

　　網(wǎng)絡給社會帶來的革新是深遠的。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)務平臺互通成為可能。另外，計算機軟件已不再局限于過去的單機運行，形形色色的網(wǎng)絡應用——如辦公自動化系統(tǒng)、遠程教學、應用于各行各業(yè)的管理軟件等，無不與計算機網(wǎng)絡發(fā)生著緊密的聯(lián)系。

　　計算機網(wǎng)絡的迅速普及和企業(yè)的IT化發(fā)展導致了社會對網(wǎng)絡工程師的大量需求。企業(yè)越來越需要大量的專業(yè)人才為它們設計、架構、管理并充分發(fā)揮計算機互聯(lián)網(wǎng)絡的作用。

　　對于初學者而言，首先建立對計算機網(wǎng)絡的初步、輪廓性的認識是非常有必要的。本章將會為學習后續(xù)章節(jié)的知識打下良好的基礎；對于已經(jīng)學習過相關知識的學員，通讀本章，將能夠幫助學員對網(wǎng)絡的基礎知識進行快速的回顧。

　　1.1本章目標

　　學習完本章，應該能夠達到以下目標。

　�。�1）掌握計算機網(wǎng)絡的基本定義和基本功能。

　　（2）了解計算機網(wǎng)絡的演進過程。

　�。�3）掌握計算機網(wǎng)絡中的基本概念。

　�。�4）掌握計算機網(wǎng)絡的類型和衡量計算機網(wǎng)絡的性能指標。

　�。�5）了解計算機網(wǎng)絡的協(xié)議標準及標準化組織。

　　1.2什么是計算機網(wǎng)絡

　　1.2.1計算機網(wǎng)絡的定義

　　計算機網(wǎng)絡，顧名思義是由計算機組成的網(wǎng)絡系統(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：計算機網(wǎng)絡是一組自治計算機互連的集合。自治是指每個計算機都有自主權，不受別人控制；互連則是指使用通信介質(zhì)進行計算機連接，并達到相互通信的目的。這個定義過于專業(yè)化。通俗地講，計算機網(wǎng)絡就是把分布在不同地理區(qū)域的獨立計算機以及專門的外部設備利用通信線路連成一個規(guī)模大、功能強的網(wǎng)絡系統(tǒng)，從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享信息資源。

　　圖11計算機網(wǎng)絡

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

　　1.2.2計算機網(wǎng)絡的基本功能

　　歸納來說，計算機網(wǎng)絡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備，如打印機、FAX、Modem等。網(wǎng)絡的出現(xiàn)使資源共享變得簡單，交流的雙方可以跨越時空的障礙，隨時隨地傳遞信息、共享資源。

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

　　通過計算機網(wǎng)絡，海量的處理任務可以分配到全球各地的計算機上。例如，一個大型ICP(InternetContentProvider)網(wǎng)絡訪問量相當之大，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)服務器。通過一定技術使不同地域的用戶看到放置在離他最近的服務器上的相同頁面，這樣可以實現(xiàn)各服務器的負荷均衡，并使得通信距離縮短。

　　3.綜合信息服務

　　網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢是應用日益多元化，即在一套系統(tǒng)上提供集成的信息服務，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)絡應用不斷涌現(xiàn)，如電子郵件(Email)、IP電話、視頻點播(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)絡技術將語音集成到IP網(wǎng)絡上，實現(xiàn)在基于IP的網(wǎng)絡上進行語音通信，極大地節(jié)省了長途電話費用，豐富了語音業(yè)務類型。同樣，視頻信息也可以集成到IP網(wǎng)絡上傳輸，實現(xiàn)可視電話和視頻會議等應用。

　　1.3計算機網(wǎng)絡的演進

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