网络工程设备配置

信息技术作为先进生产力的代表，如今正在世界范围内推进着人类生产方式、生活方式和经济社会发展格局的深刻变革。

随着我国“十二五”计划的进程向前推进，国内各大运营商、政府机构及企事业单位都在积极稳步推进自身的信息系统建设与升级，同时也带动了系统集成等相关网络行业的快速发展。

工业与信息化部发布的“互联网行业‘十二五’发展规划”中明确提出“十二五”期间的发展目标——到“十二五”末期，我国要建成宽带高速、广泛普及、安全可靠、可信可管、绿色健康的网络环境，形成公平竞争、诚信守则、创新活跃的市场环境，实现从应用创新、网络演进到技术突破、产业升级的全面提升。“规划”同时还强调了互联网行业高技术人才的培养和引进对“目标”的实现将起到至关重要的作用，鼓励通过合作办学、定向培养、继续教育等多种方式培养互联网人才，建立和完善产学研用合作的人才培养模式。在此背景下，互联网产业人才需求必将迎来较大的增长。

本书以项目为背景，介绍了网络集成中常用的技术及实现方案。相对以往以章节为中心的教材，本书重点强调了相关知识技能的行业应用。让读者能在学习的过程中掌握所学知识技能的应用案例。全书共设计了14个项目。项目一介绍了如何实现园区网地址规划。项目二介绍了网络工程设备的基本操作规范。项目三介绍了网络工程设备密码丢失的应急处理。项目四介绍了网络工程设备提供IP服务中的动态地址分配。项目五介绍了网络工程二层网络中常见的VLAN设计与实现。项目六介绍了二层网络中的冗余备份技术与负载均衡策略。项目七介绍了小型网络及末梢网络常用的静态路由。项目八介绍了动态路由中距离矢量路由的特点及应用。项目九介绍了中型企业网络中常用的OSPF路由特点及应用。项目十介绍了如何使用帧中继解决不同地区企业网络互联问题。项目十一介绍了如何使用IP服务中的ACL来提高企业网络的安全性。项目十二介绍了IP服务中NAT来做企业网络到互联网的出口设计。项目十三介绍了如何使用VRRP提高企业网络的网关可靠性。项目十四介绍了网络故障排除的基本思想，同时还做了两个网络故障排除的案例来说明故障排除的一般步骤。

本书从网络地址规划开始，分别介绍了网络设备的基本操作与维护、交换技术、路由技术及IP相关服务。通过本书的学习，读者将掌握中小型企业网络工程案例中相关设备的配置和相关方案设计。本书既可作为高校信息类专业的教材，也可为致力于参加计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试——网络工程师，思科CCNA，华为HCNA，锐捷RCNA等相关认证考试的读者提供有益的参考和帮助。

本书由王可、谭晏松担任主编，童均、林勇担任副主编。王可编写了项目九至十四，共计15万余字，谭晏松编写了项目一、二、五至八，共计12万余字，童均编写了项目三，林勇编写了项目四，全书由王可统稿，谭晏松审校。在本书的编写过程中，还得到了计算机系部的关心和支持，以及网络教研室其他老师的意见和建议，在这里表示衷心的感谢。同时，信息类相关专业的老师也对本书的写作给予了极大的支持与帮助，在此一并向他们表示感谢。

在本书编写过程中，作者还参考了大量的相关技术资料，汲取了许多同行的宝贵经验，在此表示感谢。

由于时间仓促及作者水平有限，书中难免有不当和错误之处，恳请广大读者批评指正。

编 者

2012年5月

前言

项目一 网络地址规划VLSM 1
案例描述 1
相关知识 2
1.1 地址规划与子网划分 2
1.1.1 地址与通信类型 4
1.1.2 定长子网计算 7
1.2 VLSM 9
1.2.1 VLSM规划 10
1.2.2 CIDR 11
项目实施 11
项目二 网络设备基本操作 13
案例描述 13
相关知识 13
2.1 设备结构 13
2.1.1 CPU 13
2.1.2 RAM 13
2.1.3 ROM 14
2.1.4 Flash 14
2.1.5 NVRAM 14
2.1.6 接口 14
2.2 设备访问方法 15
2.2.1 超级终端 15
2.2.2 Telnet 16
2.3 IOS基础配置 17
2.3.1 IOS模式及转换 17
2.3.2 设备名称配置 20
2.3.3 设备密码配置 20
2.3.4 接口配置 21
2.3.5 登录横幅配置 21
2.3.6 配置保存 22
项目实施 22
项目三 密码恢复与文件管理 23
案例描述 23
相关知识 23
3.1 路由器启动 23
3.1.1 路由器启动顺序 23
3.1.2 检查路由器启动 24
3.2 配置寄存器 26
3.3 密码恢复 26
3.4 文件管理 27
3.4.1 IOS文件管理 27
3.4.2 配置文件管理 29
项目实施 31
项目四 DHCP服务 33
案例描述 33
相关知识 34
4.1 DHCP基础 34
4.1.1 DHCP工作方式 34
4.1.2 DHCP工作步骤 34
4.2 DHCP基本配置 35
4.3 DHCP中继 36
项目实施 37
项目五 VLAN 39
案例描述 39
相关知识 40
5.1 VLAN基础 40
5.1.1 VLAN 的优点 41
5.1.2 VLAN的实现方式 41
5.2 VLAN中继 42
5.2.1 802.1Q 42
5.2.2 动态中继协议DTP 43
5.3 VLAN的基本配置 45
5.4 VLAN间通信 45
5.4.1 传统路由方式实现VLAN间通信 45
5.4.2 单臂路由实现VLAN间通信 47
5.4.3 SVI实现VLAN间通信 48
项目实施 49
项目六 冗余网络组建 52
案例描述 52
相关知识 53
6.1 冗余链路 53
6.2 生成树协议STP 55
6.2.1 STP术语 55
6.2.2 STP计算过程 56
6.2.3 端口状态 57
6.3 MSTP 58
6.3.1 传统STP问题 58
6.3.2 MSTP术语 59
6.3.3 MSTP配置 59
项目实施 60
项目七 静态路由 63
案例描述 63
相关知识 64
7.1 路由基础 64
7.1.1 路由器角色 64
7.1.2 路由分类 65
7.1.3 管理距离 68
7.1.4 路由表 70
7.1.5 路由原理与查找规则 70
7.2 静态路由 71
7.2.1 带下一跳地址的静态路由 71
7.2.2 带送出接口的静态路由 73
7.2.3 默认路由 73
项目实施 74
项目八 路由信息协议RIP 76
案例描述 76
相关知识 77
8.1 RIP概述 77
8.2 RIP特点 78
8.3 路由学习方法 78
8.4 路由环路 80
8.5 RIP配置 84
8.6 RIPv2 86
项目实施 89
项目九 开放最短路径优先OSPF 91
案例描述 91
相关知识 92
9.1 链路状态路由协议 92
9.2 OSPF特点与术语 92
9.3 OSPF数据包类型 94
9.3.1 hello数据包 95
9.3.2 数据库描述包DBD 96
9.3.3 链路状态请求包LSR 97
9.3.4 链路状态更新包LSU 97
9.3.5 链路状态确认包LSACK 97
9.4 OSPF路由计算过程 98
9.5 OSPF区域 102
9.6 OSPF网络类型 104
9.6.1 点到点网络 104
9.6.2 广播网络 104
9.6.3 DR与BDR 105
9.7 OSPF配置 107
项目实施 109
项目十 帧中继frame-relay 114
案例描述 114
相关知识 115
10.1 帧中继简介 115
10.1.1 虚电路 115
10.1.2 帧中继封装 116
10.1.3 帧中继拓扑 117
10.1.4 帧中继映射 118
10.2 帧中继本地管理接口LMI 119
10.3 帧中继子接口 119
10.3.1 点到点子接口 119
10.3.2 多点子接口 120
10.4 帧中继配置 120
10.4.1 帧中继基本配置 120
10.4.2 配置静态帧中继映射 120
10.4.3 配置帧中继子接口 120
10.4.4 检验帧中继接口 121
项目实施 121
项目十一 基本网络安全ACL服务 126
案例描述 126
相关知识 127
11.1 ACL简介 127
11.1.1 什么是ACL 127
11.1.2 ACL工作原理 127
11.1.3 ACL分类 131
11.2 通配符掩码 131
11.3 ACL配置 133
11.3.1 标准IP ACL配置 133
11.3.2 扩展IP ACL配置 135
11.3.3 检查IP ACL 137
项目实施 137
项目十二 NAT服务 144
案例描述 144
相关知识 145
12.1 NAT简介 145
12.1.1 私有地址与公有地址 145
12.1.2 NAT术语 145
12.2 NAT工作原理 146
12.3 NAT优点与缺点 147
12.4 NAT工作方式 148
12.4.1 静态NAT 148
12.4.2 动态NAT 148
12.4.3 PAT 148
12.5 NAT配置 149
12.5.1 静态NAT配置 149
12.5.2 动态NAT配置 150
12.5.3 PAT配置 151
项目实施 151
项目十三 网关备份VRRP服务 154
案例描述 154
相关知识 155
13.1 VRRP应用背景 155
13.2 VRRP简介 156
13.3 VRRP术语与状态 156
13.3.1 VRRP术语 156
13.3.2 VRRP状态 157
13.4 VRRP选举 158
13.5 VRRP工作方式 159
13.6 VRRP报文及工作流程 159
13.7 VRRP接口跟踪 160
13.8 VRRP负载均衡 161
13.9 VRRP配置 162
13.9.1 VRRP基本配置 162
13.9.2 VRRP抢占与跟踪 163
13.9.3 VRRP负载均衡 164
项目实施 165
项目十四 基本网络故障排除 167
14.1 网络故障排除基本方法 167
14.2 案例一：地址不连续规划 173
14.2.1 案例介绍 173
14.2.2 故障分析 174
14.2.3 故障排除 178
14.3 案例二：OSPF运行帧中继故障 180
14.3.1 案例介绍 180
14.3.2 故障分析 181
14.3.3 故障排除 182
参考文献 184

1. 嵌入式人工智能技术应用（数字教材） [主编 胡娜 杨国勇 晏廷荣]
2. Linux服务器配置与管理项目教程（微课版）（第2版） [主 编 宋丽娜 常丽媛 蒋一锄]
3. Java Web项目化设计实践教程 [邱云 曾陈萍]
4. 人工智能开发框架应用 [主编 王明超 芦娅云]
5. 民航客舱服务实用英语教程 [主编 田静 徐亚玲]
6. Python数据分析 [主编　冯志辉　赵磊　李放]
7. 大学信息技术 [曾翰颖 编著]
8. 创新创业训练实践教程 [主编 王日华 陈武 黄喆诚]
9. 实用运筹学 [主编　邢育红　于晋臣]
10. 电子技术（第二版） [主编 覃爱娜 李飞]
11. 工程数学 [主编 郭立娟 王海]
12. 语音识别理论与实践 [主编　莫宏伟]
13. 武术基础教程 [主编 李代勇 谢志民]
14. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
15. 电工电子技术基础 [主编 刘 军 杨国龙 刘天成]
16. MySQL数据库项目式教程 [陈亚峰]
17. 机械设计基础（第二版） [主编 田亚平 李爱姣]
18. 画法几何与机械制图 [主编 赵军]
19. C语言程序设计习题与实验指导（第二版） [主编 甄增荣 张宾]
20. C语言程序设计（第二版） [主编 甄增荣 田云霞]
21. Unity3D虚拟现实应用开发实践 [主 编 刘龙]
22. 智能化技术基础（第三版） [邓文达　李礼]
23. 面向对象程序设计 [主编 张勇 张平华 赵小龙]
24. 网络营销 [主编 夏薇薇 刘婷 尚洁]
25. 电视节目策划与制作（微课版） [主　编　黄滴滴]
26. 数据库技术与应用实践教程（SQL Server 2019） [主 编 严晖 周肆清]
27. 大学应用数学 [主编 郭立娟]
28. 软件定义网络技术与实践 [主编　但唐仁]
29. 工业机器人拆装与调试 [主编 胡月霞 向艳芳 朱奇]
30. 信号与系统（第二版） [主编 张宇]