基本介绍

内容简介

《思科网络技术学院教程(CCNA Exploration:网络基础知识)》作为思科网络技术学院的指定教材，适合准备参加CCNA认证考试的读者。另外《思科网络技术学院教程CCNA Exploration:网络基础知识》也适合各类网络技术人员参考阅读。

作者简介

Mark A．Dye，是加兹登社区学院Bevill中心的技术和培训管理者，他也管理并任教于思科网络技术学院。现在他是思科网络技术学院项目的全职评估人和课程开发人员。从1985年开始，Mark运营着一个私人技术咨询公司。Mark30多年的经历包括医疗设备工程师、野战勤务工程师、客服监督、网络工程师和教师。 Rick McDonald，在克奇坎的阿拉斯加东南大学教授计算机和网络课程。他开发了利用Web会议和NETLAB工具进行远距离实验培训的方法。Rick在任全职教师前曾工作于航空工业。他也曾在北卡罗莱纳州思科网络技术学院教授CCNA和CCNP课程，并是CCNA教师培训人员。 Antoon“Tony”w．Ruff是ECPI技术学院的计算机和信息科学的副院长。他也在思科网络技术学院讲授CCNA、CCNt、网络安全、无线LAN基础和IP电话课程。成为ECPI教师之前，他在美国空军工作了将近30年，致力于电子和计算机项目。

图书目录

第1章 生活在以网络为中心的世界里 1 1.1 目标 1 1.2 关键术语 1 1.3 在以网络为中心的世界相互通信 2 1.3.1 网络支撑着我们的生活方式 2 1.3.2 当今最常用的几种通信工具 3 1.3.3 网络支撑着我们的学习方式 3 1.3.4 网络支撑着我们的工作方式 4 1.3.5 网络支撑着我们娱乐的方式 5 1.4 通信：生活中不可或缺的一部分 5 1.4.1 何为通信 6 1.4.2 通信质量 6 1.5 网络作为一个平台 6 1.5.1 通过网络通信 7 1.5.2 网络要素 7 1.5.3 融合网络 9 1.6 Internet的体系结构 10 1.6.1 网络体系结构 10 1.6.2 具备容错能力的网络体系结构 11 1.6.3 可扩展网络体系结构 13 1.6.4 提供服务质量 13 1.6.5 提供网络安全保障 15 1.7 网络趋势 16 1.7.1 它的发展方向是什么？ 16 1.7.2 网络行业就业机会 17 1.8 总结 17 1.9 实验 18 1.10 检查你的理解 18 1.11 挑战的问题和实践 20 1.12 知识拓展 20 第2章 网络通信 21 2.1 目标 21 2.2 关键术语 21 2.3 通信的平台 22 2.3.1 通信要素 22 2.3.2 传送消息 23 2.3.3 网络的组成部分 23 2.3.4 终端设备及其在网络中的作用 24 2.3.5 中间设备及其在网络中的作用 24 2.3.6 网络介质 25 2.4 局域网、广域网和网际网络 26 2.4.1 局域网 26 2.4.2 广域网 26 2.4.3 Internet：由多个网络组成的网络 26 2.4.4 网络表示方式 27 2.5 协议 28 2.5.1 用于规范通信的规则 28 2.5.2 网络协议 29 2.5.3 协议族和行业标准 29 2.5.4 协议的交互 29 2.5.5 技术无关协议 30 2.6 使用分层模型 30 2.6.1 使用分层模型的优点 30 2.6.2 协议和参考模型 31 2.6.3 TCP/IP模型 31 2.6.4 通信的过程 32 2.6.5 协议数据单元和封装 32 2.6.6 发送和接收过程 33 2.6.7 OSI模型 33 2.6.8 比较OSI模型与TCP/IP模型 34 2.7 网络编址 35 2.7.1 网络中的编址 35 2.7.2 数据送达终端设备 35 2.7.3 通过网际网络获得数据 35 2.7.4 数据到达正确的应用程序 36 2.8 总结 37 2.9 实验 37 2.10 检查你的理解 37 2.11 挑战的问题和实践 39 2.12 知识拓展 39 第3章 应用层功能及协议 41 3.1 目标 41 3.2 关键术语 41 3.3 应用程序：网络间的接口 42 3.3.1 OSI模型及TCP/IP模型 42 3.3.2 应用层软件 44 3.3.3 用户应用程序、服务以及应用层协议 45 3.3.4 应用层协议功能 45 3.4 准备应用程序和服务 46 3.4.1 客户端—服务器模型 46 3.4.2 服务器 46 3.4.3 应用层服务及协议 47 3.4.4 点对点网络及应用程序 48 3.5 应用层协议及服务实例 49 3.5.1 DNS服务及协议 50 3.5.2 WWW服务及HTTP 53 3.5.3 电子邮件服务及SMTP/POP协议 54 3.5.4 电子邮件服务器进程——MTA及MDA 55 3.5.5 FTP 56 3.5.6 DHCP 57 3.5.7 文件共享服务及SMB协议 58 3.5.8 P2P服务和Gnutella协议 59 3.5.9 Telnet服务及协议 60 3.6 总结 61 3.7 实验 61 3.8 检查你的理解 62 3.9 挑战的问题和实践 63 3.10 知识拓展 64 第4章 OSI传输层 65 4.1 目标 65 4.2 关键术语 65 4.3 传输层的作用 66 4.3.1 传输层的用途 66 4.3.2 支持可靠通信 69 4.3.3 TCP和UDP 70 4.3.4 端口寻址 71 4.3.5 分段和重组：分治法 74 4.4 TCP：可靠通信 75 4.4.1 创建可靠会话 75 4.4.2 TCP服务器进程 76 4.4.3 TCP连接的建立和终止 76 4.4.4 三次握手 76 4.4.5 TCP会话终止 78 4.4.6 TCP窗口确认 79 4.4.7 TCP重传 80 4.4.8 TCP拥塞控制：将可能丢失的数据段降到最少 80 4.5 UDP协议：低开销通信 81 4.5.1 UDP：低开销与可靠性对比 81 4.5.2 UDP数据报重组 82 4.5.3 UDP服务器进程与请求 82 4.5.4 UDP客户端进程 82 4.6 总结 83 4.7 实验 84 4.8 检查你的理解 84 4.9 挑战的问题和实践 86 4.10 知识拓展 86 第5章 OSI网络层 87 5.1 学习目标 87 5.2 关键术语 87 5.3 IPv4地址 88 5.3.1 网络层：从主机到主机的通信 88 5.3.2 IPv4：网络层协议的例子 90 5.3.3 IPv4数据包：封装传输层PDU 92 5.3.4 IPv4数据包头 92 5.4 网络：将主机分组 93 5.4.1 建立通用分组 93 5.4.2 为何将主机划分为网络？ 95 5.4.3 从网络划分网络 97 5.5 路由：数据包如何被处理 98 5.5.1 设备参数：支持网络外部通信 98 5.5.2 IP数据包：端到端传送数据 98 5.5.3 网关：网络的出口 99 5.5.4 路由：通往网络的路径 100 5.5.5 目的网络 102 5.5.6 下一跳：数据包下一步去哪 103 5.5.7 数据包转发：将数据包发往目的 103 5.6 路由过程：如何学习路由 104 5.6.1 静态路由 104 5.6.2 动态路由 104 5.6.3 路由协议 105 5.7 总结 106 5.8 试验 106 5.9 检查你的理解 107 5.10 挑战问题和实践 108 5.11 知识拓展 109 第6章 网络编址：IPv4 110 6.1 学习目标 110 6.2 关键术语 110 6.3 IPv4地址 111 6.3.1 IPv4地址剖析 111 6.3.2 二进制与十进制数之间的转换 112 6.3.3 十进制到二进制的转换 114 6.3.4 通信的编址类型：单播、广播，多播 118 6.4 不同用途的IPv4地址 121 6.4.1 IPv4网络范围内的不同类型地址 121 6.4.2 子网掩码：定义地址的网络和主机部分 122 6.4.3 公用地址和私用地址 123 6.4.4 特殊的单播IPv4地址 124 6.4.5 传统IPv4编址 125 6.5 地址分配 127 6.5.1 规划网络地址 127 6.5.2 最终用户设备的静态和动态地址 128 6.5.3 选择设备地址 129 6.5.4 Internet地址分配机构(IANA) 130 6.5.5 ISP 131 6.6 计算地址 132 6.6.1 这台主机在我的网络上吗？ 132 6.6.2 计算网络、主机和广播地址 133 6.6.3 基本子网 135 6.6.4 子网划分：将网络划分为适当大小 138 6.6.5 细分子网 140 6.7 测试网络层 145 6.7.1 ping 127.0.0.1：测试本地协议族 146 6.7.2 ping网关：测试到本地网络的连通性 146 6.7.3 ping远程主机：测试到远程网络的连通性 146 6.7.4 traceroute(tracert)：测试路径 147 6.7.5 ICMPv4：支持测试和消息的协议 149 6.7.6 IPv6概述 150 6.8 总结 151 6.9 试验 151 6.10 检查你的理解 152 6.11 挑战问题和实践 153 6.12 知识拓展 153 第7章 OSI数据链路层 154 7.1 学习目标 154 7.2 关键术语 154 7.3 数据链路层：访问介质 155 7.3.1 支持和连接上层服务 155 7.3.2 控制通过本地介质的传输 156 7.3.3 创建帧 157 7.3.4 将上层服务连接到介质 158 7.3.5 标准 159 7.4 MAC技术：将数据放入介质 159 7.4.1 共享介质的MAC 159 7.4.2 无共享介质的MAC 161 7.4.3 逻辑拓扑与物理拓扑 161 7.5 MAC：编址和数据封装成帧 163 7.5.1 数据链路层协议：帧 163 7.5.2 封装成帧：帧头的作用 164 7.5.3 编址：帧的去向 164 7.5.4 封装成帧：帧尾的作用 165 7.5.5 数据链路层帧示例 165 7.6 汇总：跟踪通过Internet的数据传输 169 7.7 总结 172 7.8 试验 173 7.9 检查你的理解 173 7.10 挑战问题和实践 174 7.11 知识拓展 174 第8章 OSI物理层 176 8.1 学习目标 176 8.2 关键术语 176 8.3 物理层：通信信号 177 8.3.1 物理层的用途 177 8.3.2 物理层操作 177 8.3.3 物理层标准 178 8.3.4 物理层的基本原则 178 8.4 物理层信号和编码：表示比特 179 8.4.1 用于介质的信号比特 179 8.4.2 编码：比特分组 181 8.4.3 数据传输能力 182 8.5 物理介质：连接通信 183 8.5.1 物理介质的类型 183 8.5.2 铜介质 184 8.5.3 光纤介质 187 8.5.4 无线介质 189 8.5.5 介质连接器 190 8.6 总结 191 8.7 试验 191 8.8 检查你的理解 192 8.9 挑战问题和实践 193 8.10 知识拓展 194 第9章 以太网 195 9.1 学习目标 195 9.2 关键术语 195 9.3 以太网概述 196 9.3.1 以太网：标准和实施 196 9.3.2 以太网：第1层和第2层 196 9.3.3 逻辑链路控制：连接上层 197 9.3.4 MAC：获取送到介质的数据 197 9.3.5 以太网的物理层实现 198 9.4 以太网：通过LAN通信 198 9.4.1 以太网历史 199 9.4.2 传统以太网 199 9.4.3 当前的以太网 200 9.4.4 发展到1Gbit/s及以上速度 200 9.5 以太网帧 201 9.5.1 帧：封装数据包 201 9.5.2 以太网MAC地址 202 9.5.3 十六进制计数和编址 203 9.5.4 另一层的地址 205 9.5.5 以太网单播、多播和广播 205 9.6 以太网MAC 207 9.6.1 以太网中的MAC 207 9.6.2 CSMA/CD：过程 207 9.6.3 以太网定时 209 9.6.4 帧间隙和回退 211 9.7 以太网物理层 212 9.7.1 10Mbit/s和100Mbit/s以太网 212 9.7.2 吉比特以太网 213 9.7.3 以太网：未来的选择 214 9.8 集线器和交换机 215 9.8.1 传统以太网：使用集线器 215 9.8.2 以太网：使用交换机 216 9.8.3 交换：选择性转发 217 9.9 地址解析协议(ARP) 219 9.9.1 将IPv4地址解析为MAC地址 219 9.9.2 维护映射缓存 220 9.9.3 删除地址映射 222 9.9.4 ARP广播问题 223 9.10 总结 223 9.11 试验 223 9.12 检查你的理解 224 9.13 挑战问题和实践 225 9.14 知识拓展 225 第10章 网络规划和布线 226 10.1 学习目标 226 10.2 关键术语 226 10.3 LAN：进行物理连接 227 10.3.1 选择正确的LAN设备 227 10.3.2 设备选择因素 228 10.4 设备互连 230 10.4.1 LAN和WAN：实现连接 230 10.4.2 进行LAN连接 234 10.4.3 进行WAN连接 237 10.5 制定编址方案 239 10.5.1 网络上有多少主机？ 240 10.5.2 有多少网络？ 240 10.5.3 设计网络地址的标准 241 10.6 计算子网 242 10.6.1 计算地址：例1 242 10.6.2 计算地址：例2 245 10.7 设备互连 246 10.7.1 设备接口 246 10.7.2 进行设备的管理连接 247 10.8 总结 248 10.9 试验 249 10.10 检查你的理解 249 10.11 挑战问题和实践 250 10.12 知识拓展 252 第11章 配置和测试网络 253 11.1 学习目标 253 11.2 关键术语 253 11.3 配置Cisco设备：IOS基础 254 11.3.1 Cisco IOS 254 11.3.2 访问方法 254 11.3.3 配置文件 256 11.3.4 介绍Cisco IOS模式 257 11.3.5 基本IOS命令结构 259 11.3.6 使用CLI帮助 260 11.3.7 IOS检查命令 264 11.3.8 IOS配置模式 266 11.4 利用Cisco IOS进行基本配置 266 11.4.1 命名设备 266 11.4.2 限制设备访问：配置口令和标语 268 11.4.3 管理配置文件 271 11.4.4 配置接口 274 11.5 校验连通性 276 11.5.1 验证协议族 276 11.5.2 测试接口 277 11.5.3 测试本地网络 280 11.5.4 测试网关和远端的连通性 281 11.5.5 trace命令和解释trace命令的结果 282 11.6 监控和记录网络 286 11.6.1 网络基线 286 11.6.2 捕获和解释trace信息 287 11.6.3 了解网络上的节点 288 11.7 总结 290 11.8 试验 291 11.9 检查你的理解 292 11.10 挑战问题和实践 293 11.11 知识拓展 293 附录 检查你的理解和挑战问题答案 294 术语表 307

序言

本书中用于表示命令语法的规则同10s命令手册一致。命令手册中的表示规则描述如下：粗体字代表输入的是命令或关键字。在实际配置例子和输出（非常规的命令语法）中，粗体字代表用户手工输入的命令（如show命令）；斜体字指用户实际输入的参数值；竖线用于分割可选的、互斥的选项；方括号表示可选项；花括号表示必选项；方括号中的花括号…表示必须在任选项中选择一个。 思科网络技术学院项目是采用e-learning方式，为全世界的学生提供学习信息技术的项目。CiscoCCNA Exploration包括4门课程，提供全面的从基础到高级应用和服务的网络知识。本课程既强调理论概念也包含实践应用，同时提供获得设计、安装、运行和维护小型到中型网络（包括企业网络和服务供应商环境）的技能。网络基础课程是第1门课，它是学习网络的基础。本书是官方提供的用于网络学院CCNA Exploration在线教程4．x版的补充课本。作为课本，本书与在线教程提供相同的有关网络概念、技术、协议和设备的介绍。 本书强调关键主题、术语和练习并提供了更多解释和例子。你可用在线教程作为直接的指导，使用本指南来巩固对所有知识的理解。

编辑推荐

《思科网络技术学院教程CCNA Exploration:LAN交换无线》由人民邮电出版社出版。

目录

第1章 LAN设计 1 1.1 交换式LAN体系结构 2 1.1.1 分层网络模型 2 1.1.2 分层网络的设计原则 5 1.1.3 什么是融合网络 7 1.2 将交换机与指定的LAN功能进行配对 10 1.2.1 分层网络交换机的考虑因素 11 1.2.2 交换机的特性 14 1.2.3 分层网络中交换机的功能 18 1.2.4 适合中小企业(SMB)的交换机 22 1.3 总结 25 1.4 实验 26 1.5 检查你的理解 26 1.6 挑战的问题与实践 28 第2章 交换机基本概念和配置 30 2.1 Ethernet/802.3 LAN简介 31 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键因素 31 2.1.2 Ethernet/802.3网络的设计考虑因素 35 2.1.3 LAN设计考虑因素 38 2.2 使用交换机转发帧 39 2.2.1 交换机数据包转发方法 39 2.2.2 对称交换和非对称交换 40 2.2.3 内存缓冲 40 2.2.4 第2层和第3层交换 41 2.3 交换机管理配置 42 2.3.1 切换命令行界面模式 42 2.3.2 使用帮助功能 45 2.3.3 访问命令历史记录 46 2.3.4 交换机启动顺序 47 2.3.5 准备配置交换机 48 2.3.6 基本交换机配置 48 2.3.7 验证交换机配置 52 2.3.8 基本交换机管理 54 2.4 配置交换机安全性 57 2.4.1 配置口令选项 57 2.4.2 登录标语 61 2.4.3 配置Telnet和SSH 62 2.4.4 常见安全攻击 64 2.4.5 安全工具 68 2.4.6 配置端口安全性 70 2.4.7 保护未使用的端口 73 2.5 总结 74 2.6 实验 74 2.7 检查你的理解 74 2.8 挑战的问题与实践 78 第3章 虚拟局域网 80 3.1 VLAN简介 81 3.1.1 VLAN定义 81 3.1.2 VLAN的优点 83 3.1.3 VLAN ID范围 83 3.1.4 VLAN的类型 84 3.1.5 语音VLAN 86 3.1.6 网络流量类型 89 3.1.7 交换机端口成员资格模式 91 3.1.8 用VLAN控制广播域 93 3.2 VLAN中继 96 3.2.1 VLAN中继 96 3.2.2 中继工作方式 99 3.2.3 中继模式 99 3.3 配置VLAN和中继 101 3.3.1 配置VLAN 102 3.3.2 管理VLAN 103 3.3.3 配置中继 107 3.4 VLAN和中继的故障排除 110 3.4.1 常见中继问题 111 3.4.2 常见VLAN配置问题 115 3.5 总结 116 3.6 实验 116 3.7 检查你的理解 117 3.8 挑战的问题与实践 120 第4章 VTP 122 4.1 VTP概念 123 4.2 VTP操作 125 4.2.1 默认VTP配置 125 4.2.2 VTP域 127 4.2.3 VTP通告 128 4.2.4 VTP模式 132 4.2.5 VTP修剪 134 4.3 配置VTP 137 4.3.1 配置VTP 137 4.3.2 排查VTP配置故障 142 4.3.3 在VTP服务器上管理VLAN 145 4.4 总结 147 4.5 实验 147 4.6 检查你的理解 148 4.7 挑战的问题与实践 150 第5章 STP 152 5.1 具备冗余功能的第2层拓扑 153 5.1.1 冗余功能 153 5.1.2 冗余功能存在的问题 156 5.1.3 现实中的冗余问题 162 5.2 STP简介 163 5.2.1 生成树算法 164 5.2.2 STP BPDU 169 5.2.3 网桥ID 173 5.2.4 端口角色 176 5.2.5 STP端口状态和BPDU计时器 179 5.3 STP收敛 182 5.3.1 步骤1：选举根桥 183 5.3.2 步骤2：选举根端口 185 5.3.3 步骤3：选举指定端口和非指定端口 187 5.3.4 STP拓扑更改 191 5.4 PVST+、RSTP和快速PVST+ 192 5.4.1 Cisco和STP变体 192 5.4.2 PVST+ 193 5.4.3 RSTP 197 5.4.4 边缘端口 199 5.4.5 链路类型 199 5.4.6 RSTP端口状态和端口角色 200 5.4.7 配置快速PVST+ 207 5.4.8 精心规划STP 209 5.4.9 排除STP运行故障 212 5.5 总结 214 5.6 实验 214 5.7 检查你的理解 215 5.8 挑战的问题与实践 219 第6章 VLAN间路由 221 6.1 VLAN间路由 222 6.1.1 VLAN间路由简介 222 6.1.2 接口和子接口 225 6.2 配置VLAN间路由 231 6.2.1 配置VLAN间路由 231 6.2.2 配置单臂路由器VLAN间路由 233 6.3 排除VLAN间路由故障 237 6.3.1 交换机配置问题 237 6.3.2 路由器配置问题 239 6.3.3 IP编址问题 241 6.4 总结 243 6.5 实验 243 6.6 检查你的理解 244 6.7 挑战的问题与实践 247 第7章 无线的基本概念和配置 249 7.1 无线LAN 250 7.1.1 为何使用无线网络？ 250 7.1.2 无线LAN标准 253 7.1.3 无线基础架构组件 255 7.1.4 无线网络的运行 258 7.1.5 无线LAN的规划 262 7.2 无线LAN的安全性 264 7.2.1 无线网络面临的安全威胁 264 7.2.2 无线安全协议 266 7.2.3 保护无线LAN的安全 269 7.3 配置无线LAN接入 269 7.3.1 配置无线接入点 270 7.3.2 配置无线网卡 275 7.4 排除简单的WLAN问题 278 7.4.1 排除WLAN故障的系统方法 278 7.4.2 解决接入点发射和固件问题 279 7.4.3 信道问题 280 7.4.4 RF干扰 281 7.4.5 接入点放置 282 7.4.6 身份验证和加密问题 284 7.5 总结 284 7.6 实验 285 7.7 检查你的理解 285 7.8 挑战的问题与实践 288 附录 检查你的理解和挑战的问题与实践题答案要点 290 第1章 290 检查你的理解答案 290 挑战的问题与实践答案 290 第2章 291 检查你的理解答案 291 挑战的问题与实践答案 291 第3章 292 检查你的理解答案 292 挑战的问题与实践答案 293 第4章 293 检查你的理解答案 293 挑战的问题与实践答案 294 第5章 295 检查你的理解答案 295 挑战的问题与实践答案 296 第6章 297 检查你的理解答案 297 挑战的问题与实践答案 297 第7章 298 检查你的理解答案 298 挑战的问题与实践答案 299 术语表 300