趣學CCNA——路由與交換（第2版）

田果，CCIE #19036（RS&SEC），毕业于北京工业大学，曾在网络系统集成企业担

任网络售后、售前工程师、项目经理，并在技术培训机构担任讲师。曾参与思科网络技术学院的中国本土化工作，并参与了华为 ICT 学院系列教材和华为 HCIA Datacom、HCIP Datacom Core Technology 系列认证教材的编写。

刘丹宁，CCIE #19920（SEC&Voice&DC），毕业于北京邮电大学，拥有 17 年的从

业经验，曾为金融、制造业和政府等行业的多家国有银行、金融机构和大型制造企业提供服务。主要从事网络整体规划、网络实施和网络运维等工作，尤其擅长思科协作技术。

目 錄

第 1章 OSI和TCP/IP 1

1.1　協議與協議分層 3

1.2　OSI參考模型 6

1.2.1　物理層 8

1.2.2　數據鏈路層 9

1.2.3　網絡層 9

1.2.4　傳輸層 10

1.2.5　會話層 10

1.2.6　表示層 11

1.2.7　應用層 11

1.3　TCP/IP參考模型 12

1.4　TCP/IP五層模型及數據封裝與解封裝 13

1.5　總結 15

本章習題 15

第 2章 TCP/IP 18

2.1　TCP概述 19

2.1.1　TCP的頭部格式 20

2.1.2　TCP連接的建立 25

2.1.3　TCP連接的斷開 27

2.2　UDP概述 30

2.3　網絡層協議概述 32

2.3.1　IP 32

2.3.2　ICMP 34

2.3.3　ARP 36

2.4　總結 37

本章習題 38

第3章 以太網 40

3.1　CSMA/CD概述 41

3.2　全雙工、半雙工及自動協商 41

3.3　以太網連接線纜概述 43

3.3.1　UTP及RJ-45接頭 43

3.3.2　光纖淺談 45

3.4　以太網幀 45

3.4.1　以太網幀結構 45

3.4.2　以太網MAC地址 46

3.5　總結 48

本章習題 48

第4章 路由器和交換機在網絡中的作用 50

4.1　物理層設備和功能 50

4.2　數據鏈路層設備和功能 51

4.3　網絡層設備和功能 54

4.4　總結 55

本章習題 56

第5章 IP編址 57

5.1　二進制到十進制的轉換 57

5.2　IP地址 58

5.2.1　IP地址的表示形式 58

5.2.2　IP地址的分類 60

5.2.3 掩碼 63

5.3　劃分子網與VLSM 64

5.4　無類域間路由（CIDR） 67

5.5　十進制到二進制的轉換 68

5.6　查看設備上的IP地址 70

5.7　一點補充說明 73

5.8　總結 74

本章習題 74

第6章 操作與配置Cisco IOS設備 76

6.1　認識Cisco設備 76

6.2　Cisco設備的管理與配置 80

6.2.1　通過Console接口連接網絡設備 80

6.2.2　Cisco網絡設備的基本配置 83

6.3　總結 103

本章習題 103

第7章 管理網絡設備 105

7.1　CDP 105

7.2　Telnet 107

7.3　設置配置寄存器值 112

7.4　兩種copy，兩種思路 115

7.4.1　關於保存運行配置文件 116

7.4.2　關於保存啟動配置文件（如何恢復特權模式密碼） 116

7.5　IOS備份 119

7.6　IOS升級 121

7.7　總結 122

本章習題 122

第8章 路由基礎與靜態路由 124

8.1　路由概述 124

8.2　靜態路由的概念與配置 126

8.2.1　簡單的靜態路由配置示例 128

8.2.2　復雜的靜態路由配置案例 131

8.2.3　匯總靜態路由 134

8.2.4　路由選擇 135

8.2.5　浮動靜態路由 135

8.2.6　負載分擔 139

8.3　總結 140

本章習題 141

第9章 動態路由基礎與RIP 143

9.1　一個簡單的動態路由配置案例 143

9.2　動態路由協議概述 145

9.3　RIPv1 147

9.3.1　距離矢量路由協議概述 147

9.3.2　RIP的工作原理 148

9.3.3　RIPv1的配置實例 150

9.3.4　環路與防環 153

9.3.5　限制RIP發送更新 156

9.3.6　RIP的計時器 157

9.4　RIPv2 159

9.5　總結 161

本章習題 162

第 10章 EIGRP 163

10.1　IGRP 163

10.2　EIGRP 164

10.2.1　EIGRP的原理 165

10.2.2　EIGRP的配置 172

10.2.3　EIGRP配置實例 174

10.2.4　又見no auto-summary之不連續子網 179

10.3　總結 181

本章習題 181

第 11章 鏈路狀態路由協議概述與OSPF協議 183

11.1　鏈路狀態路由協議概述 184

11.2　OSPF 185

11.2.1　OSPF區域 185

11.2.2　OSPF的工作方式 187

11.2.3　OSPF的配置 192

11.2.4　OSPF配置實例 193

11.3　開銷與管理距離 198

11.4　總結 199

本章習題 200

第 12章 網絡地址轉換 202

12.1　NAT的基本概念 203

12.1.1　單向NAT 203

12.1.2　雙向NAT 204

12.1.3　NAT術語小結 204

12.1.4　靜態NAT、動態NAT與PAT 205

12.1.5　NAT的配置 207

12.1.6　靜態NAT 208

12.1.7　動態NAT 209

12.1.8　PAT 209

12.2　TCP負載分擔 210

12.2.1　TCP負載分擔的理論 210

12.2.2　TCP負載分擔的配置 211

12.3　總結 212

本章習題 213

第 13章 廣域網 214

13.1　HDLC與PPP 215

13.1.1　HDLC 215

13.1.2　PPP 216

13.1.3　幀中繼 224

13.1.4　PPPoE 236

13.2　總結 240

本章習題 241

第 14章 訪問控制列表 243

14.1 ACL的應用 244

14.2 ACL的工作原理 244

14.3 ACL的類型 245

14.4 ACL的配置 246

14.4.1 標準ACL的配置命令 246

14.4.2　標準ACL的實驗 246

14.4.3　擴展ACL的配置命令 247

14.4.4　擴展ACL的實驗 248

14.4.5　命名的ACL 248

14.4.6　ACL的配置建議 250

14.5 總結 251

本章習題 251

第 15章 IPv6 253

15.1　IPv6數據包頭部 253

15.2　IPv6地址 255

15.2.1　IPv6地址的表示方式 255

15.2.2　IPv6地址的分類 256

15.3　IPv6配置 263

15.4　總結 269

本章習題 270

第 16章 二層交換技術 272

16.1　動態學習MAC地址 272

16.2　冗餘網絡 274

16.3　生成樹協議 276

16.3.1　步驟1：選舉根網橋 277

16.3.2　步驟2：選舉根埠（RP） 278

16.3.3　步驟3：選舉指定埠（DP） 279

16.3.4　步驟4：阻塞非指定埠 280

16.3.5　生成樹埠狀態 281

16.4　交換機轉發方式 281

16.5　一些歷史遺留問題（選讀） 282

16.6　Portfast與BPDU Guard 283

16.7　STP的快速收斂與RSTP 284

16.8　總結 285

本章習題 285

第 17章 VLAN技術 287

17.1　VLAN 287

17.2　VLAN配置步驟 288

17.3　Trunk 291

17.4　VTP 294

17.4.1　VTP的工作模式 294

17.4.2　修訂版本號 295

17.4.3　VTP配置步驟 296

17.4.4　VTP修剪 296

17.5　使用VLAN靈活配置物理資源 299

17.6　VLAN間路由 301

17.7　SPAN與RSPAN 303

17.7.1　SPAN技術原理 303

17.7.2　SPAN的配置 307

17.7.3　RSPAN的配置 308

17.8　PVST+ 310

17.9　總結 311

本章習題 312

第 18章 配置STP 314

18.1　CST概述 314

18.2　PVST概述 315

18.3　PVST配置 316

18.4　一些關於生成樹的參數與特性 321

18.4.1　Uplinkfast 321

18.4.2　Portfast 321

18.4.3　修改鏈路開銷和埠優先級 321

18.5　以太網通道 322

18.6　總結 324

本章習題 324

第 19章 第 一跳冗餘協議 326

19.1　FHRP概述 326

19.2　HSRP概述 329

19.3　總結 330

本章習題 331

第 20章 網絡架構設計 332

20.1　園區網架構 332

20.2　虛擬化技術 335

20.2.1　虛擬機 335

20.2.2　容器 337

20.2.3　虛擬路由轉發 337

20.3　數據中心網絡架構 339

20.4　總結 342

本章習題 343

習題答案 344