思科網(wǎng)絡技術學院教程（第七版 網(wǎng)絡簡介）

第 1章　當今網(wǎng)絡 1
學習目標 1
1．1 網(wǎng)絡影響我們的生活 1
1．1．1 網(wǎng)絡連接我們 1
1．1．2 潛力無限 1
1．2 網(wǎng)絡組件 2
1．2．1 主機角色 2
1．2．2 點對點 2
1．2．3 終端設備 3
1．2．4 中間設備 3
1．2．5 網(wǎng)絡介質(zhì) 4
1．3 網(wǎng)絡表示方式和網(wǎng)絡拓撲 5
1．3．1 網(wǎng)絡表示方式 5
1．3．2 拓撲圖 6
1．4 常見網(wǎng)絡類型 7
1．4．1 多種規(guī)模的網(wǎng)絡 7
1．4．2 局域網(wǎng)和廣域網(wǎng) 8
1．4．3 互聯(lián)網(wǎng) 9
1．4．4 內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和外聯(lián)網(wǎng) 10
1．5 互聯(lián)網(wǎng)連接 11
1．5．1 互聯(lián)網(wǎng)訪問技術 11
1．5．2 家庭和小型辦公室的互聯(lián)網(wǎng)連接 11
1．5．3 企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)連接 12
1．5．4 融合網(wǎng)絡 12
1．6 可靠網(wǎng)絡 13
1．6．1 網(wǎng)絡架構 13
1．6．2 容錯能力 14
1．6．3 可擴展性 14
1．6．4 服務質(zhì)量 15
1．6．5 網(wǎng)絡安全 15
1．7 網(wǎng)絡趨勢 16
1．7．1 近期趨勢 16
1．7．2 自帶設備（BYOD） 17
1．7．3 在線協(xié)作 17
1．7．4 視頻通信 17
1．7．5 云計算 18
1．7．6 家庭中的技術趨勢 18
1．7．7 電力線網(wǎng)絡 19
1．7．8 無線帶寬 19
1．8 網(wǎng)絡安全 20
1．8．1 安全威脅 20
1．8．2 安全解決方案 21
1．9 總結(jié) 21
復習題 23
第 2章　交換機和終端設備的基本配置 25
學習目標 25
2．1 思科IOS訪問 25
2．1．1 操作系統(tǒng) 25
2．1．2 GUI 26
2．1．3 操作系統(tǒng)的用途 27
2．1．4 訪問方法 27
2．1．5 終端仿真程序 28
2．2 IOS導航 29
2．2．1 主命令模式 29
2．2．2 配置模式和子配置模式 30
2．2．3 在IOS模式之間導航 30
2．3 命令結(jié)構 31
2．3．1 基本的IOS命令結(jié)構 31
2．3．2 IOS命令語法檢查 31
2．3．3 IOS幫助功能 32
2．3．4 熱鍵和快捷方式 32
2．4 設備基本配置 34
2．4．1 設備名稱 34
2．4．2 密碼準則 35
2．4．3 配置密碼 35
2．4．4 加密密碼 36
2．4．5 旗標消息 37
2．5 保存配置 37
2．5．1 配置文件 37
2．5．2 修改運行配置 38
2．5．3 將配置捕獲到文本文件中 38
2．6 端口和地址 40
2．6．1 IP地址 40
2．6．2 接口和端口 41
2．7 配置IP地址 42
2．7．1 手動配置終端設備的IP地址 43
2．7．2 自動配置終端設備的IP地址 43
2．7．3 交換機虛擬接口配置 44
2．8 總結(jié) 44
復習題 45
第3章　協(xié)議和模型 48
學習目標 48
3．1 規(guī)則 48
3．1．1 通信基礎知識 48
3．1．2 通信協(xié)議 48
3．1．3 規(guī)則建立 49
3．1．4 網(wǎng)絡協(xié)議要求 49
3．1．5 消息編碼 50
3．1．6 消息格式化和封裝 50
3．1．7 消息尺寸 52
3．1．8 消息時序 52
3．1．9 消息傳輸選項 52
3．1．10 節(jié)點圖標說明 53
3．2 協(xié)議 53
3．2．1 網(wǎng)絡協(xié)議概述 53
3．2．2 網(wǎng)絡協(xié)議功能 54
3．2．3 協(xié)議交互 55
3．3 協(xié)議簇 55
3．3．1 網(wǎng)絡協(xié)議簇 55
3．3．2 協(xié)議簇的演變 56
3．3．3 TCP/IP協(xié)議示例 57
3．3．4 TCP/IP 協(xié)議簇 57
3．3．5 TCP/IP通信過程 59
3．4 標準組織 63
3．4．1 開放標準 63
3．4．2 互聯(lián)網(wǎng)標準 64
3．4．3 電子和通信標準 65
3．5 參考模型 65
3．5．1 使用分層模型的好處 65
3．5．2 OSI參考模型 65
3．5．3 TCP/IP協(xié)議模型 66
3．5．4 OSI和TCP/IP模型的比較 67
3．6 數(shù)據(jù)封裝 68
3．6．1 對消息進行分段 68
3．6．2 排序 69
3．6．3 協(xié)議數(shù)據(jù)單元 69
3．6．4 封裝示例 70
3．6．5 解封示例 70
3．7 數(shù)據(jù)訪問 71
3．7．1 地址 71
3．7．2 第三層邏輯地址 71
3．7．3 同一網(wǎng)絡中的設備 72
3．7．4 數(shù)據(jù)鏈路層地址的角色：同一個IP網(wǎng)絡 72
3．7．5 遠程網(wǎng)絡中的設備 73
3．7．6 網(wǎng)絡層地址的角色 73
3．7．7 數(shù)據(jù)鏈路層地址的角色：不同的IP網(wǎng)絡 74
3．7．8 數(shù)據(jù)鏈路地址 75
3．8 總結(jié) 76
復習題 78
第4章　物理層 80
學習目標 80
4．1 物理層的用途 80
4．1．1 物理連接 80
4．1．2 物理層 81
4．2 物理層的特征 82
4．2．1 物理層標準 82
4．2．2 物理組件 83
4．2．3 編碼 83
4．2．4 信號 84
4．2．5 帶寬 84
4．2．6 帶寬術語 85
4．3 銅纜布線 86
4．3．1 銅纜布線的特征 86
4．3．2 銅纜的種類 87
4．4 UTP布線 89
4．4．1 UTP布線的屬性 89
4．4．2 UTP布線標準和連接器 90
4．4．3 直通和交叉UTP電纜 92
4．5 光纜布線 93
4．5．1 光纜布線的屬性 93
4．5．2 光纜介質(zhì)類型 93
4．5．3 光纜布線的使用 94
4．5．4 光纖連接器 94
4．5．5 光纖接插線 95
4．5．6 光纜與銅纜的類比 96
4．6 無線介質(zhì) 96
4．6．1 無線介質(zhì)的屬性 96
4．6．2 無線介質(zhì)的類型 97
4．6．3 無線LAN 97
4．7 總結(jié) 98
復習題 99
第5章　數(shù)制系統(tǒng) 101
學習目標 101
5．1 二進制數(shù)制系統(tǒng) 101
5．1．1 二進制和IPv4地址 101
5．1．2 二進制位置記數(shù)法 102
5．1．3 將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù) 104
5．1．4 十進制到二進制的轉(zhuǎn)換 105
5．1．5 十進制到二進制的轉(zhuǎn)換示例 108
5．1．6 IPv4地址 113
5．2 十六進制數(shù)制系統(tǒng) 114
5．2．1 十六進制和IPv6地址 114
5．2．2 十進制到十六進制的轉(zhuǎn)換 115
5．2．3 十六進制到十進制的轉(zhuǎn)換 115
5．3 總結(jié) 116
復習題 116
第6章　數(shù)據(jù)鏈路層 118
學習目標 118
6．1 數(shù)據(jù)鏈路層的用途 118
6．1．1 數(shù)據(jù)鏈路層 118
6．1．2 IEEE 802 LAN/MAN 數(shù)據(jù)鏈路子層 119
6．1．3 提供介質(zhì)訪問 120
6．1．4 數(shù)據(jù)鏈路層標準 121
6．2 拓撲 121
6．2．1 物理和邏輯拓撲 121
6．2．2 WAN拓撲 123
6．2．3 點對點WAN拓撲 123
6．2．4 LAN拓撲 124
6．2．5 半雙工和全雙工通信 125
6．2．6 訪問控制方法 125
6．2．7 基于競爭的訪問：CSMA/CD 126
6．2．8 基于競爭的訪問：CSMA/CA 128
6．3 數(shù)據(jù)鏈路幀 129
6．3．1 幀 129
6．3．2 幀字段 129
6．3．3 第 2層地址 130
6．3．4 LAN和WAN上的幀 131
6．4 總結(jié) 133
復習題 133
第7章　以太網(wǎng)交換 136
學習目標 136
7．1 以太網(wǎng)幀 136
7．1．1 以太網(wǎng)封裝 136
7．1．2 數(shù)據(jù)鏈路子層 137
7．1．3 MAC子層 138
7．1．4 以太網(wǎng)幀字段 139
7．2 以太網(wǎng)MAC地址 140
7．2．1 MAC地址和十六進制 140
7．2．2 以太網(wǎng)MAC地址 141
7．2．3 幀處理 142
7．2．4 單播MAC地址 143
7．2．5 廣播MAC地址 144
7．2．6 組播MAC地址 145
7．3 MAC地址表 145
7．3．1 交換機基礎知識 146
7．3．2 交換機的學習和轉(zhuǎn)發(fā) 146
7．3．3 過濾幀 148
7．4 交換機速率和轉(zhuǎn)發(fā)方法 149
7．4．1 思科交換機上的幀轉(zhuǎn)發(fā)方法 149
7．4．2 直通交換 150
7．4．3 交換機上的內(nèi)存緩沖 150
7．4．4 雙工和速率設置 151
7．4．5 auto-MDIX 152
7．5 總結(jié) 152
復習題 153
第8章　網(wǎng)絡層 155
學習目標 155
8．1 網(wǎng)絡層特性 155
8．1．1 網(wǎng)絡層 155
8．1．2 IP封裝 156
8．1．3 IP的特征 157
8．1．4 無連接 157
8．1．5 盡力而為 157
8．1．6 介質(zhì)無關 158
8．2 IPv4數(shù)據(jù)包 159
8．2．1 IPv4數(shù)據(jù)包報頭 159
8．2．2 IPv4數(shù)據(jù)包報頭字段 159
8．3 IPv6數(shù)據(jù)包 160
8．3．1 IPv4的局限性 160
8．3．2 IPv6概述 161
8．3．3 IPv6數(shù)據(jù)包報頭中的IPv4數(shù)據(jù)包報頭字段 161
8．3．4 IPv6數(shù)據(jù)包報頭 162
8．4 主機的路由方式 163
8．4．1 主機轉(zhuǎn)發(fā)決策 163
8．4．2 默認網(wǎng)關 164
8．4．3 從主機路由到默認網(wǎng)關 164
8．4．4 主機路由表 165
8．5 路由簡介 165
8．5．1 路由器數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)決策 166
8．5．2 IP路由器的路由表 166
8．5．3 靜態(tài)路由 167
8．5．4 動態(tài)路由 168
8．5．5 IPv4路由表簡介 169
8．6 總結(jié) 170
復習題 171
第9章　地址解析 173
學習目標 173
9．1 MAC和IP 173
9．1．1 同一網(wǎng)絡中的目的地址 173
9．1．2 遠程網(wǎng)絡中的目的地址 174
9．2 ARP 175
9．2．1 ARP概述 175
9．2．2 ARP功能 176
9．2．3 從ARP表中刪除條目 177
9．2．4 網(wǎng)絡設備上的ARP表 177
9．2．5 ARP問題：ARP廣播和ARP欺騙 178
9．3 IPv6鄰居發(fā)現(xiàn) 179
9．3．1 IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)消息 179
9．3．2 IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)：地址解析 180
9．4 總結(jié) 181
復習題 181
第 10章　基本路由器配置 184
學習目標 184
10．1 配置初始路由器設置 184
10．1．1 基本路由器配置步驟 184
10．1．2 路由器基本配置示例 185
10．2 配置接口 186
10．2．1 配置路由器接口 186
10．2．2 配置路由器接口的示例 187
10．2．3 檢驗接口的配置 188
10．2．4 配置驗證命令 188
10．3 配置默認網(wǎng)關 192
10．3．1 主機的默認網(wǎng)關 192
10．3．2 交換機的默認網(wǎng)關 193
10．4 總結(jié) 194
復習題 195
第 11章　IPv4編址 197
學習目標 197
11．1 IPv4地址結(jié)構 197
11．1．1 網(wǎng)絡部分和主機部分 197
11．1．2 子網(wǎng)掩碼 198
11．1．3 前綴長度 199
11．1．4 確定網(wǎng)絡：邏輯與（AND） 199
11．1．5 網(wǎng)絡地址、主機地址和廣播地址 200
11．2 IPv4單播、廣播和組播 202
11．2．1 單播 202
11．2．2 廣播 203
11．2．3 組播 204
11．3 IPv4地址的分類 204
11．3．1 公有和私有IPv4地址 204
11．3．2 路由到互連網(wǎng) 205
11．3．3 專用IPv4地址 206
11．3．4 傳統(tǒng)的有類編址 207
11．3．5 IP地址的分配 208
11．4 網(wǎng)絡分段 208
11．4．1 廣播域和分段 208
11．4．2 大型廣播域存在的問題 209
11．4．3 劃分網(wǎng)絡的原因 210
11．5 對IPv4網(wǎng)絡進行子網(wǎng)劃分 211
11．5．1 在二進制八位組邊界上劃分子網(wǎng) 211
11．5．2 在二進制八位組邊界內(nèi)劃分子網(wǎng) 212
11．6 使用/16和/8前綴劃分子網(wǎng) 213
11．6．1 使用/16前綴創(chuàng)建子網(wǎng) 213
11．6．2 使用/16前綴創(chuàng)建100個子網(wǎng) 214
11．6．3 使用/8前綴創(chuàng)建1000個子網(wǎng) 216
11．7 按照要求劃分子網(wǎng) 218
11．7．1 對私有和公有IPv4地址空間進行子網(wǎng)劃分 218
11．7．2 將子網(wǎng)數(shù)量最大化，以及將未使用的主機IPv4地址最小化 220
11．7．3 示例：高效的IPv4子網(wǎng)劃分 220
11．8 VLSM 222
11．8．1 IPv4地址保留 222
11．8．2 VLSM 224
11．8．3 VLSM拓撲地址分配 225
11．9 結(jié)構化設計 226
11．9．1 IPv4網(wǎng)絡地址規(guī)劃 226
11．9．2 設備地址分配 227
11．10 總結(jié) 227
復習題 229
第 12章　IPv6編址 231
學習目標 231
12．1 IPv4的問題 231
12．1．1 IPv6的必要性 231
12．1．2 IPv4和IPv6共存 232
12．2 IPv6地址表示 233
12．2．1 IPv6編址格式 233
12．2．2 規(guī)則1：省略前導0 234
12．2．3 規(guī)則2：雙冒號 235
12．3 IPv6地址類型 236
12．3．1 單播、組播、任播 237
12．3．2 IPv6前綴長度 237
12．3．3 IPv6單播地址的類型 237
12．3．4 關于唯一本地地址的注意事項 238
12．3．5 IPv6 GUA 238
12．3．6 IPv6 GUA結(jié)構 239
12．3．7 IPv6 LLA 240
12．4 GUA和LLA靜態(tài)配置 241
12．4．1 路由器上的靜態(tài)GUA配置 241
12．4．2 Windows主機上的靜態(tài)GUA配置 242
12．4．3 鏈路本地單播地址的靜態(tài)配置 243
12．5 IPv6 GUA的動態(tài)編址 244
12．5．1 RS 和RA消息 244
12．5．2 方法1：SLAAC 245
12．5．3 方法2：SLAAC和無狀態(tài)DHCPv6 245
12．5．4 方法3：有狀態(tài)的DHCPv6 246
12．5．5 EUI-64過程和隨機生成 247
12．5．6 EUI-64過程 247
12．5．7 隨機生成的接口ID 248
12．6 IPv6 LLA的動態(tài)編址 249
12．6．1 動態(tài)LLA 249
12．6．2 Windows上的動態(tài)LLA 249
12．6．3 思科路由器上的動態(tài)LLA 250
12．6．4 驗證IPv6地址配置 251
12．7 IPv6組播地址 252
12．7．1 分配的IPv6組播地址 253
12．7．2 周知的IPv6組播地址 253
12．7．3 請求節(jié)點的IPv6組播地址 254
12．8 IPv6網(wǎng)絡的子網(wǎng) 254
12．8．1 使用子網(wǎng)ID劃分子網(wǎng) 254
12．8．2 IPv6子網(wǎng)劃分示例 255
12．8．3 IPv6子網(wǎng)分配 255
12．8．4 配置了IPv6子網(wǎng)的路由器 256
12．9 總結(jié) 257
復習題 258
第 13章　ICMP 261
學習目標 261
13．1 ICMP消息 261
13．1．1 ICMPv4和ICMPv6消息 261
13．1．2 主機可達性 261
13．1．3 目的不可達或服務不可達 262
13．1．4 超時 262
13．1．5 ICMPv6消息 262
13．2 ping和traceroute測試 264
13．2．1 ping：測試連接 264
13．2．2 ping本地環(huán)回地址 265
13．2．3 ping默認網(wǎng)關 265
13．2．4 ping遠程主機 266
13．2．5 traceroute：測試路徑 267
13．3 總結(jié) 267
復習題 268
第 14章　傳輸層 270
學習目標 270
14．1 數(shù)據(jù)傳輸 270
14．1．1 傳輸層的作用 270
14．1．2 傳輸層的職責 271
14．1．3 傳輸層協(xié)議 273
14．1．4 傳輸控制協(xié)議（TCP） 274
14．1．5 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP） 274
14．1．6 正確的應用程序使用正確的傳輸層協(xié)議 275
14．2 TCP概述 276
14．2．1 TCP功能 276
14．2．2 TCP報頭 277
14．2．3 TCP報頭字段 277
14．2．4 使用TCP的應用程序 277
14．3 UDP概述 278
14．3．1 UDP功能 278
14．3．2 UDP報頭 278
14．3．3 UDP報頭字段 279
14．3．4 使用UDP的應用程序 279
14．4 端口號 280
14．4．1 多個單獨的通信 280
14．4．2 套接字對 280
14．4．3 端口號組 281
14．4．4 netstat命令 282
14．5 TCP通信過程 283
14．5．1 TCP服務器過程 283
14．5．2 TCP連接的建立 285
14．5．3 會話終止 286
14．5．4 TCP三次握手的分析 286
14．6 可靠性和流量控制 287
14．6．1 TCP可靠性：確保按序交付 287
14．6．2 TCP可靠性：數(shù)據(jù)丟失和重傳 288
14．6．3 TCP流量控制：窗口大小和確認 290
14．6．4 TCP流量控制：最大段大?。∕SS） 291
14．6．5 TCP流量控制：避免擁塞 292
14．7 UDP通信 292
14．7．1 UDP低開銷與可靠性 292
14．7．2 UDP數(shù)據(jù)報重組 293
14．7．3 UDP服務器進程與請求 294
14．7．4 UDP客戶端進程 294
14．8 總結(jié) 296
復習題 298
第 15章　應用層 300
學習目標 300
15．1 應用層、表示層和會話層 300
15．1．1 應用層 300
15．1．2 表示層和會話層 300
15．1．3 TCP/IP應用層協(xié)議 301
15．2 對等網(wǎng)絡 302
15．2．1 客戶端/服務器模型 302
15．2．2 對等網(wǎng)絡 303
15．2．3 對等應用程序 304
15．2．4 常見的對等應用程序 304
15．3 Web和電子郵件協(xié)議 305
15．3．1 超文本傳輸協(xié)議和超文本標記語言 305
15．3．2 HTTP和HTTPS 307
15．3．3 電子郵件協(xié)議 307
15．3．4 SMTP、POP和IMAP 308
15．4 IP編址服務 310
15．4．1 域名服務 310
15．4．2 DNS消息格式 311
15．4．3 DNS分層 312
15．4．4 nslookup命令 313
15．4．5 動態(tài)主機配置協(xié)議 313
15．4．6 DHCP工作原理 314
15．5 文件共享服務 315
15．5．1 文件傳輸協(xié)議 315
15．5．2 服務器消息塊 316
15．6 總結(jié) 317
復習題 318
第 16章　網(wǎng)絡安全基礎 321
學習目標 321
16．1 安全威脅和漏洞 321
16．1．1 威脅類型 321
16．1．2 漏洞分類 322
16．1．3 物理安全 323
16．2 網(wǎng)絡攻擊 324
16．2．1 惡意軟件的類型 324
16．2．2 偵察攻擊 324
16．2．3 訪問攻擊 325
16．2．4 拒絕服務攻擊 327
16．3 緩解網(wǎng)絡攻擊 328
16．3．1 縱深防御方法 328
16．3．2 保留備份 328
16．3．3 升級、更新和補丁 329
16．3．4 認證、授權和審計 329
16．3．5 防火墻 330
16．3．6 防火墻的類型 331
16．3．7 終端安全 331
16．4 設備安全 331
16．4．1 思科AutoSecure 332
16．4．2 密碼 332
16．4．3 其他的密碼安全性 333
16．4．4 啟用SSH 334
16．4．5 禁用未使用的服務 334
16．5 總結(jié) 335
復習題 336
第 17章　構建小型網(wǎng)絡 338
學習目標 338
17．1 小型網(wǎng)絡中的設備 338
17．1．1 小型網(wǎng)絡拓撲 338
17．1．2 小型網(wǎng)絡的設備選擇 339
17．1．3 小型網(wǎng)絡的IP編址 339
17．1．4 小型網(wǎng)絡中的冗余 341
17．1．5 流量管理 342
17．2 小型網(wǎng)絡應用程序和協(xié)議 342
17．2．1 常見的應用程序 342
17．2．2 常見的協(xié)議 343
17．2．3 語音和視頻應用程序 345
17．3 擴展為大型網(wǎng)絡 345
17．3．1 小型網(wǎng)絡的增長 345
17．3．2 協(xié)議分析 346
17．3．3 員工網(wǎng)絡利用率 346
17．4 驗證連接 347
17．4．1 通過ping驗證連接 347
17．4．2 擴展ping 349
17．4．3 通過traceroute驗證連接 350
17．4．4 擴展traceroute 352
17．4．5 網(wǎng)絡基線 353
17．5 主機和IOS命令 354
17．5．1 Windows主機的IP配置 354
17．5．2 Linux主機的IP配置 357
17．5．3 macOS主機的IP配置 358
17．5．4 arp命令 359
17．5．5 常用show命令回顧 360
17．5．6 show cdp neighbors命令 365
17．5．7 show ip interface brief命令 366
17．6 故障排除方法 366
17．6．1 基本的故障排除方法 366
17．6．2 解決還是上報 367
17．6．3 debug命令 367
17．6．4 terminal monitor命令 368
17．7 故障排除場景 369
17．7．1 雙工操作和不匹配問題 370
17．7．2 IOS設備的IP編址問題 370
17．7．3 終端設備的IP編址問題 371
17．7．4 默認網(wǎng)關問題 372
17．7．5 排除DNS故障 373
17．8 總結(jié) 374
復習題 376
附錄　復習題答案 378