網絡互連技術

本教材是浙江省重點建設教材。全書分為12章，內容包括網絡互連概述、路由器基礎、路由基礎、RIP、OSPF、路由策略與優化、BGP、以太網交換機基礎、虛擬局域網、交換網絡中的鏈路冗餘、網關冗餘技術和網絡地址轉換。本書既注重理論基礎的系統性，同時又具備工程實踐性，書中設計了多個來源於真實項目的工程案例，可以有效培養學生的工程實踐能力，充分體現應用型網絡人才的培養目標與特色。 ^[1] 

第1章 網絡互連概述 1

1.1 概述 1

1.1.1 簡介 1

1.1.2 TCP/IP模型 2

1.2 IPv4協議與地址 4

1.2.1 IPv4分組報頭 4

1.2.2 IPv4地址 6

1.3 IPv4地址危機及解決方案 12

1.3.1 VLSM 12

1.3.2 無類別域間路由 14

1.3.3 私有IP和NAT 16

1.3.4 代理服務器 17

1.4 IPv6協議與地址 17

1.4.1 IPv6分組報頭 18

1.4.2 IPv6地址 19

本章習題 23

第2章　路由器基礎 25

2.1 路由器的發展演變 25

2.1.1 代路由器 25

2.1.2 第二代路由器 26

2.1.3 第三代路由器 26

2.1.4 第四代路由器 27

2.1.5 第五代路由器 28

2.2 路由器的發展趨勢 29

2.3 路由器的組成 30

2.3.1 中央處理器 30

2.3.2 存儲資源 31

2.3.3 物理接口 33

2.3.4 路由器接口的命名 33

2.4 路由器的基本配置與管理 34

2.4.1 路由器的啓動過程 34

2.4.2 路由器的訪問方法 35

2.4.3 路由器的工作模式 38

2.4.4 路由器基本命令 39

2.4.5 路由器的基本配置 41

2.4.6 路由器的管理 44

本章習題 48

第3章 路由基礎 50

3.1 路由表 50

3.1.1 直接路由與間接路由 51

3.1.2 路由表的構建 52

3.1.3 管理距離 53

3.1.4 路由的度量值 54

3.1.5 路由表插入原則 55

3.2 路由與數據轉發過程 57

3.2.1 路由與數據轉發的實現 57

3.2.2 路由與數據轉發的實例 57

3.3 靜態路由與默認路由 59

3.3.1 靜態路由的典型應用 59

3.3.2 默認路由 60

3.3.4 靜態路由與默認路由規劃部署要點 61

3.4 動態路由協議 63

3.4.1 動態路由協議的分類 64

3.4.2 距離矢量路由算法 66

3.4.3 鏈路狀態路由算法 66

3.4.4 路由環路 68

3.4.5 靜態路由與動態路由的比較 70

3.5 工程案例——靜態路由與默認路由的規劃與配置 71

3.5.1 工程案例背景及需求 71

3.5.2 靜態路由與默認路由的規劃與設計 72

3.5.3 靜態路由與默認路由的部署與實施 73

本章習題 76

第4章　RIP 78

4.1 RIP協議概述 78

4.1.1 RIP協議的發展背景 78

4.1.2 RIP的工作原理 78

4.1.3 RIP中的定時器 81

4.1.4 RIP的特性 82

4.2　RIPv1 85

4.2.1 RIPv1報文格式 85

4.2.2 RIPv1消息的交換處理工作過程 87

4.2.3 RIPv1的規劃與部署要點 89

4.2.4 RIPv1的不足與限制 91

4.3　RIPv2 93

4.3.1 RIPv2的報文格式 93

4.3.2 RIPv2對RIPv1的兼容性 95

4.3.3 RIPv2的規劃與配置 96

4.4 工程案例——RIP的規劃與配置 99

4.4.1 工程案例背景及需求 99

4.4.2 RIP的規劃與設計 100

4.4.3 RIP的部署與實施 101

本章習題 103

第5章　OSPF 106

5.1 OSPF協議概述 106

5.1.1 OSPF基本原理 107

5.1.2 OSPF術語 107

5.1.3 OSPF網絡類型 108

5.1.4 OSPF路由器ID 109

5.1.5 DR與BDR 110

5.2 OSPF報文類型與封裝 113

5.2.1 OSPF分組類型 113

5.2.2 OSPF消息封裝 114

5.2.3 HELLO協議 116

5.3 OSPF分層結構 117

5.3.1 單域OSPF與多域OSPF 117

5.3.2 OSPF路由器類型 118

5.3.3 LSA分組及類型 119

5.3.4 OSPF區域類型 121

5.4 OSPF工作過程 124

5.4.1 LSDB同步 124

5.4.2 LSDB更新 126

5.4.3 OSPF路由的計算 127

5.5 OSPF的規劃與部署 128

5.5.1 單域OSPF的規劃與配置要點 128

5.5.2 多域OSPF的規劃與配置要點 132

5.6 工程案例——OSPF的規劃與配置 139

5.6.1 工程案例背景及需求 139

5.6.2 OSPF的規劃與設計 140

5.6.3 OSPF的部署與實施 143

本章習題 150

第6章 路由策略與優化 152

6.1 路由策略與優化概述 152

6.2 路由重分發 154

6.2.1 多協議網絡 154

6.2.2 路由重分發技術 154

6.2.3 種子度量值 157

6.2.4 重分發的規劃與部署要點 158

6.3　路由過濾 163

6.3.1 路由過濾概述 163

6.3.2 被動接口 163

6.3.3 分發列表 164

6.3.4 分發列表的規劃與部署要點 166

6.4　策略路由 169

6.4.1 策略路由概述 169

6.4.2 路由策略的規劃與部署 170

本章習題 173

第7章 BGP 175

7.1 BGP協議概述 175

7.1.1 BGP基本術語 176

7.1.2 BGP的應用場景 177

7.1.3 BGP的特點 180

7.2 BGP工作原理 180

7.2.1 BGP消息 180

7.2.2 鄰居關係 183

7.2.3 同步 187

7.2.4 路由更新 190

7.3 BGP路徑選擇 193

7.3.1 BGP路徑屬性的類型 193

7.3.2 常用路徑屬性 194

7.3.3 BGP路徑選擇過程 199

7.4 BGP的規劃部署 199

7.4.1 IBGP的規劃部署 200

7.4.2 EBGP的規劃部署要點 202

7.5 工程案例——中小型企業網絡的ISP接入 205

7.5.1 工程案例背景及需求 205

7.5.2 路由協議的規劃 206

7.5.3 路由過濾的規劃 208

7.5.4 策略路由的規劃 208

7.5.5 BGP協議部署 209

7.6 工程案例——大型企業網絡的ISP接入 211

7.6.1 工程案例背景與需求 211

7.6.2 BGP鄰居關係的規劃 211

7.6.3 BGP鄰居關係的部署 213

本章習題 217

第8章 以太網交換機基礎 219

8.1 以太網技術簡介 219

8.2 以太網交換機 221

8.2.1 以太網交換機的工作原理 221

8.2.2 以太網交換機的轉發方式 222

8.2.3 以太網交換機的分類 223

8.2.4 以太網交換機體系結構 226

8.3 交換機的基本配置 228

8.3.1 交換機的啓動過程 228

8.3.2 交換機的基本配置 228

8.3.3 端口鏡像的配置 234

8.3.4 交換機端口安全配置 235

8.4 交換機的管理 238

8.4.1 配置文件和操作系統的管理 238

8.4.2 交換機災難性恢復 239

本章習題 243

第9章 虛擬局域網 245

9.1 VLAN簡介 245

9.1.1 VLAN概述 245

9.1.2 VLAN的優點 246

9.1.3 VLAN的分類 247

9.2 VLAN技術原理 249

9.2.1 中繼概述 249

9.2.2 中繼協議 250

9.2.3 VLAN鏈路的類型 251

9.2.4 VLAN標籤工作過程 252

9.2.5 VLAN的規劃與部署要點 254

9.3　VLAN之間的通信 257

9.3.1 VLAN之間的通信概述 257

9.3.2 單臂路由的規劃與部署實施要點 259

9.3.3 三層交換實現VLAN之間通信的規劃與部署實施要點 261

9.4 工程案例——VLAN的規劃與配置 263

9.4.1 工程案例背景及需求 263

9.4.2 VLAN及VLAN間通信的規劃與設計 264

9.4.3 VLAN及VLAN間通信的部署與實施 266

本章習題 271

第10章 交換網絡中的鏈路冗餘 273

10.1 冗餘拓撲 273

10.1.1 冗餘概述 273

10.1.2 鏈路冗餘導致的問題 274

10.2 STP 277

10.2.1 生成樹協議概述 277

10.2.2 STP的基本概念 278

10.2.3 STP的工作過程 282

10.2.4 STP端口狀態 287

10.2.5 STP拓撲改變的處理 288

10.2.6 PVST與PVST+ 290

10.2.7 STP的規劃與部署要點 291

10.3　RSTP 294

10.3.1 RSTP概述 294

10.3.2 端口狀態 295

10.3.3 端口角色 295

10.3.4 RSTP BPDU 297

10.3.5 RSTP快速收斂機制 298

10.3.6 RSTP的規劃與部署要點 299

10.4　MSTP 301

10.4.1 MSTP概述 301

10.4.2 MSTP的基本概念 302

10.4.3 MSTP的規劃與部署要點 303

10.5　鏈路聚合技術 305

10.5.1 鏈路聚合技術概述 305

10.5.2 動態鏈路聚合管理協議 306

10.5.

張純容，碩士研究生，思科網絡學院“全球金牌教師”，是全國首批9 名順利通過了ITQ（Instructor Trainer Qualification）考核，成為了全球思科網院變革計劃實施以來的批教師培訓授課教師之一，曾任温州大學物理與電子信息工程學院網絡工程課程組長，獲温州大學2009年度教壇新秀,現任成都航空職業技術學院副教授。