【假一罚四】路由与交换（第二版）斯桃枝

本书以锐捷网络互联设备为具体实例，系统地介绍了各种路由协议和交换技术，根据交换机和路由器在实际网络中的具体应用，给出了模拟的拓扑环境，在此基础上进行网络配置，并通过实验检测来验证路由协议和交换技术的工作原理和工作过程。

对应用型本科计算机网络工程专业学生来说，不仅要系统学习计算机网络方面的理论知识，而且要熟练掌握网络方面的实用技术和技能。园区网交换技术、网络互联中的路由技术、远程访问Internet 技术等作为网络主要的支撑技术，是建网、管网的重要基础。牢固掌握交换机、路由器等网络设备的配置，把这些技术灵活地应用到具体网络环境中，是每个应用型本科计算机网络工程专业学生应该具备的基本业务素质，也是将来成为一名合格的网络工程师所必须具备的能力。

本书介绍了路由与交换中常用的技术，内容包括交换机配置基础、路由器配置基础、IP 路由原理、虚拟局域网、距离矢量路由选择协议RIP、OSPF 路由协议、广域网技术、NAT 技术、ACL 访问控制技术、生成树协议与冗余网关协议、路由重分布、综合案例。根据网络的实际应用，提供大量的网络配置案例，包括网络拓扑、实验环境、实验目的和要求、实验配置等，并给出排错检错方法和结果说明。

本书参考了大量CCNA、CCNP 中路由与交换相关的知识点和配置案例，集理论知识和配置实例于一体，适合作为应用型本科计算机网络工程专业的教材，也可作为网络工程从业人员的参考用书。

本书在版的基础上进行了全面修订，修改内容超过30%。相对于版，内容更精炼，案例更丰富，更贴近实际。删除了原来第10 章网络安全中防火墙和VPN的视窗配置（技术局限性较大，有同类产品才有参考价值），删除了以思科产品为案例的第11 章VOIP 和第12 章无线网络部分。加强了交换机、路由器中常规协议和知识的应用，在每个章节的案例中，均以园区网为基础模型，循序渐进地在新技术应用的同时加入已学的前几章的知识，使拓扑结构逐步复杂，协议应用逐渐增加，实现了园区网的综合配置，符合学生学习的渐进过程。

本书由上海第二工业大学工学部斯桃枝主编、统稿和修订，上海第二工业大学姚驰甫、刘琰参编，其中，第1～6、10、11 章由斯桃枝编写，第7～9 章由姚驰甫编写，第12 章由刘琰编写，书中的练习与思考题由斯桃枝带领本科网络工程专业学生共同完成和修订。

本书由上海工程技术大学余粟主审。余老师审阅了全书并提出了许多宝贵的意见，在此表示衷心的感谢。

在编写本书的过程中，编者参考了大量锐捷网络的技术资料和培训教材，收集了CCNA、CCNP 中的知识点和配置案例，汲取了很多网络同仁的宝贵意见，在此表示诚挚的谢意。

由于作者水平有限，书中的不妥和错误在所难免，诚请各位专家、读者批评指正。笔者的E-mail 为：tzsi@sspu.edu.cn， yao_chifu@163.com，huohuowang@163.com。

编者

2017 年10 月

第1 章
交换机配置基础......... 1

1.1 交换机的硬件及选购..... 1

1.1.1 交换机的面板..... 1

1.1.2 交换机的选购和参数指标.. 2

1.1.3 交换机的内部结构.............
4

1.1.4 交换机的加电启动.............
4

1.2 交换机的基本配置......... 5

1.2.1 进入交换机配置环境.......... 5

1.2.2 交换机的命令模式.............
6

1.2.3 交换机的基本配置实验...... 8

1.3 交换机端口配置........... 12

1.3.1 交换机的端口类型...........
12

1.3.2 交换机的端口配置...........
15

1.4 交换机端口安全........... 18

1.4.1 端口安全概述... 18

1.4.2 端口安全的配置...............
20

1.5 交换机的工作机制....... 22

1.5.1 构造和维护交换地址表.... 23

1.5.2 交换数据帧....... 25

1.5.3 交换机的交换方式...........
25

课后练习及实验..... 26

第2 章
路由器配置基础....... 29

2.1 路由器基础知识........... 29

2.1.1 路由器的面板... 29

2.1.2 路由器的组成... 29

2.1.3 可选配的路由器接口类型及应用.... 31

2.1.4 路由器的启动过程...........
34

2.2 路由器的工作原理....... 35

2.3 路由器配置基础........... 37

2.3.1 路由器的配置模式...........
37

2.3.2 路由器的基本配置...........
37

课后练习及实验..... 40

第3 章 IP 路由原理............. 42

3.1 IP 路由概述... 42

3.1.1 IP 路由过程...... 42

3.1.2 IP 路由选择协议...............
44

3.1.3 路由决策原则... 47

3.1.4 路由器中的路由表...........
48

3.1.5 Windows 系统中的IP 路由表..........
49

3.2 静态路由概述 51

3.2.1 直连路由.......... 51

3.2.2 静态路由.......... 52

3.2.3 默认路由.......... 55

课后练习及实验..... 57

第4 章
虚拟局域网.............. 60

4.1 虚拟局域网概述........... 60

4.1.1 虚拟局域网的产生...........
60

4.1.2 VLAN 的工作机制............ 61

4.2 虚拟局域网的划分....... 63

4.3 虚拟局域网的基本配置 65

4.3.1 VLAN 的基本配置和常规命令........ 65

4.3.2 跨交换机配置VLAN........ 67

4.4 虚拟局域网中数据的转发............
68

4.4.1 同一VLAN、不同交换机之间的数据转发.....
68

4.4.2 不同VLAN 之间的数据转发...........
69

4.5 三层交换技术 71

4.5.1 三层交换技术的基本原理 71

4.5.2 三层交换技术的基本配置 75

4.6 单臂路由在虚拟局域网中的应用. 76

4.7 虚拟局域网的综合配置 77

4.7.1 多层交换结构中三层交换机的配置 77

4.7.2 多层交换结构中路由器的配置........
80

4.7.3 多层网络结构中三层交换机与路由器的综合配置.........
82

课后练习及实验..... 84

第5 章
距离矢量路由选择协议RIP...... 88

5.1 RIP 基础........ 88

5.1.1 RIP 概述........... 88

5.1.2 RIP 的工作机制 90

5.2 路由自环....... 91

5.2.1 路由自环的产生...............
91

5.2.2 解决路由自环... 93

5.2.3 RIP 中的计时器 95

5.3 RIP 的配置.... 97

5.3.1 RIP 的配置步骤和常用命令............
97

5.3.2 RIP 基本配置实例............ 99

5.3.3 被动接口与单播更新...... 101

5.3.4 浮动静态路由. 107

5.3.5 RIPv2 认证和触发更新... 109

课后练习及实验... 112

第6 章 OSPF 路由协议..... 115

6.1 OSPF 基本概念.......... 115

6.2 OSPF 的工作流程....... 118

6.2.1 建立路由器的邻居关系.. 119

6.2.2 选举DR 和BDR.............
120

6.2.3 链路状态数据库的同步.. 121

6.2.4 路由表的产生. 123

6.2.5 维护路由信息. 123

6.2.6 OSPF 运行状态和协议包 124

6.3 OSPF 中的计时器....... 126

6.4 单区域OSPF 的基本配置...........
127

6.4.1 点到点网络的OSPF 配置..............
128

6.4.2 广播多路访问链路上的OSPF 配置...............
131

6.4.3 基于区域的OSPF 认证配置..........
137

6.4.4 基于链路的OSPF 认证配置..........
139

6.5 多区域OSPF 基础...... 140

6.5.1 多区域OSPF 概述..........
140

6.5.2 多区域OSPF 的基本配置..............
143

6.5.3 远离区域0 的OSPF 的虚链路......
147

6.5.4 验证OSPF 在不同区域间的路由选路...........
149

6.6 多区域OSPF 的高级配置...........
153

6.6.1 OSPF 末节区域...............
154

6.6.2 完全末节区域. 156

6.6.3 OSPF NSSA 区域............
157

课后练习及实验... 159

第7 章
广域网技术............ 162

7.1 广域网概述. 162

7.2 HDLC 协议.. 165

7.2.1 HDLC 的数据帧..............
165

7.2.2 实际应用中的两个技术问题..........
165

7.2.3 HDLC 配置实例..............
166

7.3 PPP 协议..... 167

7.3.1 PPP 协议概述. 167

7.3.2 PPP 协议配置案例.......... 170

7.3.3 PPPoE 协议概述............. 171

7.3.4 PPPoE 配置案例............. 174

7.4 帧中继......... 179

7.4.1 帧中继概述..... 179

7.4.2 配置帧中继交换机......... 181

课后练习及实验... 184

第8 章 NAT 技术.............. 186

8.1 NAT 基础.... 186

8.1.1 NAT 的概念.... 186

8.1.2 NAT 的分类.... 187

8.1.3 NAT 的工作过程.............
189

8.2 NAT 的配置. 190

8.2.1 NAT 的配置步骤.............
190

8.2.2 静态NAT 配置实例........
192

8.2.3 动态NAT 配置实例........
194

8.2.4 园区网中的NAT 配置举例............
195

8.3 NAT 排错.... 200

8.3.1 验证NAT........ 200

8.3.2 调试NAT........ 200

8.3.3 清除NAT 转换表中的条目............
201

8.3.4 NAT 限速........ 202

课后练习及实验... 202

第9 章 ACL 访问控制技术. 206

9.1 ACL 概述.... 206

9.1.1 ACL 简介........ 206

9.1.2 ACL 的访问顺序............ 207

9.1.3 ACL 的分类.... 209

9.2 ACL 的配置. 214

9.2.1 ACL 标准配置举例......... 214

9.2.2 ACL 扩展配置举例......... 217

9.2.3 ACL 综合配置举例......... 219

课后练习及实验... 228

第10 章
生成树协议与冗余网关协议. 233

10.1 生成树协议概述....... 233

10.1.1 交换机中的冗余链路.... 233

10.1.2 生成树协议的发展........ 235

10.2 STP............ 239

10.2.1 生成树协议的基本概念 239

10.2.2 STP 中的选择原则........ 240

10.2.3 STP 端口的状态........... 241

13.2.4 生成树的重新计算........ 242

10.2.5 生成树的配置命令........ 243

10.3 PVST ......... 243

10.4 MSTP 多实例生成树协议......... 246

10.4.1 MSTP 协议综述............ 246

10.4.2 MSTP 的配置案例........ 247

10.5 三层冗余网关协议... 251

10.5.1 HSRP 协议.... 252

10.5.2 VRRP 协议... 253

10.5.3 单VLAN 的VRRP 应用..............
255

10.5.4 多VLAN 的VRRP 应用..............
258

10.5.5 冗余技术的综合使用案例MSTP VRRP
..... 259

课后练习及实验... 261

第11 章
路由重分布.......... 264

11.1 路由重分布概述....... 264

11.1.1 路由重分布的基本概念 264

11.1.2 路由重分布的命令........ 265

11.1.3 在多路由协议中选择佳路径.... 266

11.2 静态路由、RIP 或OSPF、EIGRP 路由重分布举例 269

课后练习及实验... 274

第12 章
综合案例............. 277

12.1 功能概述... 277

12.2 各设备配置清单....... 281

12.2.1 各路由器的主要配置.... 281

12.2.2 各交换机的主要配置.... 289

12.3 全网段连通性测试及服务验证. 292

12.3.1 在PC1 上测试全网段的连通性...
292

12.3.2 配置内外服务器...........
293

12.4 访问控制列表的设置 295

12.5 NAT 地址转换.......... 296

12.6 VoIP 测试过程.......... 298

12.7 生成树测试..............
299

课后练习及实验... 300

参考文献.............. 301第1 章
交换机配置基础......... 1

1.1 交换机的硬件及选购..... 1

1.1.1 交换机的面板..... 1

1.1.2 交换机的选购和参数指标.. 2

1.1.3 交换机的内部结构.............
4

1.1.4 交换机的加电启动.............
4

1.2 交换机的基本配置......... 5

1.2.1 进入交换机配置环境.......... 5

1.2.2 交换机的命令模式.............
6

1.2.3 交换机的基本配置实验...... 8

1.3 交换机端口配置........... 12

1.3.1 交换机的端口类型...........
12

1.3.2 交换机的端口配置...........
15

1.4 交换机端口安全........... 18

1.4.1 端口安全概述... 18

1.4.2 端口安全的配置...............
20

1.5 交换机的工作机制....... 22

1.5.1 构造和维护交换地址表.... 23

1.5.2 交换数据帧....... 25

1.5.3 交换机的交换方式...........