路由交换技术详解与实践 卷(上册)(第2版)

党的二十大报告中强调“我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国，坚技为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，聚天下英才而用之。”

随着互联网技术的广泛普及和应用，通信及电子信息产业在全球迅猛发展起来，从而也带来了网络技术人才需求量的不断增加，网络技术教育和人才培养成为高等院校一项重要的战略任务。

为助力高校推进人才培养模式改革，促进人才培养与产业需求紧密衔接，深化产教融合、校企合作，H3C依托自身处于业界前沿的技术积累及多年校企合作的成功经验，本着“专业务实，学以致用”的理念，联合高校教师将产业前沿技术以及项目实践与高校的教学、科研结合，共同推出适用于高校人才培养的“H3C认证系列教程”，本系列教程注重实践应用能力的培养，以满足国家对新型IT人才的迫切需求。

《路由交换技术详解与实践第1卷》(上、下册)与H3CNERS 认证课程内容相对应，内容由浅入深、覆盖面广，包括大量与实践相关的内容，学员学习后可具备H3CNERS 的备考能力。

本书读者群大致分为以下3类。

 本科、高职院校在校生： 本书既可作为H3C网络学院的教科书，也可作为计算机类、电子信息类及相关专业学生的参考书。

 公司职员： 本书能够用于公司进行网络技术的培训，帮助员工理解和熟悉各类网络应用，提升工作效率。

 IT技术爱好者： 本书可以作为所有对IT技术感兴趣的爱好者学习IT技术的自学参考书籍。

《路由交换技术详解与实践第1卷》(上、下册)内容涵盖当前构建中小型网络的主流技术。从最基本的线缆制作到复杂的网络配置都精心设计了相关实验，充分凸显了H3C网络学院教程的特点——专业务实、学以致用。通过对本书的学习，学员不仅能进行路由器、交换机等网络设备的配置，还可以全面理解网络与实际生活的联系及应用，掌握如何利用基本的网络技术设计和构建中小型网络。课程经过精心设计，结构合理、重点突出，学员可以在较短的学时内完成全部内容的学习，便于知识的连贯和理解，让学员迅速进入更高一级课程的学习中。依托新华三集团强大的研发和生产能力，教程涉及的技术都有其对应的产品支撑，能够帮助学员更好地理解和掌握知识与技能。教程技术内容都遵循国际标准，从而保证了良好的开放性和兼容性。

《路由交换技术详解与实践第1卷》(上、下册)分为11篇，共44章，包含25个实验。每章后面都附有习题，帮助学员进行自测。

第1篇计算机网络基础

第1章计算机网络概述： 本章主要讲述了计算机网络的基本定义、基本功能和发展过程，以及计算机网络中的一些基本概念，同时还介绍了计算机网络的类型和衡量计算机网络的性能指标，最后介绍了计算机网络的协议标准及标准化组织。

第2章OSI参考模型与TCP/IP模型： 本章首先讲述了OSI参考模型的层次结构、7层功能及其关系、两个系统如何通过OSI模型进行通信和数据封装的过程； 然后讲述了TCP/IP参考模型的层次结构和各层的功能。

第3章网络设备及其操作系统介绍： 本章主要介绍了路由器与交换机的组成、主要作用和特点，以及H3C网络设备操作系统Comware的作用和特点。

第4章网络设备操作基础： 本章主要讲述了配置网络设备的基本方法、命令行的使用和网络设备的常用配置命令。

第5章网络设备文件管理： 本章主要讲述了H3C网络设备文件系统的作用与操作方法，包括配置文件的保存、擦除、备份与恢复，网络设备软件的升级，用FTP和TFTP传输系统文件的操作等。

第6章网络设备基本调试： 本章主要讲述了使用ping命令检查网络的连通性，使用tracert命令探查网络路径，以及使用debug等命令进行网络系统基本调试的方法。

第2篇局域网技术基础

第7章局域网技术概述： 本章介绍了局域网的主要相关标准、局域网与OSI模型的对应关系、主要的局域网类型及其典型拓扑。

第8章以太网技术： 本章讲述了以太网的发展历程和相关技术标准，各种以太网技术的基本原理、以太网帧格式，以及以太网线缆的规范和连接方式。

第9章WLAN基础： 本章讲述了WLAN的发展历程、WLAN的频率范围和信道划分、WLAN的相关组织和标准，以及WLAN拓扑基本元素、设备和组网知识。

第3篇广域网技术基础

第10章广域网技术概述： 本章介绍了常见广域网的连接方式、常用广域网协议的分类和特点，以及常见广域网架构。

第11章PPP： 本章讲述了PPP的基本原理及基础配置。

第12章PPPoE： 本章讲述了PPPoE协议的应用场景及基础配置。

第13章SR技术基础： 本章讲述了SR协议的产生背景、基本原理及应用场景。

第4篇网络层协议原理

第14章IP： 本章讲述了IP地址的格式和分类、子网划分的方法、IP报文转发基本原理，以及VLSM和CIDR的基本概念。

第15章ARP和RARP： 本章讲述了ARP和RARP的基本原理，以及基本的IP包转发过程。

第16章ICMP： 本章首先讲述了ICMP基本原理，然后讲述了ping命令和tracert命令应用工作原理。

第17章DHCP： 本章主要讲述了DHCP的特点及其原理，并介绍了DHCP中继，最后介绍了如何在H3C路由器上配置DHCP服务。

第18章IPv6基础： 本章介绍了IPv6的特点，IPv6地址的表示方式、构成和分类，以及IEEE EUI-64格式转换原理； 同时，讲述了邻居发现协议的作用、地址解析和地址自动配置的工作原理及IPv6地址的配置。

第5篇传输层协议原理

第19章TCP基本原理： 本章介绍了TCP的特点、TCP封装、TCP/UDP端口号的作用、TCP的连接建立和断开过程，以及TCP的可靠传输和流量控制机制。

第20章UDP基本原理： 本章介绍了UDP的特点、封装，以及UDP与TCP机制的主要区别。

第6篇应用层协议原理

第21章文件传输协议： 本章讲述了FTP和TFTP的基本原理，包括其协议文件传输模式、数据传输模式，以及FTP和TFTP的相关配置方法。

第22章DNS： 本章介绍了DNS协议的基本原理及工作方式，以及在路由器上的配置。

第23章其他应用层协议介绍： 本章主要概述了3种较常用的应用（远程登录、电子邮件、互联网浏览）所使用的应用层协议、基本定义及工作原理。

第7篇以太网交换技术

第24章以太网交换基本原理： 本章介绍了共享式以太网和交换式以太网的区别，最后重点讲述了交换机进行MAC地址学习从而构建MAC地址表的过程和对数据帧的转发原理。

第25章配置VLAN： 本章介绍了VLAN技术产生的背景、VLAN的类型及其相关配置、IEEE 802.1q的帧格式、交换机端口的链路类型及其相关配置。

第26章生成树协议： 本章首先介绍了有关STP的一些基本概念，以及STP是如何通过实现冗余链路的闭塞和开启从而实现一棵动态的生成树，最后介绍了RSTP和MSTP，以及如何在交换机上对生成树进行配置。

第27章配置链路聚合： 本章介绍了链路聚合的作用，链路聚合中负载分担的原理，以及如何在交换机上配置和维护链路聚合。

第8篇IP路由技术

第28章IP路由原理： 本章介绍了路由的作用、路由的转发原理、路由表的构成和含义，以及在设备上查看路由表的方法。

第29章直连路由和静态路由： 本章介绍了直连路由和静态路由的基本概念、配置VLAN间路由的方法、静态默认路由和静态黑洞路由的配置与应用，以及如何用静态路由实现路由备份及负载分担的方法。

第30章路由协议基础： 本章讲述了可路由协议与路由协议的区别、路由协议的种类和特点、距离矢量路由协议工作原理、距离矢量路由协议环路产生原因和链路状态路由协议工作原理。

第31章OSPF基础： 本章主要讲述了OSPF路由协议原理特性、配置方法和OSPF常见问题定位手段。

第9篇网络安全技术基础

第32章网络安全技术概述： 本章介绍了网络安全技术概念和网络安全技术范围。

第33章通过访问控制列表实现包过滤： 本章介绍了ACL定义、分类及应用，ACL包过滤工作原理，ACL包过滤的配置方法和应用注意事项，以及ASPF的功能和基本原理。

第34章网络地址转换： 本章讲述了NAT技术出现的历史背景、NAT的分类及其原理、如何配置常见的NAT应用，以及如何在实际网络中灵活选择适当的NAT技术。

第35章AAA和RADIUS： 本章介绍了AAA的架构、RADIUS协议的认证流程和主要属性、如何在设备上配置AAA和RADIUS，以及如何使配置设备的管理用户通过RADIUS认证。

第36章交换机端口安全技术： 本章首先讲述了IEEE 802.1x协议基本原理及其配置，随后介绍了端口隔离技术及其配置，最后介绍了端口绑定技术及其配置。

第37章IPSec基础： 本章讲述了IPSec的功能和特点、IPSec的体系构成、IPSec/IKE的基本特点，以及如何进行IPSec IKE预共享密钥隧道的基本配置。

第38章EAD介绍： 本章介绍了EAD的实现原理、EAD方案中各元素的功能、iMC EAD产品的功能和iNode智能客户端的功能。

第10篇网络优化和管理基础

第39章提高网络可靠性： 本章对网络可靠性设计做了初步的探讨，并介绍了几种典型的提高网络可靠性的方法。

第40章网络管理介绍： 本章从网络管理技术概述出发，首先介绍了网络管理的基本概念和功能； 其次介绍了网络管理系统的组成和实现，重点介绍SNMP； 为了使读者掌握网络管理的实际应用，在此基础上介绍了H3C的网络管理产品和应用； 最后对网络管理的发展趋势进行了介绍。

第41章堆叠技术介绍： 本章介绍了堆叠技术的产生背景和应用，堆叠技术的工作原理、基本配置和排错方法。

第42章网络故障排除基础： 本章对网络故障进行了分类，介绍网络故障排除的步骤、常见的故障排除工具，并给出了一些故障排除的方法和建议。

第11篇网络技术发展

第43章虚拟化技术基础： 本章对虚拟化技术的发展历程及应用场景进行了阐述，并对虚拟化技术的分类及各自的优缺点做了初步探讨。

第44章SDN与NFV概述： 本章介绍了SDN的产生背景、基本概念、网络架构及其价值，在此基础上介绍了NFV的基本概念和标准架构，并简要分析了SDN与NFV的差异与关联。

各型设备、各版本软件的命令、操作、信息输出等均可能有所差别。若读者采用的设备型号、软件版本等与本书不同，可参考所用设备和版本的相关手册。

新华三人才研学中心
2024年1月

H3C认证系列教程《路由交换技术详解与实践第1卷》(上、下册)对路由交换基础技术进行了详细介绍，涵盖了当前构建中小型网络的主流技术。本书为上册，主要内容包含计算机网络基础、局域网技术基础、广域网技术基础、网络层协议原理、传输层协议原理、应用层协议原理6篇内容和10节课程实验。本书的特点是理论与实践紧密结合，依托H3C路由器和交换机等网络设备精心设计了大量实验，有助于读者迅速、全面地掌握相关的知识和技能。
本书是为IT技术领域的入门者编写的。对于大中专院校在校学生，本书是进入计算机网络技术领域的好教材； 对于专业技术人员，本书是掌握计算机网络工程技术的好向导； 对于普通IT技术爱好者，本书也不失为学习和了解IT技术的优秀参考书籍。

新华三技术有限公司（简称新华三）是全球领先的新IT解决方案领导者，致力于新IT解决方案和产品的研发、生产、咨询、销售及服务，拥有H3C?品牌的全系列服务器、存储、网络、安全、超融合系统和IT管理系统等产品，能够提供大互联、大安全、云计算、大数据和IT咨询服务在内的一站式、全方位IT解决方案。同时，新华三也是HPE?品牌的服务器、存储和技术服务的中国独家提供商。 

第1篇计算机网络基础

第1章计算机网络概述

1.1本章目标

1.2什么是计算机网络

1.2.1计算机网络的定义

1.2.2计算机网络的基本功能

1.3计算机网络的发展

1.3.1主机互联

1.3.2局域网

1.3.3互联网

1.3.4因特网

1.4计算机网络中的基本概念

1.4.1局域网、城域网和广域网

1.4.2网络的拓扑结构

1.4.3电路交换与分组交换

1.5衡量计算机网络的主要指标

1.5.1带宽

1.5.2延迟

1.6网络标准化组织

1.7本章总结

1.8习题和解答

1.8.1习题

1.8.2习题答案

第2章OSI参考模型与TCP/IP模型

2.1本章目标

2.2OSI参考模型

2.2.1OSI参考模型的产生

2.2.2OSI参考模型的层次结构

2.2.3OSI参考模型层次间的关系以及数据封装

2.2.4物理层

2.2.5数据链路层

2.2.6网络层

2.2.7传输层

2.2.8会话层、表示层和应用层

2.3TCP/IP模型

2.3.1TCP/IP模型的层次结构

2.3.2应用层

2.3.3传输层

2.3.4网络层

2.3.5网络接口层

2.4本章总结

2.5习题和解答

2.5.1习题

2.5.2习题答案

第3章网络设备及其操作系统介绍

3.1本章目标

3.2路由器与交换机的作用与特点

3.2.1路由器的作用与特点

3.2.2交换机的作用与特点

3.2.3交换机和路由器的发展趋势

3.3H3C路由器和交换机介绍

3.3.1H3C系列路由器

3.3.2H3C系列交换机

3.4H3C网络设备操作系统Comware

3.5本章总结

3.6习题和解答

3.6.1习题

3.6.2习题答案

第4章网络设备操作基础

4.1本章目标

4.2访问网络设备的命令行接口

4.2.1连接到命令行接口的方法

4.2.2通过console进行连接

4.2.3通过AUX口进行连接

4.2.4通过Telnet进行连接

4.2.5通过SSH进行连接

4.3命令行使用入门

4.3.1命令视图

4.3.2命令行类型

4.3.3命令行帮助特性

4.3.4错误提示信息

4.3.5命令行历史记录功能

4.3.6命令行编辑功能

4.3.7分页显示

4.4常用命令

4.4.1常用设备管理命令

4.4.2常用信息查看命令

4.5配置远程登录

4.5.1通过Telnet登录路由器的配置

4.5.2通过SSH登录路由器的配置

4.6本章总结

4.7习题和解答

4.7.1习题

4.7.2习题答案

第5章网络设备文件管理

5.1本章目标

5.2网络设备文件系统介绍

5.2.1什么是网络设备文件系统

5.2.2网络设备的存储方式

5.2.3文件系统的操作

5.3文件的管理

5.3.1配置文件介绍

5.3.2配置文件的管理

5.3.3使用FTP传输文件

5.3.4使用TFTP传输文件

5.3.5指定启动文件

5.3.6重启设备

5.4网络设备软件维护基础

5.4.1网络设备的一般引导过程

5.4.2网络设备的一般性软件维护方法

5.5本章总结

5.6习题和解答

5.6.1习题

5.6.2习题答案

第6章网络设备基本调试

6.1本章目标

6.2网络连通性测试

6.2.1使用ping测试网络连通性

6.2.2使用tracert检测网络连通性

6.3系统调试

6.3.1系统调试概述

6.3.2系统调试操作

6.3.3调试信息输出示例

6.4本章总结

6.5习题和解答

6.5.1习题

6.5.2习题答案

第2篇局域网技术基础

第7章局域网技术概述

7.1本章目标

7.2局域网与OSI参考模型

7.3局域网与IEEE 802标准

7.3.1主要的IEEE 802标准

7.3.2数据链路层的两个子层

7.3.3LLC子层

7.3.4MAC子层

7.4主要局域网技术简介

7.4.1以太网

7.4.2令牌环网

7.4.3FDDI

7.4.4无线局域网

7.5本章总结

7.6习题和解答

7.6.1习题

7.6.2习题答案

第8章以太网技术

8.1本章目标

8.2发展历程

8.3标准以太网

8.3.1以太网帧

8.3.2冲突检测和处理

8.3.3流量控制技术

8.3.4标准以太网数据编码

8.3.510Base5

8.3.610Base2

8.3.710BaseT

8.3.810BaseF

8.4快速以太网

8.5千兆以太网

8.6万兆以太网

8.7超高带宽以太网

8.8本章总结

8.9习题和解答

8.9.1习题

8.9.2习题答案

第9章WLAN基础

9.1本章目标

9.2WLAN基础知识和发展历程

9.2.1WLAN的优势

9.2.2WLAN发展进程

9.2.3WLAN的相关组织和标准

9.3WLAN频率和信道

9.3.1ISM及其频段

9.3.2主流无线信号频段资源

9.3.32.4GHz频段各信道划分及使用范围

9.3.45GHz频段各信道划分及使用范围

9.4WLAN网络构成

9.4.1WLAN网络基本拓扑

9.4.2WLAN设备的典型组网

9.5WLAN网络报文发送机制

9.6WLAN基本配置

9.7本章总结

9.8习题和解答

9.8.1习题

9.8.2习题答案

第3篇广域网技术基础

第10章广域网技术概述

10.1本章目标

10.2广域网作用

10.2.1广域网的作用

10.2.2广域网与OSI参考模型

10.2.3广域网连接方式

10.3广域网技术

10.3.1传统专线连接模型

10.3.2虚拟专网连接模型

10.4本章总结

10.5习题和解答

10.5.1习题

10.5.2习题答案

第11章PPP

11.1本章目标

11.2PPP概述

11.2.1SLIP简介

11.2.2PPP基本概念

11.2.3PPP的特点

11.2.4PPP的组成