內容簡介
本書詳細介紹瞭局域網組建與維護工作過程中所涉及的網絡基礎、交換技術、路由技術及網絡安全技術等方麵的基礎知識和基本技能,以及如何將企業網絡接入到互聯網中,並實施安全認證的方法。
全書由21個單元模塊組成,包括網絡基礎知識、網絡參考模型、基礎協議、交換機工作原理、虛擬局域網(VLAN)、生成樹(STP/RSTP)、靜態路由、動態路由(RIP/OSPF)、交換機端口安全、IP ACL、NAT技術以及網絡故障排除等網絡組建與維護技術。
本書的讀者對象可以是本科類院校和高職類院校的學生、教師,也可以是準備參加網絡管理員等相關職業資格認證考試的專業人士,以及希望學習更多企業網絡構建知識的技術人員。
內頁插圖
目錄
目 錄
項目1 組建雙機互聯對等網絡 1
【項目背景】 1
【項目分析】 2
【項目目標】 2
【知識準備】 2
1.1 什麼是計算機網絡 2
1.2 計算機網絡由來 2
1.3 計算機網絡功能 4
1.4 計算機網絡分類 5
1.5 計算機網絡拓撲類型 7
1.6 計算機網絡體係結構 9
1.7 局域網體係結構 12
1.8 常見的局域網類型 12
1.9 計算機對等網絡 13
1.10 項目實施:組建雙機互聯網絡 13
1.11 認證試題 20
項目2 使用集綫器連接辦公網 21
【項目背景】 21
【項目分析】 22
【項目目標】 22
【知識準備】 22
2.1 局域網基礎 22
2.2 局域網傳輸介質 25
2.3 以太網傳輸機製 27
2.4 局域網組網設備——集綫器 28
2.5 項目實施:使用集綫器組建辦公網 30
2.6 認證試題 31
項目3 搭建辦公網Web服務器 33
【項目背景】 33
【項目分析】 33
【項目目標】 34
【知識準備】 34
3.1 網絡服務器 34
3.2 Web服務器 35
3.3 Web服務器程序 36
3.4 項目實施(一):搭建辦公網Web服務器 36
3.5 項目實施(二):搭建辦公網FTP服務器 41
3.6 認證試題 47
項目4 認識交換機設備 49
【項目背景】 49
【項目分析】 49
【項目目標】 50
【知識準備】 50
4.1 交換技術 50
4.2 交換機的基礎知識 50
4.3 交換機和集綫器 51
4.4 交換機的基本功能 53
4.5 交換機的工作方式 53
4.6 認識交換機設備 54
4.7 項目實施:使用交換機組建辦公網 55
4.8 認證試題 58
項目5 配置交換機設備 60
【項目背景】 60
【項目分析】 61
【項目目標】 61
【知識準備】 61
5.1 配置交換機概述 61
5.2 交換機的配置管理方式 62
5.3 配置仿真終端程序 62
5.4 使用幫助配置交換機 64
5.5 識彆交換機命令提示符 65
5.6 項目實施:配置交換機並優化辦公網絡 67
5.7 認證試題 69
項目6 構建健壯的辦公網 71
【項目場景】 71
【項目分析】 72
【項目目標】 72
【知識準備】 72
6.1 網絡冗餘基礎知識 72
6.2 生成樹協議概述 74
6.3 快速生成樹協議概述 74
6.4 配置生成樹協議 75
6.5 項目實施:配置交換機並優化辦公網絡 76
6.6 認證試題 79
項目7 實現辦公網高帶寬 80
【項目背景】 80
【項目分析】 80
【項目目標】 81
【知識準備】 81
7.1 辦公網絡的鏈路帶寬 81
7.2 端口聚閤概述 81
7.3 端口聚閤技術優點 82
7.4 配置交換機端口聚閤 83
7.5 項目實施:配置辦公網高帶寬 84
7.6 認證試題 86
項目8 隔離辦公網廣播風暴 88
【項目背景】 88
【項目分析】 89
【項目目標】 89
【知識準備】 89
8.1 虛擬局域網概述 89
8.2 VLAN的用途 90
8.3 基於端口劃分VLAN 91
8.4 配置VLAN 92
8.5 項目實施:隔離辦公網絡廣播風暴 94
8.6 認證試題 96
項目9 實現同一部門不同區域網絡通信 98
【項目背景】 98
【項目分析】 99
【項目目標】 99
【知識準備】 99
9.1 交換機端口類型 99
9.2 Access接入端口 100
9.3 Trunk乾道端口 101
9.4 IEEE 802.1q協議 102
9.5 配置交換機乾道端口 103
9.6 項目實施:實現同一部門不同區域網絡間通信 104
9.7 認證試題 108
項目10 實現不同虛擬局域網通信 110
【項目背景】 110
【項目分析】 111
【項目目標】 111
【知識準備】 111
10.1 三層交換機知識 111
10.2 三層交換技術 112
10.3 三層交換機的工作原理 112
10.4 三層交換機類型 113
10.5 三層交換機實現VLAN間通信 113
10.6 配置三層交換機SVI技術 114
10.7 配置路由器單臂路由技術 114
10.8 項目實施一:使用SVI技術實現不同VLAN之間的安全通信 116
10.9 項目實施二:使用單臂路由技術實現不同VLAN之間的安全通信 119
10.10 認證試題 122
項目11 實現辦公設備自動獲取IP地址 124
【項目背景】 124
【項目分析】 125
【項目目標】 125
【知識準備】 125
11.1 DHCP基礎知識 125
11.2 DHCP地址分配流程 126
11.3 配置DHCP Server 128
11.4 配置DHCP Client 130
11.5 項目實施一:配置辦公網設備自動獲取地址 131
11.6 項目實施二:配置辦公網設備自動獲取地址 132
11.7 認證試題 136
項目12 配置三層路由設備 138
【項目背景】 138
【項目分析】 139
【項目目標】 139
【知識準備】 139
12.1 三層路由技術 139
12.2 路由器基礎知識 139
12.3 路由器組成結構 141
12.4 路由錶 145
12.5 配置路由器 146
12.6 認識三層交換機 150
12.7 配置三層交換機 151
12.8 項目實施一:配置路由器實現直連子網連通 151
12.9 項目實施二:配置三層交換機實現直連子網連通 153
12.10 認證試題 155
項目13 靜態路由實現辦公網接入互聯網 157
【項目背景】 157
【項目分析】 158
【項目目標】 158
【知識準備】 158
13.1 路由原理 158
13.2 路由分類 159
13.3 直連路由 160
13.4 靜態路由 161
13.5 默認路由 162
13.6 配置靜態路由 163
13.7 項目實施:靜態路由實現辦公網接入互聯網 165
13.8 認證試題 168
項目14 動態路由實現分公司網絡通信 170
【項目背景】 170
【項目分析】 171
【項目目標】 171
【知識準備】 171
14.1 動態路由基礎知識 171
14.2 RIP動態路由 172
14.3 配置RIP動態路由 173
14.4 OSPF動態路由 176
14.5 項目實施一:使用動態路由實現與分公司網絡通信 177
14.6 項目實施二:使用動態路由實現與分公司網絡通信 181
14.7 認證試題 185
項目15 保護辦公網網絡設備安全 186
【項目背景】 186
【項目分析】 186
【項目目標】 187
【項目準備】 187
15.1 辦公網安全基礎 187
15.2 辦公網安全防範 187
15.3 保護交換機設備本地登錄安全 188
15.4 保護交換機設備遠程登錄安全 189
15.5 保護交換機端口安全 190
15.6 項目實施:保護銷售部接入設備安全 191
15.7 認證試題 192
項目16 保護辦公網接入端口安全 195
【項目背景】 195
【項目分析】 196
【項目目標】 196
【知識準備】 196
16.1 什麼是交換機端口安全 196
16.2 端口安全違例處理方式 197
16.3 配置交換機端口安全 197
16.4 交換機鏡像安全技術 199
16.5 項目實施:保護辦公網接入安全 200
16.6 認證試題 203
項目17 保護辦公網不同區域訪問安全 205
【項目背景】 205
【項目分析】 206
【項目目標】 206
【知識準備】 206
17.1 訪問控製列錶基礎知識 206
17.2 標準編號訪問控製列錶 207
17.3 標準命名訪問控製列錶 210
17.4 項目實施一:保護辦公網不同區域網絡訪問安全 211
17.5 項目實施二:保護辦公網不同區域網絡訪問安全 213
17.6 認證試題 216
項目18 保護辦公網接入服務安全 218
【項目背景】 218
【項目分析】 218
【項目目標】 219
【知識準備】 219
18.1 擴展訪問控製列錶 219
18.2 網絡端口技術 219
18.3 配置基於編號的擴展訪問控製列錶 220
18.4 配置基於名稱的擴展訪問控製列錶 222
18.5 項目實施:保護辦公網FTP服務器安全 222
18.6 認證試題 227
項目19 保護辦公網齣口安全 230
【項目背景】 230
【項目分析】 230
【項目目標】 231
【知識準備】 231
19.1 什麼是防火牆 231
19.2 防火牆類型 231
19.3 防火牆安全特性 232
19.4 防火牆工作原理 233
19.5 防火牆性能技術指標 234
19.6 項目實施:保護辦公網齣口安全 235
19.7 認證試題 244
項目20 把辦公網接入互聯網 246
【項目背景】 246
【項目分析】 247
【項目目標】 247
【知識準備】 247
20.1 IPv4地址麵臨睏境 247
20.2 什麼是NAT技術 247
20.3 私有IP地址有哪些 248
20.4 NAT技術要素 248
20.5 NAT技術分類 249
20.6 NAT地址轉換過程 250
20.7 配置NAT地址轉換技術 251
20.8 項目實施:把辦公網接入互聯網 252
20.9 認證試題 256
項目21 排除常見網絡故障 258
【項目背景】 258
【項目分析】 259
【項目目標】 259
【知識準備】 259
21.1 ping基礎知識 259
21.2 netstat基礎知識 261
21.3 ipconfig基礎知識 262
21.4 ARP基礎知識 264
21.5 tracert基礎知識 265
21.6 route print基礎知識 266
21.7 nslookup基礎知識 267
前言/序言
《現代互聯網架構與前沿技術解析》 內容簡介 隨著數字時代的飛速發展,互聯網已深入我們生活的方方麵麵,成為信息傳遞、經濟活動和社會交流的基石。從傢庭無綫網絡的搭建,到支撐全球韆萬用戶訪問的大型企業級數據中心,再到如今蓬勃發展的雲計算、物聯網和5G通信,互聯網的技術深度和廣度都在以前所未有的速度擴展。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且與時俱進的現代互聯網架構與前沿技術視角,幫助大傢理解構建和維護支撐這一切的復雜網絡係統所必需的核心概念、關鍵技術和實際應用。 本書的齣發點並非局限於傳統意義上的“組建與維護”,而是將視角提升到更高層次,聚焦於理解互聯網的底層邏輯、運作機製以及驅動其不斷演進的最新技術浪潮。我們並非探討如何一步步連接網綫、配置交換機(這些基礎知識在本書中僅作為引子被帶過),而是著重講解構成現代互聯網骨架的各類網絡協議棧、路由轉發機製、安全防護策略以及新興的軟件定義網絡(SDN)和網絡功能虛擬化(NFV)等顛覆性技術。 第一部分:互聯網基石——協議棧與核心網絡 在深入理解現代網絡之前,迴歸並鞏固對互聯網核心協議棧的理解至關重要。本書將從TCP/IP協議族齣發,詳細剖析各層協議的功能和協作方式。我們會深入OSI七層模型和TCP/IP四層模型,重點講解TCP和UDP協議的特性,分析三次握手和四次揮手的細節,理解可靠傳輸的實現機製。數據包在網絡中是如何被路由和轉發的?這就離不開IP協議和一係列路由協議(如RIP、OSPF、BGP)的學習。本書將詳細解析這些路由協議的工作原理、算法特點以及在不同網絡環境下的適用性,幫助讀者理解全球互聯網如何實現海量數據的互聯互通。 此外,域名係統(DNS)是互聯網不可或缺的組成部分,它扮演著“互聯網電話簿”的角色。本書將詳細講解DNS的層級結構、解析過程、記錄類型以及緩存機製,並探討DNS安全(DNSSEC)等相關議題。理解IPv4地址的分配和限製,以及IPv6協議的齣現和演進,也是本書的重要內容,旨在讓讀者全麵掌握IP地址的管理和分配策略。 第二部分:網絡設備與拓撲設計 雖然本書的側重點不在於硬件安裝,但理解網絡設備在現代互聯網架構中的作用是必不可少的。我們將介紹路由器、交換機、防火牆、負載均衡器等關鍵網絡設備的硬件架構、功能特性以及在不同網絡層麵的應用。本書將探討各種常見的網絡拓撲結構,如星型、總綫型、環型、樹型和網狀型,並重點分析其優缺點,以及在設計大型、分布式網絡時如何選擇和組閤這些拓撲。 我們還將深入研究企業級網絡的設計原則,包括核心層、匯聚層和接入層的分層模型,以及如何通過VLAN、STP(生成樹協議)等技術實現網絡的邏輯隔離和高可用性。負載均衡技術在現代互聯網服務中扮演著至關重要的角色,本書將詳細講解各種負載均衡算法(如輪詢、加權輪詢、最少連接等)以及硬件和軟件負載均衡器的實現原理,幫助讀者理解如何構建高可用、高性能的網絡服務。 第三部分:網絡安全——守護數字世界 隨著網絡攻擊的日益復雜和頻繁,網絡安全已成為互聯網架構中不可迴避的關鍵議題。本書將從宏觀和微觀兩個層麵深入探討網絡安全。在宏觀層麵,我們將分析常見的網絡攻擊類型,如DDoS攻擊、SQL注入、跨站腳本攻擊(XSS)、中間人攻擊等,並講解相應的防禦策略和技術。 在微觀層麵,本書將詳細介紹防火牆的原理、類型(如狀態檢測防火牆、下一代防火牆)及其配置要點,深入講解VPN(虛擬專用網絡)的構建和原理,包括IPsec和SSL VPN,以及如何通過加密和隧道技術實現安全的遠程訪問。IDS(入侵檢測係統)和IPS(入侵防禦係統)是網絡安全防禦體係的重要組成部分,本書將剖析其工作原理、檢測方法和部署方式。此外,我們還將探討公鑰基礎設施(PKI)、數字證書、SSL/TLS協議的工作原理,以及如何利用它們來保障數據在傳輸過程中的機密性、完整性和真實性。 第四部分:新興網絡技術——驅動未來 互聯網的演進永無止境,本書將重點關注當前和未來的關鍵技術趨勢,幫助讀者洞察行業發展方嚮。 軟件定義網絡(SDN): SDN的核心思想是將網絡的控製平麵與數據平麵分離,實現網絡的集中化管理和編程化控製。本書將詳細講解SDN的架構,包括控製器、OpenFlow協議以及數據平麵設備的轉發行為,並探討SDN在網絡自動化、敏捷性和創新方麵的巨大潛力。 網絡功能虛擬化(NFV): NFV將傳統的硬件網絡功能(如路由器、防火牆)通過軟件運行在通用硬件上,從而降低成本、提高靈活性和可伸縮性。本書將介紹NFV的架構,包括NFVI(NFV基礎設施)、VNFs(虛擬網絡功能)和MANO(管理與編排),並分析其在運營商網絡和企業網絡中的應用前景。 雲計算與虛擬化網絡: 雲計算的蓬勃發展離不開強大的網絡支持。本書將探討雲環境下的網絡架構,包括虛擬私有雲(VPC)、虛擬網絡接口卡(vNIC)、軟件定義的存儲網絡以及雲原生應用的聯網挑戰。我們將解析容器化技術(如Docker、Kubernetes)對網絡提齣的新需求,以及相應的解決方案。 5G與下一代通信網絡: 5G技術不僅僅是速度的提升,更是網絡架構的變革。本書將介紹5G的核心技術,如網絡切片、邊緣計算、Massive MIMO和新的無綫接入技術(NR),並分析5G對物聯網、自動駕駛、AR/VR等應用的賦能作用,以及其對現有網絡基礎設施提齣的挑戰和機遇。 物聯網(IoT)網絡: 物聯網設備數量的爆炸式增長對網絡提齣瞭新的要求,包括低功耗、低延遲、大規模連接和數據安全。本書將探討物聯網網絡的典型架構、通信協議(如MQTT、CoAP)以及相關的安全和管理挑戰。 內容分發網絡(CDN): CDN是提升互聯網服務性能和用戶體驗的關鍵技術。本書將深入講解CDN的工作原理、緩存策略、節點部署以及如何通過邊緣計算優化內容分發,幫助讀者理解內容服務如何跨越地理距離,為全球用戶提供近乎實時的訪問體驗。 本書特色 本書旨在構建一個由淺入深、由基礎到前沿的知識體係。我們不局限於陳舊的教材模式,而是力求將復雜的網絡概念以清晰、生動的語言呈現給讀者。在講解技術原理的同時,本書還將穿插大量的實際案例分析和場景模擬,幫助讀者將理論知識與實際應用相結閤。我們還會引導讀者思考網絡設計的哲學,理解在不同場景下如何權衡成本、性能、安全和可維護性等因素。 本書適閤所有對現代互聯網運作機製感興趣的讀者,包括但不限於: 希望深入理解互聯網核心技術和架構的IT專業人士。 正在從事或有誌於從事網絡工程師、係統架構師、安全工程師的開發者和技術愛好者。 希望瞭解雲計算、5G、物聯網等新興技術如何構建在強大網絡基礎之上的學生和從業者。 對數字世界如何連接和運作感到好奇的廣大讀者。 通過閱讀本書,您將不僅掌握構建和維護現代網絡係統的必要知識,更能理解驅動互聯網不斷嚮前發展的核心動力,為迎接數字時代的挑戰做好充分準備。