编辑推荐
思科网络技术学院CCNA路由和交换课程中"连接网络"课程的官方补充教材。
本课程介绍了聚合应用在复杂网络中所需要的WAN技术和网络服务。本课程可以让读者理解如何选择网络设备和WAN技术,以满足网络需求。读者还将学到配置和排错网络设备以及解决与数据链路协议相关的常见问题等知识,还将掌握在复杂网络中实施IPSec和VPN所需的知识和技巧。
本书旨在作为方便的案头参考书供学生随时随地使用,以巩固课程内容,充分利用学习时间。
本书的特色有助于读者将重点放在重要概念上,从而成功地完成该课程的练习。
目标——通过回答每章开篇列出的重要问题复习核心概念。
重要术语——每章开篇列出了本章中涉及的重要术语,引起读者重视。
术语表——全面的术语表定义了大约195个重要术语。
练习和实验——在每章末尾列出了所有相关的练习和实验,极大限度地为读者节省时间。
复习题——每章末尾的复习题采用与在线课程中的问题相同的风格,帮助读者评估学习效果。附录提供了答案并做了解释。
How to——该图标标识执行特定任务所需的步骤。
练习——该图标标识来自在线课程的所有练习,这些练习旨在加深读者对主题的理解。
视频——观看在线课程中的视频。
Packet Tracer练习——使用贯穿本书的Packet Tracer练习以可视化方式探索网络概念。
实验——完成可在本课程和实验手册中找到的所有实验和课堂练习。
内容简介
思科网络技术学院项目是思科公司在全球范围内推出的一个主要面向初级网络工程技术人员的培训项目,旨在让更多的年轻人学习先进的网络技术知识,为互联网时代做好准备。 《思科网络技术学院教程:连接网络》是思科网络技术学院全新版本的配套书面教材,主要内容包括分层的网络设计、连接到WAN、点对点连接、帧中继、IPv4的网络地址转换、宽带解决方案、保护站点到站点连接、监控网络、排除网络故障等内容。本书每章后还提供了复习题,并在附录中给出了答案和解释,以检验读者每章知识的掌握情况。术语表描述了网络有关的术语,并给出了相应的解释。 《思科网络技术学院教程:连接网络》适合准备参加CCNA认证考试的读者以及各类网络技术初学人员参考阅读。
作者简介
Rick Graziani,在加州Aptos的坎布里恩大学教授计算机科学和计算机网络课程。在此之前,他在很多公司从事过IT工作,其中包括Santa Cruz Operation、Tandem Computers和Lockheed Missiles and Space Corporation。他拥有加州州立大学蒙特里分校的计算机科学和系统理论的硕士学位。自1999年以来,Rick还是思科网络技术学院课程开发团队的成员之一。 Rick已经在Cisco Press出版了多部书籍,并为思科网络技术学院开发了多门在线课程。Rick是Cisco Press出版的IPv6 Fundamentals一书(该书中文版《IPv6技术精要》由人民邮电出版社出版)的作者,并在思科学院会议上就IPv6发表过演讲。他还是Cisco Press出版的Routing Protocols Companion Guide的合著者。 闲暇之余,Rick很有可能在他喜欢的圣克鲁斯冲浪圣地冲浪。
Bob Vachon,是加拿大安大略省萨德伯里市坎布里恩大学的计算机系统技术项目的教授,并教授网络基础设施课程。他拥有超过30年的计算机网络和信息技术领域的工作和教学经验。 自2001年起,Bob已在思科公司和思科网络技术学院的多个CCNA、CCNA-S和CCNP项目中担任团队领导人、作者和项目事务专家。他还创作出版了CCNA Accessing the WAN Companion Guide和CCNA Security(640-554)Portable Command Guide。他还是Cisco Press出版的Routing Protocols Companion Guide一书的合著者。 在闲暇时间,Bob喜欢弹吉他、投标枪或打台球,还喜欢从事园艺工作或乘坐独木舟旅行。
内页插图
目录
第1章 分层的网络设计 1
1.1 分层网络设计概述 2
1.1.1 企业园区网络设计 2
1.1.2 分层的网络设计 3
1.2 思科企业体系结构 7
1.2.1 模块化设计 8
1.2.2 企业体系架构中的模块 8
1.3 思科企业体系架构模型 10
1.3.1 思科企业体系架构模型 10
1.3.2 思科企业园区 11
1.3.3 思科企业边缘 12
1.3.4 服务提供商边缘 13
1.3.5 远程功能区 15
1.4 不断发展的网络架构 16
1.4.1 IT挑战 16
1.4.2 新兴企业架构 17
1.5 新兴网络架构 17
1.5.1 思科边界网络 17
1.5.2 协作架构 18
1.5.3 数据中心与虚拟化 19
1.5.4 扩展网络 20
1.6 总结 20
1.7 练习 21
1.7.1 课堂练习 21
1.7.2 Packet Tracer练习 21
1.8 检查你的理解 21
第2章 连接到WAN 24
2.1 WAN技术概述 25
2.1.1 为什么选择WAN 25
2.1.2 WAN是否必要 26
2.1.3 不断发展的网络 26
2.1.4 小型办公室 26
2.1.5 园区网络 27
2.1.6 分支机构网络 28
2.1.7 分布式网络 29
2.2 WAN运营 30
2.2.1 OSI模型中的WAN 30
2.2.2 常见WAN术语 30
2.2.3 WAN设备 31
2.2.4 电路交换 33
2.2.5 分组交换 33
2.3 选择WAN技术 34
2.3.1 WAN链路连接方案 34
2.3.2 服务提供商网络基础设施 35
2.4 私有WAN基础设施 36
2.4.1 租用线路 37
2.4.2 拨号 37
2.4.3 ISDN 38
2.4.4 帧中继 40
2.4.5 ATM 41
2.4.6 以太网WAN 41
2.4.7 MPLS 42
2.4.8 VSAT 43
2.5 公共WAN基础设施 44
2.5.1 DSL 44
2.5.2 有线电视 44
2.5.3 线介质 45
2.5.4 3G/4G蜂窝网 46
2.5.5 VPN技术 47
2.6 选择WAN服务 48
2.7 总结 50
2.8 练习 50
2.8.1 课堂练习 50
2.8.2 实验 51
2.9 检查你的理解 51
第3章 点对点连接 53
3.1 串行点对点概述 54
3.1.1 串行通信 54
3.1.2 HDLC封装 64
3.2 PPP操作 69
3.2.1 PPP的优势 69
3.2.2 LCP和NCP 70
3.2.3 PPP会话数 73
3.3 配置PPP 79
3.3.1 配置PPP 79
3.3.2 PPP身份验证 84
3.4 WAN连接故障排除 93
3.5 总结 97
3.6 练习 98
3.6.1 课堂练习 98
3.6.2 实验 98
3.7 检查你的理解 98
第4章 帧中继 102
4.1 帧中继简介 103
4.1.1 帧中继优势 103
4.1.2 帧中继的工作原理 107
4.1.3 高级帧中继概念 121
4.2 配置帧中继 125
4.2.1 配置基本帧中继 125
4.2.2 配置子接口 129
4.3 排除连接故障 136
排除帧中继故障 136
4.4 总结 140
4.5 练习 141
4.5.1 课堂练习 141
4.5.2 实验 141
4.5.3 Packet Tracer练习 141
4.6 检查你的理解 141
第5章 IPv4的网络地址转换 146
5.1 NAT工作原理 147
5.1.1 NAT的特征 147
5.1.2 NAT类型 152
5.1.3 NAT的优点 156
5.2 配置NAT 157
5.2.1 配置静态NAT 157
5.2.2 配置动态NAT 161
5.2.3 配置端口地址转换(PAT) 167
5.2.4 端口转发 172
5.2.5 配置NAT和IPv6 176
5.3 NAT故障排除 179
5.3.1 NAT故障排除:show
命令 179
5.3.2 NAT故障排除:debug
命令 180
5.3.3 案例研究 182
5.4 总结 184
5.5 练习 185
5.5.1 课堂练习 185
5.5.2 实验 185
5.5.3 Packet Tracer练习 185
5.6 检查你的理解 185
第6章 宽带解决方案 190
6.1 远程办公 191
6.1.1 远程办公的好处 191
6.1.2 远程工作人员服务的业务
需求 193
6.2 比较宽带解决方案 195
6.2.1 有线 195
6.2.2 DSL 199
6.2.3 线宽带 202
6.2.4 选择宽带解决方案 205
6.3 配置xDSL连接 206
6.3.1 PPPoE概述 206
6.3.2 配置PPPoE 208
6.4 总结 209
6.5 练习 209
6.5.1 课堂练习 210
6.5.2 实验 210
6.6 检查你的理解 210
第7章 保护站点到站点连接 212
7.1 VPN 213
7.1.1 VPN的基本原理 213
7.1.2 VPN的类型 215
7.2 站点到站点GRE隧道 216
7.2.1 通用路由封装的基本原理 217
7.2.2 配置GRE隧道 218
7.3 IPSec简介 221
7.3.1 Internet协议安全性 221
7.3.2 IPSec框架 223
7.4 远程访问 228
7.4.1 远程访问VPN解决方案 228
7.4.2 IPSec远程访问VPN 232
7.5 总结 235
7.6 练习 235
7.6.1 课堂练习 236
7.6.2 实验 236
7.6.3 Packet Tracer练习 236
7.7 检查你的理解 236
第8章 监控网络 238
8.1 系统日志 239
8.1.1 系统日志工作原理 239
8.1.2 配置系统日志 243
8.2 SNMP 247
8.2.1 SNMP工作原理 247
8.2.2 配置SNMP 254
8.3 NetFlow 259
8.3.1 NetFlow运行 259
8.3.2 配置NetFlow 261
8.3.3 检查流量模式 265
8.4 总结 270
8.5 练习 270
8.5.1 课堂练习 270
8.5.2 实验 270
8.5.3 Packet Tracer练习 271
8.6 检查你的理解 271
第9章 排除网络故障 273
9.1 使用系统化的方法进行故障
排除 274
9.1.1 网络文档 274
9.1.2 故障排除过程 282
9.1.3 采用分层模型来隔离问题 285
9.2 网络故障排除 290
9.2.1 故障排除工具 290
9.2.2 网络故障排除的症状和
原因 297
9.2.3 排除IP连接故障 304
9.3 总结 322
9.4 练习 322
9.5 检查你的理解 323
附录A “检查你的理解”问题答案 325
术语表 336
前言/序言
《网络世界漫游指南:从零构建你的数字疆域》 你是否曾对浩瀚的网络世界感到好奇,却又不知从何下手?你是否曾想理解那些看似高深的网络术语,构建属于自己的数字空间,或是仅仅想让家里的Wi-Fi信号更强一些?那么,这本《网络世界漫游指南》正是为你量身打造的入门之钥。它将带领你踏上一段激动人心的探索之旅,从网络最基础的构成单元出发,逐步揭示现代数字生活赖以生存的骨架与血脉。 本书并非一本枯燥的技术手册,而是一场生动的数字世界冒险。我们将抛开令人望而却步的专业术语,用通俗易懂的语言,结合生活化的比喻和形象的图示,为你层层剥开网络的神秘面纱。想象一下,互联网就像一个巨大的城市,而我们每个人都是生活在这个城市中的居民。这本书将教你如何认识这座城市的每一个角落,理解它运转的规律,甚至掌握在其中畅行无阻的技能。 第一站:数字世界的基石——数据的形态与传输 在开始构建你的数字疆域之前,我们首先需要了解构成这个疆域最基本的“砖石”——数据。你每天发送的邮件、浏览的网页、观看的视频,本质上都是一串串0和1组成的二进制代码。本书将深入浅出地讲解这些“0”和“1”是如何被组织、编码,并最终转化为我们能够理解的信息的。我们会探讨不同的数据类型,例如文本、图像、音频和视频,以及它们在网络中是如何被数字化并进行压缩的,以求在保证质量的同时,实现更高效的传输。 我们将模拟数据在网络中的旅行过程,就像一封信件从你手中被打包、标记地址、送往邮局,再经过层层分拣、运输,最终抵达收件人手中。在这个过程中,我们学习数据的封装、解封装,以及网络协议在其中扮演的角色。你将了解到,每一次你点击一个链接,背后都有一系列复杂而精妙的“对话”在发生,而这些对话正是由各种网络协议维系的。 第二站:连接的魔法——物理介质与通信设备 有了“砖石”,我们还需要“道路”和“交通工具”来连接它们。本书将带你认识网络世界中的各种物理介质,从我们家中常见的网线(双绞线、同轴电缆),到连接全球的跨洋光缆,再到无处不在的无线电波(Wi-Fi)。你将了解到不同介质的特性、传输能力以及它们在网络建设中的作用。我们会解释为什么家里有时候Wi-Fi信号不好,以及如何通过选择合适的设备和摆放位置来改善信号覆盖。 同时,你也将接触到网络世界中的各种“交通枢纽”和“指挥中心”——通信设备。从你家中那个默默工作的路由器,到连接无数家庭的交换机,再到指引数据流向的路由器,它们各自承担着怎样的功能?我们将用生动的例子解释它们的工作原理,让你明白当你的设备连接到网络时,究竟发生了什么。你将了解MAC地址和IP地址的区别,以及它们在设备识别和数据寻址中的重要性。 第三站:信息的指挥官——网络协议的奥秘 网络协议是网络通信的语言,是指导数据在不同设备之间有序交换的规则。本书将重点介绍一些最核心、最常用的网络协议,例如TCP/IP协议族。你会惊叹于TCP如何保证数据的可靠传输,即使在不稳定的网络环境下,也能确保你的数据完整无误地送达。你也会了解UDP的特点,为什么它在某些场景下比TCP更受欢迎。 我们将深入探讨HTTP和HTTPS协议,它们是你每天浏览网页必不可少的“通行证”。你将理解为什么有些网站需要你输入密码,以及HTTPS如何保护你的敏感信息不被窃取。此外,我们还会介绍DNS(域名系统),它是将我们熟悉的网站名称(如“www.google.com”)解析成机器能够识别的IP地址的关键。就像一本万能的电话簿,DNS帮助我们在茫茫网络中快速找到目标。 第四站:网络的架构——从局域网到广域网 你的家、你的办公室、你的学校,这些都是一个个独立的“小社区”,在网络世界中它们被称为局域网(LAN)。本书将教你如何构建一个属于自己的简单局域网,以及如何将这些局域网连接起来,形成更广阔的范围,这就是广域网(WAN),而互联网(Internet)就是最大的广域网。 我们将以构建家庭网络为例,一步步指导你如何连接路由器、配置Wi-Fi、设置网络共享等。你将学会区分有线连接和无线连接的优缺点,以及如何根据自己的需求进行选择。更重要的是,你将理解不同规模网络的组织方式,以及它们是如何协同工作的,就像一个庞大的城市交通系统,将各个区域紧密连接在一起。 第五站:保障网络安全——保护你的数字领地 在享受网络带来的便利的同时,我们也必须警惕潜藏的风险。网络安全是数字世界中最重要的一环。本书将为你揭示常见的网络威胁,例如病毒、恶意软件、网络钓鱼等,并提供切实可行的防护措施。你将学会如何设置强密码,如何识别可疑链接和邮件,以及如何使用防火墙和杀毒软件来保护你的设备。 我们将探讨加密技术在网络安全中的作用,以及为什么HTTPS连接是保护你隐私的关键。你将了解到如何在家中设置安全的Wi-Fi密码,避免被蹭网。更重要的是,本书将培养你的网络安全意识,让你在数字世界中更加谨慎,有效地保护自己的个人信息和数字财产。 第六站:网络的未来与发展——展望数字世界的无限可能 随着科技的飞速发展,网络世界也在不断演进。本书的最后一站将带你展望网络的未来,例如物联网(IoT)将如何改变我们的生活,5G技术将带来怎样的变革,以及云计算和大数据将如何塑造未来的数字经济。你将对网络技术的发展趋势有更清晰的认识,并为迎接未来的数字生活做好准备。 谁适合阅读这本书? 对网络世界充满好奇的学生: 无论你是计算机科学专业的学生,还是对技术感兴趣的任何学科的学生,本书都能为你打下坚实的基础。 希望提升家庭网络体验的普通用户: 如果你想更好地管理家里的Wi-Fi,解决网络连接问题,或者对如何保护家庭网络安全感到困惑,这本书将是你的得力助手。 准备进入IT行业的初学者: 本书将为你提供入门级的网络知识,帮助你了解网络工程师的工作,为未来的职业发展奠定基础。 任何渴望理解数字时代运作方式的读者: 在这个信息爆炸的时代,理解网络的基本原理,就像掌握一门读懂世界的语言。 《网络世界漫游指南》将是你探索数字奥秘的起点,它将点燃你对技术的兴趣,帮助你在这个日新月异的世界中,自信地构建、连接和遨游。准备好,让我们一起开启这段精彩纷呈的网络之旅吧!