内容简介
       《思科网络技术学院教程:扩展网络》是思科网络技术学院CCNA在线系列课程“扩展网络”的官方补充教材,由思科讲师编写。本课程是四门课程中的一门,侧重于实际应用,同时让读者获得必要的技能和经验,从而能够设计、安装、运营和维护中小型企业以及企业和服务提供商环境中的网络。  《思科网络技术学院教程:扩展网络》从基本的概念开始,循序渐进地介绍各种主题,可帮助读者全面认识网络通信。作为教材,本书介绍的网络概念、技术、协议和设备与在线课程相同。本书将重点放在在线课程中的关键主题、术语和练习上,同时新增了解释性内容和示例。读者可在教师的指导下学习在线课程,然后再使用本书加深对所有主题的理解。每章的最后还提供了复习题,附录中给出答案和解释。术语表中描述了有关网络的术语和缩写词。     
作者简介
     Allan Johnson,于1999 年进入学术界,将所有的精力投入到教学热情中。在此之前,他做了10 年的企业主和运营人。他拥有MBA 和职业培训与发展专业的教育硕士学位,曾在得克萨斯州Corpus Christi 的Del Mar 学院担任过信息技术讲师。2003 年,Allan开始将大量时间和精力投入到CCNA 教学支持小组,为全球各地的网络技术学院教员提供服务以及开发培训材料。当前,他在思科网络技术学院担任全职的学习系统开发人员。     
内页插图
          目录
   第 1 章扩展网络简介11.1 目标 11.2 重要术语 11.3 简介(1.0.1.1) 21.4 实施网络设计(1.1) 21.4.1 分层网络设计(1.1.1). 21.4.2 扩展网络(1.1.2) 71.5 选择网络设备(1.2) 121.5.1 交换机硬件(1.2.1) 121.4.2 路由器硬件(1.2.2) 181.4.3 管理设备(1.2.3) 201.5 总结(1.3) . 291.6 实践 301.6.1 课堂练习 301.6.2 实验 301.6.3 Packet Tracer 练习 301.7 复习题 30
第 2 章 LAN 冗余.322.1 目标 322.2 重要术语 322.3 简介(2.0.1.1) 332.4 生成树的概念(2.1) 332.4.1 生成树的用途(2.1.1). 332.4.2 STP 的工作原理(2.1.2). 382.5 生成树协议的变种(2.2) 502.5.1 概述(2.2.1) 512.5.2 PVST+(2.2.2) 522.5.3 快速PVST+(2.2.3) . 552.6 生成树的配置(2.3) 582.6.1 PVST+的配置(2.3.1). 592.6.2 快速PVST+的配置(2.3.2). 642.6.3 STP 配置问题(2.3.3). 662.7 第一跳冗余协议(2.4) 692.7.1 第一跳冗余协议的概念(2.4.1). 692.7.2 第一跳冗余协议的变种(2.4.2) 712.7.3 FHRP 的验证(2.4.3) . 722.8 总结(2.5) . 742.9 实践 752.9.1 课堂练习 752.9.2 实验 752.9.3 Packet Tracer 练习. 752.10 复习题 75
第 3 章链路聚合783.1 目标 783.2 重要术语 783.3 简介(3.0.1.1) . 793.4 链路聚合概念(3.1) . 793.4.1 链路聚合(3.1.1) 793.4.2 EtherChannle 的工作原理(3.1.2) 813.5链路聚合的配置(3.2) . 843.5.1 配置EtherChannel(3.2.1) . 843.5.2 EtherChannel 验证及其故障排除(3.2.2). 863.6 总结(3.3) . 903.7 实践 903.7.1 课堂练习 913.7.2 实验 913.7.3 Packet Tracer 练习. 913.8 复习题 91
第 4 章线 LAN.944.1 目标 944.2 重要术语 944.3 简介(4.0.1.1) . 954.4 线概念(4.1) . 954.4.1 线简介(4.1.1) 954.4.2 WLAN 的组件(4.1.2) . 1004.4.3 802.11 WLAN 拓扑4.5 线LAN 的工作原理(4.2) 1124.5.1 802.11 帧的结构(4.2.1). 1124.5.2 线网络的工作原理(4.2.2). 1174.5.3 通道管理(4.2.3) 1244.6 线LAN 的安全性(4.3) . 1294.6.1 WLAN 面临的威胁(4.3.1)1294.6.2 保护WLAN(4.3.2) . 1344.7 线LAN 的配置 1384.7.1 配置线路由器(4.4.1). 1384.7.2 配置线客户端(4.4.2). 1484.7.3 WLAN 故障排除(4.4.3) 1484.8 总结(4.5) . 1524.9 实践 1534.9.1 课堂练习 1534.9.2 实验 1534.9.3 Packet Tracer 练习 1534.10 复习题 153
第 5 章单区域OSPF 的调整和故障排除 1565.1 目标 1565.2 重要术语 1565.3 简介(5.0.1.1) 1575.4 单区域OSPF 高级配置(5.1) 1575.4.1 在分布层和核心层进行路由(5.1.1). 1575.4.2 多路访问网络中的OSPF(5.1.2). 1655.4.3 传播默认路由(5.1.3). 1775.4.4 调整OSPF 接口(5.1.4) . 1815.4.5保护OSPF(5.1.5) 1845.5 排除单区域OSPF 故障(5.2) 1895.5.1 单区域OSPF 故障排除的组成部分(5.2.1). 1895.5.2 排除单区域OSPFv2 路由故障(5.2.2). 1945.5.3 排除单区域OSPFv3 路由故障(5.2.3). 1985.6 总结(5.3) . 2025.7 实践 2035.7.1 课堂练习 2045.7.2 实验 2045.7.3 Packet Tracer 练习. 2045.8 复习题 204
第 6 章多区域OSPF 2086.1 目标 2086.2 重要术语 2086.3 简介(6.0.1.1) . 2096.4 多区域OSPF 的工作原理(6.1) 2096.4.1 为何使用多区域OSPF(6.1.1) 2096.4.2 多区域OSPF LSA 的工作原理(6.1.2) 2136.4.3 OSPF 路由表和路由类型(6.1.3) 2166.5 配置多区域OSPF(6.2). 2186.5.1 配置多区域OSPFv2 和OSPFv3(6.2.1) 2186.5.2 OSPF 路由汇总(6.2.2) 2216.5.3 检验多区域OSPF(6.2.3) 2276.6 总结(6.3) . 2346.7 实践 2356.7.1 课堂练习 2356.7.2 实验 2356.7.3 Packet Tracer 练习. 2356.8 复习题 236
第 7 章 EIGRP.2397.1 目标 2397.2 重要术语 2397.3 简介(7.0.1.1) . 2407.4 EIGRP 的特征(7.1). 2407.4.1 EIGRP 的基本功能(7.1.1) 2407.4.2 EIGRP 数据包类型(7.1.2) 2437.4.3 EIGRP 消息(7.1.3) 2467.5 配置IPv4 EIGRP(7.2) 2497.5.1 配置IPv4 EIGRP(7.2.1) 2497.5.2 检验IPv4 EIGRP(7.5.2) 2597.6 EIGRP 的工作原理(7.3) . 2637.6.1 EIGRP 初始路由发现(7.3.1). 2647.6.3 度量值(7.3.2) 2667.6.3 DUAL 和拓扑表(7.3.3). 2737.6.4 DUAL 和融合(7.3.4) 2807.7 配置IPv6 EIGRP(7.4). 2847.7.1 IPv4 EIGRP 和IPv6 EIGRP(7.4.1). 2857.7.2 配置IPv6 EIGRP(7.4.2). 2877.7.3 检验IPv6 EIGRP(7.4.3). 2927.8 总结(7.5) . 2957.9 实践 2957.9.1 课堂练习 2967.9.2 实验 2967.9.3 Packet Tracer 练习 2967.10 复习题 296
第 8 章 EIGRP 高级配置和故障排除 2998.1 目标 2998.2 重要术语 2998.3 简介(8.0.1.1) 3008.4 EIGRP 高级配置(8.1) . 3008.4.1 自动汇总(8.1.1) 3008.4.2 手动汇总(8.1.2) 3098.4.3 传播默认路由(8.1.3.) 3148.4.4 调整EIGRP 接口(8.1.4). 3178.4.5 保护EIGRP(8.1.5) 3228.5 排除EIGRP 故障(8.2) 3278.5.1 EIGRP 故障排除的组成部分(8.2.1). 3278.5.2 排除EIGRP 邻接关系故障(8.2.2) 3298.5.3 排除EIGRP 路由表故障(8.2.3) 3318.6 总结(8.3) . 3378.7 实践 3388.7.1 课堂练习 3388.7.2 实验 3388.7.3 Packet Tracer 练习. 3398.8 复习题 339
第 9 章 IOS 映像和许可3429.1 目标 3429.2 重要术语 3429.3 简介(9.0.1.1) . 3439.4 管理IOS 系统文件(9.1) . 3439.4.1 命令约定(9.1.1) 3439.4.2 管理Cisco IOS 映像(9.1.2) 351      
前言/序言
       
				 
				
				
					扩展网络:构建更庞大、更稳定、更智能的互联世界  在当今高度互联的时代,网络已经渗透到我们生活的方方面面,支撑着从个人通信、商业交易到工业自动化、智慧城市等几乎所有关键领域。随着用户数量的爆炸式增长、数据流量的指数级攀升,以及对网络性能、可靠性和安全性的要求不断提高,简单、基础的网络架构已无法满足需求。我们迫切需要能够应对这些挑战,构建更大规模、更稳定运行、更具弹性和智能化的网络。  《扩展网络:构建更庞大、更稳定、更智能的互联世界》正是这样一本旨在引领读者深入理解并掌握构建下一代大规模网络技术的实践指南。本书并非对现有网络进行简单的叠加,而是从根本上探讨如何设计、实施和管理能够应对复杂性和高可用性需求的网络。我们将一同探索那些支撑起全球信息流动、驱动创新发展、保障业务连续性的关键技术和设计原则。  本书将从以下几个核心维度,全面深入地剖析网络扩展的关键要素:  第一部分:迈向大规模网络的基石——路由协议的深度探索  在扩展网络的过程中,路由协议扮演着至关重要的角色。它们是网络通信的“导航员”,负责在成千上万台设备和无数个路径中,找到最高效、最可靠的数据传输路径。本书将对目前业界广泛应用且成熟可靠的路由协议进行系统性梳理和深入剖析,重点关注那些在大型、复杂网络环境中表现卓越的协议。     动态路由协议的演进与选择: 我们将从距离矢量协议(如RIP)的局限性出发,深入探讨链路状态协议(如OSPF)的工作原理、配置选项以及在大型网络中的优势。你将学习如何设计和优化OSPF区域,理解其邻居关系建立、LSA泛洪机制以及度量值的计算。    企业级路由的基石——EIGRP详解: 对于Cisco环境下的用户,EIGRP(增强内部网关路由协议)提供了融合距离矢量和链路状态协议的优势,具有快速收敛和灵活配置的特点。本书将详尽讲解EIGRP的DUAL算法、度量值计算、邻居关系、路由更新机制以及在复杂拓扑中的应用技巧。    跨域路由的王者——BGP深入解析: 当网络规模扩展到互联网级别,或者需要连接不同的自治系统(AS)时,BGP(边界网关协议)就成为无可替代的选择。我们将深入探讨BGP的路径向量机制、属性(AS_PATH, NEXT_HOP, LOCAL_PREF, MED等)及其对路由策略的影响,学习如何配置BGP对等体、路由反射器、联盟以及实现精细化的路由控制。    路由策略与流量工程: 构建大规模网络不仅仅是选择一个路由协议,更重要的是如何通过路由策略引导流量,实现高可用性、负载均衡和性能优化。本书将介绍策略路由、路由过滤、路由聚合等技术,帮助你理解如何根据业务需求灵活地控制数据流向。  第二部分:保障网络健壮与弹性的核心——交换技术与高可用性设计  除了路由,网络交换也是实现网络扩展不可或缺的一环。在大型网络中,交换机的性能、可靠性以及网络拓扑的设计直接关系到网络的整体可用性和用户体验。     VLAN与三层交换的协同: 学习如何通过VLAN(虚拟局域网)实现网络逻辑隔离,提高安全性,简化管理。我们将深入理解三层交换机在VLAN间路由中的作用,以及如何通过配置Inter-VLAN路由来优化流量转发。    冗余与故障转移——STP的优化与替代: 传统STP(生成树协议)在大型网络中可能存在收敛慢、阻塞端口多的问题。本书将深入分析PVST+、Rapid PVST+以及MSTP(多生成树协议)的工作原理,并介绍如何通过合理的VLAN划分和交换机配置来优化STP的效率。此外,还将探讨基于OSPF和HSRP/VRRP的网关冗余方案,确保在设备故障时,流量能够快速切换到备用路径。    链路聚合(EtherChannel)与负载均衡: 通过EtherChannel技术将多条物理链路捆绑成一条逻辑链路,不仅可以提高带宽,还能实现链路的负载均衡和冗余。本书将详细讲解EtherChannel的配置选项、不同模式的选择以及在服务器连接和交换机互联中的应用。    数据中心交换的设计考量: 随着云计算和虚拟化的普及,数据中心网络的设计变得尤为重要。我们将探讨CLOS架构、Spine-Leaf拓扑等现代数据中心网络设计模式,以及如何通过VXLAN、MPLS等技术构建大规模、高性能的数据中心网络。  第三部分:网络安全与服务质量保障——扩展网络中的关键考量  随着网络规模的扩大,安全威胁也随之增加,而用户对网络性能的要求也愈发严苛。因此,在网络扩展过程中,安全和QoS(服务质量)的保障同样是重中之重。     访问控制与安全策略: 学习如何设计和实施有效的访问控制列表(ACLs),在路由器和交换机层面限制非法访问。我们将深入探讨不同类型的ACLs,以及如何结合动态路由协议实现更精细化的安全策略。    网络地址转换(NAT)与公私网隔离: 在IPv4地址日益紧张的情况下,NAT技术仍然是实现网络连接和安全隔离的重要手段。本书将深入分析静态NAT、动态NAT、PAT(端口地址转换)的工作原理,以及在大型网络中合理规划NAT地址池的策略。    服务质量(QoS)策略的实施: 确保关键应用(如VoIP、视频会议)的性能,是提升用户体验的关键。我们将深入理解QoS的基本概念,包括分类、标记、排队、整形和拥塞管理。你将学习如何配置LLQ(低延迟队列)、CBWFQ(类基础加权公平队列)等QoS机制,为不同类型流量提供差异化服务。    无线网络扩展的挑战与解决方案: 随着移动设备的激增,无线网络的扩展也面临着信号覆盖、容量、漫游和安全等多方面的挑战。本书将探讨无线控制器(WLC)架构、瘦AP与胖AP的区别,以及如何通过无线控制器集中管理AP,实现无缝漫游和高效的无线安全。  第四部分:自动化与智能化——面向未来的网络运维  现代网络需要更加高效、智能的运维方式。本书将引入一些面向未来的网络自动化和智能化技术,帮助你为构建和管理更复杂的网络做好准备。     网络自动化基础: 了解网络自动化脚本(如Python)在配置管理、监控和故障排查中的应用。我们将探讨API驱动的网络管理、配置模板和状态管理等概念。    SDN(软件定义网络)的初步认识: 尽管SDN是一个庞大的领域,本书将为你提供SDN的基本概念,包括控制平面与数据平面的分离、SDN控制器以及其在简化网络管理和实现网络灵活性方面的潜力。    网络监控与分析: 有效的网络监控是保证网络稳定运行的基础。我们将介绍SNMP(简单网络管理协议)、NetFlow/sFlow等协议在网络性能监控和流量分析中的作用,以及如何利用这些工具来识别潜在问题并进行故障排除。  谁适合阅读本书?  本书适合任何希望深入理解并掌握网络扩展技术的IT专业人士,包括但不限于:     网络工程师: 渴望提升技能,设计和管理更大型、更复杂网络的工程师。    系统管理员: 需要确保其企业网络能够满足日益增长的业务需求和用户数量的管理员。    网络架构师: 负责规划和设计企业网络基础设施的专业人士。    IT经理和主管: 希望了解最新网络技术趋势,并做出明智技术投资决策的管理者。    学习者: 准备考取CCNP(思科认证网络工程师)或CCIE(思科认证互联网专家)等高级网络认证的学生。  本书特色:     实践导向: 理论结合实际,提供丰富的配置示例和故障排除技巧。    深入剖析: 对核心技术进行详细解释,帮助读者建立扎实的理论基础。    前瞻性: 引入面向未来的自动化和智能化技术,为读者指明发展方向。    系统性: 从路由、交换到安全、QoS,全面覆盖网络扩展的关键领域。  在数字经济飞速发展的今天,构建一个稳定、高效、安全且具备弹性的大规模网络,已不再是一个可选项,而是企业保持竞争力的必然要求。 《扩展网络:构建更庞大、更稳定、更智能的互联世界》将是你实现这一目标的得力助手,为你打开通往更广阔网络世界的大门。让我们一起踏上这段探索之旅,共同构建支撑未来互联世界的坚实基石。