本书以项目式教学内容为主线，分为基础篇、任务篇和拓展篇，详细阐述了当前主流的计算机网络技术及其实践操作。具体内容包括网络基础知识、IPv4、交换机、VLAN、路由协议、IPv6等。作为一本按照行业、企业标准编写的校企合作教材，本书在具体网络环境下深入讨论以太网和互联网的基本原理、算法、协议及各协议间的相互作用过程，既有理论总结，又有应用实例，理论与实践紧密结合，实用性强。本书结合当前主流厂家的交换机和路由器设备，向读者介绍完整、深入的路由和交换技术，使读者能够学以致用，较全面地学习路由与交换的基本理论和实用技术，掌握路由器与交换机的配置方法，增强对中小型网络的管理与维护能力和工程实践能力。本书内容丰富，实例众多，结构合理，适合作为本科院校、高职高专院校计算机网络相关课程的教材，也可供网络工程技术人员参考。

前言 正在到来的第四次工业革命，使人类进入智能化时代，人们的工作和生活方式都将发生巨大的变化。为了适应未来科技的发展，人们需要掌握各类信息通信技术，其中计算机网络技术具有重要作用。从1969年美国的阿帕网（ARPANET）开始，人类在计算机网络方面的探索已经有50多年了，形成了较完备的计算机网络理论和技术标准，对这些网络理论及技术标准的掌握和理解，已经成为当前相关专业大学生和工程技术人员的必备能力。 为了满足人们学习和掌握计算机网络技术的需求，多年来，已经出版了各类计算机网络的相关教材，每部教材都从不同角度阐述了计算机网络的原理和技术，以便适应不同层次读者的需要。近年来，国内高等教育进入了一个新的发展阶段，应用型本科高校作为一个独立的人才培养序列已经成为社会的共识。应用型本科高校培养的是具备创新能力的应用型人才，这就要求高校在课程建设和师资力量支撑上满足这样的需要。其中，符合应用型人才培养的教材是重中之重，特别是2017年2月以来，教育部推进“新工科”建设，急需编写和出版符合新的人才培养要求的教材。目前，完全满足这一需求的教材并不多见。因此，作者在参阅大量的国内外计算机网络教材、总结教学经验的基础上，编写了这本适合应用型本科人才培养的教材。作为一本按照行业、企业标准编写的校企合作教材，本书以“实用、有效、先进”为原则，在内容上注意了广泛性、先进性和实用性。本书能够使读者了解计算机网络的基础知识，了解OSI参考模型与TCP/CP协议族的概念、理论知识和层次结构，理解常用网络的基本框架设计思路，熟悉各种网络设备的功能和区别，掌握常用网络设备的配置、管理和维护，具备对数据硬件设备进行安装、维护的动手能力，具备独自配置交换机和路由器进行通信的能力；同时为读者以后从事通信和计算机领域的工作打下扎实的理论与实践基础。 全书分为9个项目，以项目式教学内容为主线，分为基础篇、任务篇和拓展篇，详细阐述了当前主流的计算机网络技术及其实践操作。项目1是初识计算机网络，通过两个教学任务使读者熟悉计算机网络的拓扑结构和性能指标，能够通过网络性能指标评判网络的质量；项目2是解构网络协议框架，通过两个教学任务使读者掌握OSI参考模型和TCP/IP协议族；项目3是IPv4地址规划，通过两个教学任务使读者掌握IPv4编址的方法、IPv4地址的分类，熟悉可变长子网掩码，学会进行IPv4地址规划设计；项目4是网络基础设备操作，通过两个教学任务使读者掌握网络设备交换机和路由器的使用、配置和维护；项目5是搭建局域网，通过3个教学任务使读者掌握VLAN、STP和链路聚合的基本工作原理和配置，学会进行交换网络环境的搭建设计；项目6是如何实现网络间的互通，通过4个教学任务使读者掌握RIP、OSPF和静态路由的配置、部署方式，学会应用动态路由协议组建网络；项目7是常用网络技术的研究，通过4个教学任务使读者掌握ACL、NAT、DHCP的配置方式，学会应用VRRP组建高可靠性网络；项目8是认识BGP协议，通过3个教学任务使读者熟悉BGP的报文类型与连接状态，掌握BGP的路由通告原则与通告方式；项目9是IPv6技术及应用，通过5个教学任务使读者掌握IPv6的配置，熟悉从IPv4到IPv6的过渡技术。 本书由大庆师范学院成宝芝副教授和北京华晟经世信息技术有限公司工程师伞兵主编，成宝芝完成了从项目6的6.4到项目9的全部内容，伞兵完成了从项目1到项目6的6.3的全部内容。全书由伞兵完成统稿工作。感谢大庆师范学院校教材基金项目和北京华晟经世信息技术有限公司提供的支持。本书部分内容参考了中兴通讯NC教育管理中心技术人员编写的相关资料，这里一并表示感谢。 由于编者水平有限，且计算机网络技术尚在不断发展和完善之中，书中难免存在一些错误和问题，希望读者批评指正。 编 者

目录 基 础 篇 项目1 初识计算机网络 2 1.1 任务1：认知计算机网络 2 1.1.1 计算机网络的定义和功能 2 1.1.2 计算机网络的演进 3 1.2 任务2：了解网络基础知识 5 1.2.1 计算机网络的分类 5 1.2.2 计算机网络的性能指标 6 1.2.3 计算机网络的拓扑结构 7 1.2.4 计算机网络的相关标 准化组织 9 思考与练习 10 实践活动：总结生活中常见 网络拓扑结构 10 项目2 解构网络协议框架 11 2.1 任务1：初识OSI参考模型 11 2.1.1 OSI参考模型的层次结构 12 2.2.2 OSI参考模型各层的功能 13 2.2.3 OSI数据封装过程 16 2.2 任务2：TCP/IP协议族探究 18 2.2.1 TCP/IP模型与OSI参考 模型比较 18 2.2.2 TCP/IP协议族的层次结构 19 2.2.3 TCP/IP协议族的应用层 协议 20 2.2.4 TCP/IP协议族的传输层 协议 20 2.2.5 TCP/IP协议族的网络层 协议 24 思考与练习 30 实践活动：利用抓包工具分析 报文的逐层封装过程 31 项目3 IPv4地址规划 32 3.1 任务1：初识IPv4地址 32 3.1.1 IPv4地址分类 33 3.1.2 保留的IP地址 34 3.1.3 可用的主机IP地址数量的 计算 35 3.2 任务2：带子网划分的编址 35 3.2.1 子网掩码 36 3.2.2 IP地址子网划分的计算 37 3.2.3 子网划分案例 38 3.2.4 可变长子网掩码 40 思考与练习 40 实践活动：查看你所在机房计算机 使用的网段，利用所学知识验证 机房规划是否合理 41 任 务 篇 项目4 网络基础设备操作 44 4.1 任务1：交换机的基本操作 44 4.1.1 预备知识 44 4.1.2 典型任务 55 4.2 任务2：路由器的基本操作 63 4.2.1 预备知识 63 4.2.2 典型任务 65 思考与练习 66 实践活动：通过Console端口实现 路由器的Telnet配置 67 项目5 搭建局域网 68 5.1 任务1：玩转VLAN技术 68 5.1.1 预备知识 68 5.1.2 VLAN的配置及应用 76 5.2 任务2：打造无环的交换网络 78 5.2.1 预备知识 78 5.2.2 STP的配置及应用 84 5.3 任务3：链路聚合 88 5.3.1 预备知识 88 5.3.2 链路聚合的配置及应用 90 思考与练习 92 实践活动：如果机房网络由你来进行 规划，你会如何规划VLAN？ 93 项目6 如何实现网络间的互通 94 6.1 任务1：初识路由技术 94 6.1.1 预备知识 94 6.1.2 静态路由的配置及应用 100 6.1.3 任务拓展 102 6.2 任务2：VLAN间路由的 调试 103 6.2.1 预备知识 103 6.2.2 VLAN间路由的配置及 应用 108 6.2.3 任务拓展 112 6.3 任务3：部署RIP动态路由 协议 113 6.3.1 预备知识 113 6.3.2 RIP的配置及应用 120 6.3.3 任务拓展1：RIPv2路由 汇总配置 121 6.3.4 任务拓展2：RIP广播默认 路由配置 124 6.4 任务4：深入研究OSPF动态 路由协议 126 6.4.1 预备知识 126 6.4.2 OSPF的配置及应用 135 6.4.3 任务拓展 137 思考与练习 138 实践活动：你目前所在学校的校园 网采用何种路由协议进行配置？ 138 项目7 常用网络技术的研究 139 7.1 任务1：ACL技术的应用 139 7.1.1 预备知识 139 7.1.2 ACL的配置及应用 143 7.1.3 任务拓展 145 7.2 任务2：NAT技术的应用 146 7.2.1 预备知识 146 7.2.2 NAT的配置及应用 148 7.2.3 任务拓展 154 7.3 任务3：DHCP技术的应用 154 7.3.1 预备知识 154 7.3.2 DHCP的配置及应用 160 7.3.3 任务拓展 162 7.4 任务4：VRRP的部署 163 7.4.1 预备知识 163 7.4.2 VRRP的配置及应用 169 7.4.3 任务拓展 170 思考与练习 171 实践活动：使用抓包软件分析 DHCP报文交互的封装格式 171 拓 展 篇 项目8 认识BGP协议 174 8.1 任务1：预备知识 174 8.1.1 BGP的基本概念 174 8.1.2 BGP的报文类型与连接 状态 175 8.1.3 BGP的路由通告原则 179 8.1.4 BGP的路由通告方式 181 8.1.5 BGP的属性和路由选择 182 8.1.6 BGP的配置 186 8.2 任务2：路由器IBGP连接的 建立 191 8.2.1 任务描述 191 8.2.2 任务分析 191 8.2.3 关键配置 191 8.2.4 任务验证 192 8.3 任务3：路由器EBGP连接的 建立 193 8.3.1 任务描述 193 8.3.2 任务分析 194 8.3.3 关键配置 194 8.3.4 任务验证 194 思考与练习 195 实践活动：查看公网BGP 路由器的路由表 196 项目9 IPv6技术及应用 197 9.1 任务1：IPv6原理及基本 配置 197 9.1.1 预备知识 197 9.1.2 IPv6的基本配置 209 9.2 任务2：RIPng的配置 210 9.2.1 预备知识 210 9.2.2 RIPng的基本配置 211 9.3 任务3：OSPFv3的配置 216 9.3.1 预备知识 216 9.3.2 OSPFv3的基本配置 220 9.4 任务4：6in4手工隧道 223 9.4.1 任务描述 223 9.4.2 任务分析 223 9.4.3 关键配置 224 9.4.3 任务验证 225 9.5 任务5：6to4自动隧道配置 226 9.5.1 任务描述 226 9.5.2 任务分析 227 9.5.3 关键配置 227 9.5.4 任务验证 229 思考与练习 229 实践活动：调研IPv6的运行现状 230 参考文献 231

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