交换机和路由器是网络的核心设备。掌握交换机和路由器的配置与管理技术，以及网络工程的规划设计方法，是网络从业人员必须具备的核心专业技能。

本书以规划设计和构建一个拥有三个校区的某高校大型局域网络和模拟的因特网为例，以该案例的建设为主线贯穿全书，以“项目引导，任务驱动”的方式组织全书的内容，详细介绍了大型局域网络和高可靠网络的规划设计与配置实现方法。

全书内容新颖，实用性和可操作性较强，主要介绍了计算机网络技术、网络模拟仿真软件、交换机配置基础、虚拟局域网技术、网络地址转换、访问控制技术、DHCP服务配置与应用、动态路由协议、构建高可靠局域网络、VPN配置与应用等实用内容。

本书配有实训内容，可作为应用型本科及高职高专院校计算机相关专业的教材，也可作为网络培训教材。

随着计算机和网络技术的迅猛发展，计算机网络及应用已渗透到社会的各个领域，大数据、云计算、物联网、人工智能等国家战略性新兴信息产业的发展和应用，均离不开网络这个信息化基础设施，它们彼此依附且相互助力。新一代信息技术产业将加快建设下一代信息网络，因此急需大量高层次网络人才。

交换机和路由器是网络的核心设备，掌握交换机和路由器的配置与管理技术，以及网络工程的规划设计方法，是网络从业人员必须具备的核心专业技能。

本书是在前两版的基础上进行的一次最新改版，是编者二十多年网络行业从业经验和最新教学经验的结晶。本书侧重对网络实用技能的培养，根据计算机网络行业对网络专业人才的技能需求，精心选择知识点和技能点，以规划设计和构建一个拥有三个校区的某高校大型局域网络和模拟的因特网为主线贯穿全书，以“项目引导，任务驱动”的方式组织全书的内容，详细介绍了大型局域网络和高可靠网络的规划设计与配置实现方法，以及因特网的体系结构与配置实现方法。

本书精心设计网络工程案例，该案例涵盖了作为一名网络工程师应具备的知识点和技能点。它来源于真实网络工程，不仅新颖，而且实用性和可操作性非常强。学完本书内容，整个网络工程也就顺利组建完成了。案例中高校的A校区局域网采用传统三层式架构进行规划设计并配置实现；B校区局域网采用扁平化设计方案进行规划设计并配置实现；C校区局域网采用双核心双汇聚的高可靠网络方案进行规划设计并配置实现。三个校区的局域网内网借助因特网，并利用IPSec VPN技术实现彼此间的互联互通，从而完成整个网络工程的组建。

本书并不单纯讲解交换机和路由器的配置指令与用法，更注重网络工程规划设计和建设能力的培养。本书的编写目标是通过对内容的学习和实践操作，使读者具备能规划并设计大、中型局域网络，同时能独立配置交换机和路由器等网络设备，完成整个网络工程组建的能力。

对网络进行规划设计以及对交换机和路由器进行配置和管理，都需要具备一定的网络理论知识。为此，本书首先对必须要掌握和充分理解的网络理论知识进行了简明扼要的介绍。对于未学习过计算机网络基础知识的读者，通过学习前面的章节，也能无障碍地进行后续章节内容的学习。

本书由重庆工商职业学院冯昊编写。本书的教学PPT和网络案例的pkt文件可通过清华大学出版社官网获取。建议本书的学时数为72学时。

限于笔者学识，如有不当之处，敬请读者批评指正。

编者2021年10月

第1章计算机网络技术1

1.1计算机网络基本概念1

1.1.1计算机网络的定义与分类1

1.1.2网络拓扑结构2

1.1.3网络通信协议4

1.2计算机网络体系结构5

1.2.1OSI模型5

1.2.2TCP/IP模型6

1.3以太网简介9

1.4数据链路层与以太网帧格式11

1.4.1数据链路层简介11

1.4.2以太网帧格式12

1.5TCP/IP13

1.5.1TCP13

1.5.2IP19

1.5.3IP地址及分类与管理21

1.5.4子网划分与变长子网掩码24

1.5.5无分类编址26

1.6局域网技术简介28

1.6.1带宽共享式以太网络28

1.6.2网桥29

1.6.3交换式以太网络31

1.6.4虚拟局域网技术32

1.7网络传输介质33

1.7.1有线传输介质33

1.7.2无线传输介质41

1.8局域网设备简介42

1.8.1网络互联设备42

1.8.2网络安全设备461.8.3网络计费系统与设备48

第2章网络模拟仿真软件50

2.1思科网络学院简介50

2.2安装及使用Cisco Packet Tracer50

2.2.1安装Cisco Packet Tracer50

2.2.2使用Cisco Packet Tracer51

实训使用Cisco Packet Tracer进行网络实训71

第3章交换机配置基础73

3.1交换机IOS简介73

3.2交换机配置途径与配置方法75

3.2.1交换机的本地配置75

3.2.2交换机的远程配置78

3.3命令行配置模式80

3.4配置交换机远程登录82

3.4.1案例网络拓扑与任务目标82

3.4.2配置Telnet登录83

3.4.3配置SSH登录87

3.5常用的基础配置指令90

3.5.1端口配置91

3.5.2路由配置93

3.5.3配置域名解析99

3.5.4查询交换机信息100

实训配置交换机/路由器103

第4章虚拟局域网技术106

4.1VLAN技术106

4.1.1VLAN简介106

4.1.2VLAN工作原理107

4.2规划设计大型局域网络111

4.2.1项目需求与目标111

4.2.2网络拓扑与IP地址规划112

4.2.3VLAN的创建与配置116

4.2.4网络案例配置与测试121

4.3单臂路由的配置与应用132

4.4网络扁平化设计137

4.4.1网络扁平化设计方案137

4.4.2用VTP管理VLAN配置信息139

4.4.3扁平化设计构建大型局域网络140

实训1构建大型局域网络144

实训2扁平化设计大型局域网络145

第5章网络地址转换146

5.1NAT技术146

5.1.1NAT简介146

5.1.2NAT的工作原理147

5.1.3NAT的分类148

5.1.4NAT配置命令149

5.2NAT配置应用案例151

实训1A校区网络的NAT配置154

实训2B校区网络的NAT配置154

第6章访问控制技术156

6.1访问控制列表简介156

6.2标准访问控制列表158

6.3扩展访问控制列表161

6.3.1扩展访问控制列表配置命令161

6.3.2扩展访问控制列表应用案例162

6.4配置A校区防火墙164

6.4.1用交换机作防火墙的配置方法164

6.4.2防火墙进出数据流分析165

6.4.3常用网络服务端口简介168

6.4.4防火墙配置与测试174

实训实际配置A校区防火墙178

第7章DHCP服务配置与应用179

7.1DHCP概述179

7.2DHCP配置命令181

7.3DHCP服务应用案例183

实训配置B校区DHCP服务185

第8章动态路由协议186

8.1路由协议的相关概念186

8.2规划设计模拟的因特网188

8.3RIP动态路由协议191

8.3.1RIP路由协议简介191

8.3.2RIP路由协议的工作过程191

8.3.3RIP的配置命令192

8.3.4RIP配置应用案例196

8.4OSPF动态路由协议200

8.4.1OSPF路由协议概述200

8.4.2OSPF配置命令203

8.4.3OSPF多区域配置应用案例206

8.5BGP路由协议211

8.5.1BGP路由协议简介211

8.5.2BGP配置命令212

8.5.3BGP应用案例213

实训1配置RIP路由协议219

实训2配置OSPF路由协议221

实训3配置BGP路由协议221

第9章构建高可靠局域网络222

9.1规划设计高可靠局域网络222

9.1.1网络高可靠技术简介222

9.1.2高可靠网络的设计方案223

9.2用端口聚合提高网络的可靠性225

9.2.1端口聚合简介225

9.2.2端口聚合配置命令226

9.2.3用端口聚合构建高可靠局域网络228

9.3构建C校区高可靠局域网络234

9.3.1规划设计C校区高可靠局域网络234

9.3.2配置C校区核心网络238

9.3.3生成树协议及配置应用247

9.3.4HSRP及配置应用265

9.3.5VRRP路由器冗余协议275

实训1实际构建双核心单汇聚局域网络277

实训2构建高可靠局域网络278

第10章VPN配置与应用279

10.1VPN概述279

10.2数据安全技术280

10.2.1数据加密技术281

10.2.2数据完整性和身份校验283

10.2.3公钥基础设施285

10.3IPSec VPN技术287

10.3.1IPSec协议框架288

10.3.2ISAKMP与IKE简介289

10.3.3IPSec的工作模式290

10.4IPSec VPN配置命令291

10.5配置实现案例高校三个校区内网互联互通296

实训配置实现一点对多点的VPN应用307

参考文献308

本书以规划设计和构建一个拥有三个校区的某高校大型局域网络和模拟的因特网为例，以该案例的建设为主线贯穿全书，以“项目引导，任务驱动”的方式组织全书的内容，详细介绍了大型局域网络和高可靠网络的规划设计与配置实现方法。

冯昊，男，41岁，副教授，重庆大学计算机软件与理论专业工学硕士，重庆市优秀教师，具有丰富的大型城域网络和高校局域网络的营维管理经验和网络工程教学实践经验。