本书以规划设计和构建具有A、B两个大型校园局域网络的某高校园区网络为案例，采用任务驱动方式，详细介绍了大型局域网络的规划设计方法、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服务器与中继配置、动态路由协议、VPN配置与应用、网络的高可靠性技术、生成树协议、网络管理维护技术等内容。

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各个领域，各行各业都处在全面网络化和信息化建设的进程中，对高层次的网络应用型人才的需求也与日俱增。作为具有“高技术性”和“职业性”双重特性的高等职业教育，在计算机网络专业或计算机应用技术专业开设网络工程规划设计课程是至关重要和紧迫的，并且该课程应成为核心主打课程之一。

本书是编者二十多年来从业经验和教学经验的结晶，根据计算机网络行业对网络专业技能的需求，精心选择知识点和技能点，以一个拥有三个校区的高校大型园区网络的规划设计和组建作为案例，并以该案例为主线，精心组织各章内容，采用项目教学和任务驱动的编写模式，详细介绍了大型局域网的规划设计与配置实现方法，因特网的体系结构与配置实现方法，最后一章对高可靠性网络的规划设计与配置实现方法进行了详细介绍。

本书侧重对网络实用技能的培养，内容讲解清晰透彻，案例新颖完整，实用性和可操作性非常强。所有案例和技能点均可通过Cisco Packet Tracer 7.1.1或7.2网络仿真软件进行全真的网络实训操作。本书的编写目的是通过读者对本书内容的学习和实践操作，达到能独立规划设计大、中型局域网或高可靠性局域网，并能独立配置交换机和路由器设备，实现整个网络的组建和运维管理的能力。

对网络进行规划设计，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，本书在第1章对必须掌握和需要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来说，通过本章的学习，也能无障碍地进行后续章节的学习。由于篇幅或Cisco Packet Tracer 7.1.1网络仿真软件的功能限制，策略路由、QoS、多生成树协议（MSTP）、Cisco ASA防火墙、无线网络组网等知识点和技能点本书未能讲解。对于策略路由、多生成树协议、VRRP协议等Cisco Packet Tracer不支持的内容的配置及组网应用，读者可使用EVENG（Emulated Virtual EnvironmentNextGeneration，http://www.eveng.net）网络模拟平台软件来进行网络实训学习。在本书刚编写完成时，Cisco Packet Tracer推出了最新的7.2版，新增了Cisco ASA 5506X防火墙设备、MX65W无线AP和WRT120N无线路由器等设备，新增了PPPoE和802.1x认证协议，Cisco ISR 2911路由器新增支持子接口配置HSRP。读者可使用最新的Cisco Packet Tracer 7.2软件来进行网络实训操作。本书的教学PPT等资源可通过清华大学出版社网站获取。

全书共10章，第1～3章由杨海燕编写，第4～10章由重庆工商职业学院冯昊编写。建议学时数为96学时。

限于编者学识，不当之处敬请批评、指正。

编者2019年6月

第1章计算机网络技术简介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3

1.1.3网络通信协议5

1.2计算机网络体系结构5

1.2.1OSI参考模型6

1.2.2TCP/IP模型6

1.3以太网简介10

1.4数据链路层与以太网帧格式12

1.4.1数据链路层简介12

1.4.2以太网帧格式12

1.5TCP/IP13

1.5.1TCP13

1.5.2IP20

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25

1.5.5无分类编址27

1.6局域网技术简介29

1.6.1带宽共享式以太网络29

1.6.2网桥30

1.6.3交换式以太网络31

1.6.4虚拟局域网技术33

1.7网络传输介质34

1.7.1有线传输介质34

1.7.2无线传输介质41

1.8局域网设备简介41

1.8.1网络互联设备411.8.2网络安全设备46

1.8.3网络计费系统与设备48

习题49

实训制作直通线与交叉线53

第2章Cisco Packet Tracer网络仿真软件55

2.1Cisco Networking Academy简介55

2.2安装使用Cisco Packet Tracer56

2.2.1安装Cisco Packet Tracer56

2.2.2使用Cisco Packet Tracer56

实训使用Cisco Packet Tracer进行网络实训76

第3章交换机配置基础77

3.1交换机IOS简介77

3.2交换机配置途径与配置方法79

3.2.1通过配置端口本地配置79

3.2.2通过Telnet远程配置82

3.3Cisco IOS配置模式84

3.4交换机的基本配置91

3.4.1配置主机名与管理地址91

3.4.2查看交换机信息92

3.4.3配置指定DNS服务器95

3.4.4端口基本配置96

3.4.5三层设备的路由配置98

实训配置简单的交换式局域网络105

第4章虚拟局域网技术109

4.1VLAN技术109

4.1.1VLAN简介109

4.1.2VLAN划分方法110

4.1.3VLAN工作原理111

4.2创建并配置VLAN115

4.2.1VLAN的创建与配置方法115

4.2.2VLAN配置案例124

4.3单臂路由的配置与应用128

4.4规划设计大型局域网络134

4.4.1案例需求与网络拓扑规划设计134

4.4.2业务地址与互联接口地址规划135

4.4.3网络的配置与实现140

4.5网络扁平化设计148

4.5.1网络扁平化设计方案148

4.5.2使用VTP管理VLAN149

4.5.3网络扁平化设计案例153

实训1验证数据帧加标签与本征VLAN158

实训2利用VLAN实现网段划分与网段间通信159

实训3单臂路由的配置与应用160

实训4利用VLAN与路由交换组建大型局域网络161

实训5大型局域网络的扁平化设计与实现163

第5章网络地址转换164

5.1NAT简介164

5.2NAT的工作原理165

5.3NAT的分类166

5.4NAT配置命令167

5.5NAT配置案例175

实训1使用接口地址配置NAT180

实训2使用地址池配置NAT181

实训3B校区网络的NAT配置182

第6章访问控制技术185

6.1访问控制列表简介185

6.2标准访问控制列表187

6.2.1标准访问控制列表配置命令187

6.2.2标准访问控制列表应用案例189

6.3扩展访问控制列表191

6.3.1扩展访问控制列表配置命令191

6.3.2扩展访问控制列表应用案例192

6.4利用ACL配置交换机防火墙194

6.4.1交换机防火墙简介194

6.4.2防火墙的数据流分析195

6.4.3配置ACL实现防火墙功能199

实训利用ACL配置防火墙211

第7章DHCP与DHCP监听214

7.1DHCP概述214

7.2DHCP服务配置与应用217

7.2.1DHCP服务配置命令217

7.2.2DHCP服务应用案例219

7.3DHCP监听配置与应用223

7.3.1DHCP网络面临的安全威胁223

7.3.2DHCP监听概述224

7.3.3DHCP监听配置命令226

7.3.4DHCP监听应用案例231

7.4IP源保护与动态ARP检测235

7.4.1ARP协议与ARP欺骗235

7.4.2配置动态ARP检测242

7.4.3配置端口安全246

7.4.4配置IP源保护250

实训1DHCP服务具体配置与应用253

实训2DHCP监听具体配置与应用254

第8章动态路由协议255

8.1路由协议概述255

8.1.1路由协议简介255

8.1.2路由协议工作原理259

8.2RIP动态路由协议259

8.2.1RIP路由协议简介259

8.2.2RIP路由协议的工作过程260

8.2.3RIP的配置及应用261

8.2.4RIPv2认证配置及应用273

8.3OSPF动态路由协议277

8.3.1OSPF路由协议概述277

8.3.2OSPF配置命令280

8.3.3OSPF单区域应用配置案例281

8.3.4OSPF多区域应用配置案例289

8.3.5路由重分发297

8.4BGP动态路由协议308

8.4.1BGP路由协议概述308

8.4.2BGP配置命令309

8.4.3BGP配置应用案例310

实训1配置RIP路由协议315

实训2配置OSPF路由协议316

实训3RIP与OSPF网络的互联互通316

实训4BGP路由协议配置与应用317

第9章VPN配置与应用320

9.1VPN概述320

9.2数据安全技术321

9.2.1数据加密技术322

9.2.2数据完整性和身份校验324

9.2.3公钥基础设施326

9.3IPSec VPN技术327

9.3.1IPSec协议框架328

9.3.2ISAKMP与IKE简介329

9.3.3IPSec的工作模式330

9.4IPSec VPN的配置与应用331

9.4.1IPSec VPN配置命令331

9.4.2点对点的VPN配置案例336

9.4.3一点对多点的VPN配置案例342

实训配置一点对多点VPN345

第10章规划设计高可靠性网络347

10.1高可靠性技术简介347

10.2端口聚合348

10.2.1端口聚合简介348

10.2.2端口聚合配置命令349

10.2.3端口聚合应用案例351

10.3高可靠性网络的设计方案356

10.4HSRP协议的配置与应用359

10.4.1HSRP概述359

10.4.2HSRP的配置命令361

10.4.3用HSRP配置实现高可靠性网络365

10.5VRRP路由冗余协议379

10.5.1VRRP简介379

10.5.2VRRP的配置命令379

10.6生成树协议及配置应用381

10.6.1生成树协议概述381

10.6.2PVST+与RapidPVST+配置命令391

10.6.3RapidPVST+HSRP配置应用案例392

10.6.4配置实现双汇聚双核心双出口的高可靠性网络398

实训1规划设计双核心双出口的高可靠性网络406

实训2规划设计高可靠性的楼宇网络408

参考文献409

本书以规划设计和构建具有A、B两个大型校园局域网络的某高校园区网络为案例，采用任务驱动方式，详细介绍了大型局域网络的规划设计方法、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服务器与中继配置、动态路由协议、VPN配置与应用、网络的高可靠性技术、生成树协议、网络管理维护技术等内容。

冯昊，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。在清华大学出版社、重庆大学出版社出版发行了15本计算机专业教材，所著教材深受读者好评。