思科网络实验室CCNA实验指南（第2版） PDF下载

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内容简介

本书以Cisco2911路由器，Catalyst3750、Catalyst3560和Catalyst2960交换机为硬件平台，以新版CCNA内容为基础，以实验为依托，从行业的实际需求出发组织全部内容，全书分为四篇，总计21章。其中，网络基础篇包括实验准备（第1章）、IP地址（第2章）、设备访问和IOS配置（第3章）；路由和交换基础篇包括路由概念（第4章），静态路由（第5章），动态路由和RIP（第6章），交换网络（第7章），VLAN、Trunk和VLAN间路由（第8章），ACL（第9章），DHCP（第10章），IPv4 NAT（第11章），设备发现、维护和管理（第12章）；扩展网络篇包括扩展VLAN（第13章）、STP和交换机堆叠（第14章）、EtherChannel和FHRP（第15章）、EIGRP（第16章）、OSPF（第17章）；连接网络篇包括HDLC和PPP（第18章）、分支连接（第19章）、网络安全和监控（第20章）、QoS（第21章）。本书既可作为思科网络技术学院的配套实验教材，用来增强学生的网络知识和操作技能，也可作为电子和计算机等专业的网络集成类课程的教材或者实验指导书，还可作为相关企业的培训教材；同时对于从事网络管理和维护的技术人员，也是一本很实用的技术参考书。

作者简介

梁广民，硕士，副教授，深圳职业技术学院计算机网络技术专业教师，主要从事计算机网络方面的教学和科研工作。全球思科网络技术学院金牌教师，广东省千百十培养对象，深圳市优秀教师，深圳市高层次人才地方级领军人才，学校首届金牌教师，学校首批双师型骨干教师，美国伊利诺伊中心学院访问学者。主编《网络互联技术》《思科网络实验室路由、交换实验指南》等7本教材。主持“网络互联技术”课程被评为2006年国家级精品课程，2013年主持国家精品资源共享课课《网络互联技术》建设。获得CCIE（路由交换，安全）、CIW认证讲师、TCSE（趋势认证安全专家）、JNCIS（瞻博网络认证Internet专家）、CBNADS（思科无边界网络架构设计专家）等多个IT领域认证。2008年指导学生代表中国大陆参见首届亚太区大学生思科网络技术大赛获得冠军；2007年指导学生参加首届海峡两岸四地大学生思科网络技术大赛获得冠军；2009年指导学生参加教育部3G基站建设和数据网组建大赛，所指导的数据组建部分的学生获得全国单项比赛第一名。2010－2013年连续四年指导学生参加全国大学生思科网络技术大赛获得第一名。

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目 录


网络基础篇
第1章 实验准备 3
1.1 实验拓扑搭建 3
1.1.1 路由器接口命名 4
1.1.2 交换机接口命名 5
1.1.3 终端访问服务器连接 5
1.2 实验软件准备 6
1.2.1 操作系统软件 6
1.2.2 工具软件 7
第2章 IP地址 9
2.1 IPv4地址 9
2.1.1 IPv4 地址结构 9
2.1.2 IPv4 包头格式 11
2.1.3 IPv4地址类型 12
2.1.4 IPv4子网划分 14
2.1.5 VLSM 14
2.2 IPv6地址 15
2.2.1 IPv6特征 15
2.2.2 IPv6地址与IPv6基本包头格式 16
2.2.3 IPv6扩展包头 18
2.2.4 IPv6地址类型 19
2.2.5 IPv6邻居发现协议 20
2.2.6 IPv6过渡技术 21
第3章 设备访问和IOS配置 23
3.1 访问Cisco网络设备方式 23
3.1.1 通过Console端口访问网络设备 23
3.1.2 通过Telnet或者SSH访问网络设备 24
3.1.3 通过终端访问服务器访问网络设备 24
3.2 IOS概述 25
3.2.1 IOS简介 25
3.2.2 IOS命名 25
3.2.3 CLI简介 26
3.3 访问Cisco网络设备 28
3.3.1 实验1：通过Console或者Mini-B USB Console端口访问路由器 28
3.3.2 实验2：CLI的使用与IOS基本命令 33
3.3.3 实验3：通过Telnet访问网络设备 41
3.3.4 实验4：配置终端访问服务器 42
3.3.5 实验5：配置IPv6地址 46
路由和交换基础篇
第4章 路由概念 51
4.1 路由器概述 51
4.1.1 路由器组件 51
4.1.2 路由器启动过程 52
4.1.3 路由器转发数据包机制 53
4.2 路由决策 54
4.2.1 IP路由原理 54
4.2.2 管理距离和度量值 54
4.2.3 路由表 55
4.2.4 理解路由器路由数据包过程 56
第5章 静态路由 59
5.1 静态路由概述 59
5.1.1 静态路由特征 59
5.1.2 默认路由 60
5.1.3 静态路由分类 60
5.2 配置静态路由 60
5.2.1 实验1：配置IPv4静态路由 60
5.2.2 实验2：配置IPv6静态路由 67
第6章 动态路由和RIP 72
6.1 动态路由概述 72
6.1.1 动态路由协议特征 72
6.1.2 动态路由协议分类 73
6.1.3 动态路由协议运行过程 74
6.2 RIP概述 74
6.2.1 RIP特征 74
6.2.2 RIPv1和RIPv2比较 75
6.2.3 RIPng简介 76
6.3 IPv4路由查找过程 76
6.3.1 路由表相关术语 76
6.3.2 IPv4路由查找过程 77
6.4 配置RIP 78
6.4.1 实验1：配置RIPv2 78
6.4.2 实验2：配置IPv6 RIP（RIPng） 85
第7章 交换网络 89
7.1 交换网络概述 89
7.1.1 交换机工作原理 89
7.1.2 交换机转发方法 89
7.1.3 冲突域和广播域 90
7.1.4 交换网络层次结构 91
7.1.5 交换机选型 91
7.1.6 交换机启动顺序 92
7.2 SSH和交换机端口安全概述 93
7.2.1 SSH简介 93
7.2.2 交换机端口安全简介 93
7.3 配置交换机SSH管理和端口安全 94
7.3.1 实验1：配置交换机基本安全和SSH管理 94
7.3.2 实验2：配置交换机端口安全 97
第8章 VLAN、Trunk和VLAN间路由 102
8.1 VLAN概述 102
8.1.1 VLAN简介 102
8.1.2 VLAN类型 102
8.1.3 VLAN划分 103
8.2 Trunk概述 103
8.2.1 Trunk简介 103
8.2.2 Voice VLAN 104
8.3 VLAN间路由概述 105
8.3.1 传统VLAN间路由 105
8.3.2 单臂路由 105
8.4 配置VLAN、Trunk、VLAN间路由和VoIP 106
8.4.1 实验1：创建VLAN和划分端口 106
8.4.2 实验2：配置Trunk 109
8.4.3 实验3：配置单臂路由实现VLAN间路由 112
第9章 ACL 114
9.1 ACL概述 114
9.1.1 ACL功能 114
9.1.2 ACL工作原理 114
9.1.3 标准IPv4 ACL和扩展IPv4 ACL 115
9.1.4 IPv4通配符掩码 116
9.1.5 IPv6 ACL 116
9.1.6 ACL使用原则 116
9.2 配置ACL 117
9.2.1 实验1：配置标准IPv4 ACL 117
9.2.2 实验2：配置扩展IPv4 ACL 120
9.2.3 实验3：配置基于时间的IPv4 ACL 123
9.2.4 实验4：配置动态IPv4 ACL 125
9.2.5 实验5：配置自反IPv4 ACL 126
9.2.6 实验6：配置IPv6 ACL 128
第10章 DHCP 132
10.1 DHCPv4概述 132
10.1.1 DHCPv4工作过程 132
10.1.2 DHCPv4数据包格式 134
10.1.3 DHCPv4中继代理 135
10.2 DHCPv6概述 136
10.2.1 SLAAC 136
10.2.2 无状态DHCPv6 137
10.2.3 有状态DHCPv6 137
10.3 DHCP Snooping概述 138
10.3.1 DHCP攻击类型 138
10.3.2 DHCP Snooping工作原理 139
10.4 配置DHCP服务 139
10.4.1 实验1：配置DHCPv4服务 139
10.4.2 实验2：配置通过SLAAC获得IPv6地址 144
10.4.3 实验3：配置无状态DHCPv6服务 148
10.4.4 实验4：配置有状态DHCPv6服务 151
10.4.5 实验5：配置DHCP Snooping 153
第11章 IPv4 NAT 157
11.1 NAT概述 157
11.1.1 IPv4 NAT特征 157
11.1.2 IPv4 NAT分类 158
11.1.3 NAT-PT技术 158
11.2 配置NAT 158
11.2.1 实验1：配置IPv4 NAT 158
11.2.2 实验2：配置NAT-PT 162
第12章 设备发现、维护和管理 165
12.1 CDP和LLDP概述 165
12.1.1 CDP简介 165
12.1.2 LLDP简介 165
12.2 NTP和系统日志概述 165
12.2.1 NTP简介 165
12.2.2 系统日志简介 166
12.3 路由器IOS许可证 167
12.3.1 路由器IOS许可证简介 167
12.3.2 路由器IOS许可证申请和安装步骤 167
12.4 配置CDP和LLDP 168
12.4.1 实验1：配置CDP 168
12.4.2 实验2：配置LLDP 171
12.5 配置NTP和系统日志 173
12.5.1 实验3：配置NTP 173
12.5.2 实验4：配置系统日志 175
12.6 IOS恢复和IOS许可证获取、安装和管理 176
12.6.1 实验5：IOS恢复 176
12.6.2 实验6：IOS许可证获取、安装和管理 179
12.7 实施密码恢复 185
12.7.1 实验7：实施路由器密码恢复 185
12.7.2 实验8：实施交换机密码恢复 186
扩展网络篇
第13章 扩展VLAN 191
13.1 VTP和DTP概述 191
13.1.1 VTP作用 191
13.1.2 VTP域与VTP角色 191
13.1.3 VTP通告 192
13.1.4 VTP修剪 194
13.1.5 DTP简介 194
13.2 三层交换概述 195
13.2.1 三层交换简介 195
13.2.2 SVI实现VLAN间路由的优点 196
13.3 端口隔离和私有VLAN概述 196
13.3.1 端口隔离简介 196
13.3.2 私有VLAN简介 197
13.4 配置VTP、DTP和三层交换 197
13.4.1 实验1：配置VTP 197
13.4.2 实验2：配置VTP修剪 204
13.4.3 实验3：配置DTP 207
13.4.4 实验4：配置三层交换实现VLAN间路由 208
13.5 配置端口隔离和私有VLAN 211
13.5.1 实验5：配置端口隔离 211
13.5.2 实验6：配置私有VLAN 212
第14章 STP和交换机堆叠 216
14.1 STP概述 216
14.1.1 STP简介 216
14.1.2 STP端口角色和端口状态 218
14.1.3 STP收敛 219
14.1.4 STP拓扑变更 221
14.1.5 STP防护 221
14.2 RSTP和MSTP概述 222
14.2.1 RSTP简介 222
14.2.2 RSTP提议 / 同意机制 223
14.2.3 MSTP简介 224
14.2.4 STP运行方式 224
14.3 交换机堆叠概述 225
14.3.1 交换机堆叠简介 225
14.3.2 交换机堆叠选举 226
14.4 配置STP和STP防护 226
14.4.1 实验1：配置STP 226
14.4.2 实验2：配置STP防护 233
14.5 配置RSTP和MSTP 237
14.5.1 实验3：配置RSTP 237
14.5.2 实验4：配置MSTP 242
14.5.3 实验5：配置交换机堆叠 246
第15章 EtherChannel和FHRP 251
15.1 EtherChannel概述 251
15.1.1 EtherChannel简介 251
15.1.2 PAgP和LACP协商规律 251
15.2 FHRP概述 252
15.2.1 HSRP简介 252
15.2.2 VRRP简介 254
15.3 配置EtherChannel和FHRP 255
15.3.1 实验1：配置EtherChannel 255
15.3.2 实验2：配置HSRP 261
15.3.3 实验3：配置VRRP 266
第16章 EIGRP 270
16.1 EIGRP概述 270
16.1.1 IPv4 EIGRP特征 270
16.1.2 DUAL算法 271
16.1.3 IPv4 EIGRP数据包类型 271
16.1.4 IPv4 EIGRP数据包格式 272
16.1.5 EIGRP的SIA及查询范围的限定 274
16.1.6 IPv6 EIGRP简介 275
16.2 配置EIGRP 275
16.2.1 实验1：配置基本IPv4 EIGRP 275
16.2.2 实验2：配置高级IPv4 EIGRP 283
16.2.3 实验3：配置IPv6 EIGRP 289
第17章 OSPF 295
17.1 OSPF概述 295
17.1.1 OSPFv2特征 295
17.1.2 OSPF术语 295
17.1.3 OSPFv2数据包类型 296
17.1.4 OSPF网络类型 300
17.1.5 OSPF邻居关系建立 300
17.1.6 OSPF运行步骤 301
17.1.7 OSPFv2和OSPFv3比较 302
17.1.8 OSPF路由器类型 303
17.1.9 OSPFv2 LSA类型 304
17.1.10 OSPF区域类型 305
17.2 配置单区域OSPF 305
17.2.1 实验1：配置单区域OSPFv2 305
17.2.2 实验2：配置OSPFv2验证 314
17.2.3 实验3：配置单区域OSPFv3 318
17.2.4 实验4：配置OSPFv3验证 325
17.3 配置多区域OSPF 327
17.3.1 实验5：配置多区域OSPFv2 327
17.3.2 实验6：配置多区域OSPFv3 332
连接网络篇
第18章 HDLC和PPP 339
18.1 HDLC和PPP概述 339
18.1.1 HDLC简介 339
18.1.2 PPP组件和会话过程 340
18.1.3 PPP帧结构 341
18.1.4 LCP操作和NCP操作 341
18.1.5 PPP身份验证协议 342
18.2 配置PPP 343
18.2.1 实验1：配置PPP封装 343
18.2.2 实验2：配置PAP验证 345
18.2.3 实验3：配置CHAP验证 347
18.2.4 实验4：配置PPP Multilink 348
第19章 分支连接 351
19.1 远程连接概述 351
19.1.1 公共WAN基础设施远程连接 351
19.1.2 专用WAN基础设施远程连接 352
19.2 PPPoE

前沿

序
当前，以互联网为载体，人工智能、大数据和物联网为新动能，“互联网 ”为特征的新一轮经济与产业革命正在到来。在数字化变革的冲击下，传统产业正在进行重大的转型与升级。中国政府已经制定了“中国制造2025”和“构建国家网络空间安全”的重大国家战略，这些趋势和变化都要求各行各业的工程和技术人员掌握一定的网络技术基础。而作为网络工程师，学习和掌握CCNA课程内容和获得CCNA认证是多年来业界所公认的网络工程师必经之路。
仔细阅读了梁广民、王隆杰和徐磊老师的这部新作，我对他们多年来能够潜心钻研网络技术并不断取得成果表示敬佩。前两位老师是中国思科网络技术学院金牌教师，均通过两个领域的CCIE认证考试，具有扎实的网络基础、娴熟的网络技能和较高的职业素养。作为思科网络技术学院ITC（教师培训中心）的教师，多年来一直工作在教学第一线，先后培养了1 000多名来自全国高校的教师，其教学风格和教学效果得到来自各地教师和学生的高度认可。在他们的指导下，深圳职业技术学院240多名学生通过CCIE认证考试，登上了网络领域的珠穆朗玛峰，同时指导的学生在网络大赛中成绩斐然，是中国至今囊括思科网络技术学院学生所有级别（中国大陆地区、大中华区、亚太区）比赛冠军的唯一院校。他们以企业实际需求以及新版CCNA课程大纲来组织和编写本书，并把自己对网络技术的热情以及从事第一线教学工作的经验和专业知识倾注于此书，书中所阐述的网络原理深入浅出，案例充足、鲜活和实用，实验结果和分析说明透彻详尽，与从国外引进的原版翻译教材相比，更适合中国人的阅读习惯和思维方式，有助于读者快速理解和掌握网络知识和网络技能。
我相信本书对于在校大学生系统学习网络知识、提升网络技能和参加思科CCNA认证考试非常有帮助，同时对于网络工程技术人员也是一本很实用的技术参考书。
思科公司前总裁约翰?钱伯斯先生曾说，“互联网和教育是推动社会公平发展的两个核心动力。”秉承这一理念，思科公司20年如一日，始终坚持以公益的方式，积极参与和推动中国教育事业的发展。截至目前，思科在中国已经设立了超过800所思科网络技术学院，在校学生人数12万，累计参加学习的学生人数接近50万，超过美国成为学生人数最多的国家。思科公司始终坚信，互联网必将改变人们的工作、学习、生活和娱乐方式。而这一理念的实现，是全体支持互联网发展的研究专家、系统厂商、技术与应用开发商、运营商、教育机构和消费者共同努力的结果。在此也感谢几位老师为此所付出的努力！

；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；思科系统（中国）有限公司；；；
；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；公共事务部高级项目经理
；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；
                                          2018年8月1日
前    言
作为全球领先的互联网设备供应商，思科公司的产品已经涉及路由、交换、安全、语音、无线和存储等诸多方面。而思科推出的系列职业认证CCNA、CCNP和CCIE无疑是IT领域最为成功的职业认证规划之一。本书以CCNA职业认证内容为依托，从实际应用的角度出发，以思科网络实验室为背景设计拓扑，全面、细致地介绍了新版CCNA课程的内容，并从实用性和完整性角度做了必要的扩充。本书的特色如下：
在目标上，以企业实际需求为向导，以培养学生的网络设计能力、对网络设备的配置和调试能力、分析和解决问题能力以及创新能力为目标，讲求实用。
在内容选取上，集先进性、科学性和实用性为一体，全面覆盖新版CCNA的内容，但又不局限于CCNA范围，尽可能覆盖最新、最实用的技术。如本书对PVLAN技术、IPv6技术、VPN技术、OSPF技术和BGP技术等领域做了适当的扩展和补充。
在内容表现形式上，把握“理论够用、技能为主”的原则，用最简单和最精练的描述讲解网络基本知识，然后通过详尽的实验现象分析来分层、分步骤地讲解网络技术，并对实验调试信息做了详细的注释，将作者多年实验调试的经验加以汇总和注释，写入本书，直观、易懂。
在内容结构上，本书按照CCNA新版教材的结构和布局，分为网络基础篇、路由和交换基础篇、扩展网络篇、连接网络篇四大模块，从配置开始，逐渐展开，结合实验调试结果来巩固和深化所学的内容，最后达到学习知识和培养能力的目的。
本书以Cisco2911路由器，Catalyst3750、Catalyst3560和Catalyst2960交换机为硬件平台来搭建实验环境，由于各个实验室的具体情况不同，在实际使用过程中，教师可能需要做稍微改动，以适应自己实验室不同实验设备和环境。
本书既可作为思科网络技术学院的配套实验教材，用来增强学生的网络知识和操作技能，也可作为电子和计算机等专业的网络集成类课程的教材或者实验指导书，还可作为相关企业的培训教材；同时，对于从事网络管理和维护的技术人员，也是一本很实用的技术参考书。
本书由梁广民（CCIE#14496 R/S，Security）、王隆杰（CCIE#14676 R/S，Security）和徐磊组织编写并统稿，参加编写的还有张喜生、石淑华、杨旭、刘平、张立涓、石光华、邹润生、杨名川、成荣、周鸣琦、韦凯和齐治文。从复杂和庞大的Cisco网络技术中，编写出一本简明的、适合实验室使用的实验教材确实不是一件容易的事情，衷心感谢思科大中华区网络技术学院技术经理李涤非老师在百忙之中审校全书，感谢思科系统（中国）有限公司公共事务部高级项目经理韩江先生在百忙之中为本书作序，感谢沃尔夫网络实验室（www.wolf-lab.com）对本书中的关键技术给予的指导和帮助。如果没有他们的帮助，本书是不可能在很短的时间内高质量完成的。
由于时间仓促，加上作者水平有限，书中难免有不妥和错误之处，恳请同行专家指正。E-mail：gmliang@szpt.edu.cn。

编著者
2018年8月于深圳