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思科授權的思科網絡技術學院教程配套實驗手冊
本實驗手冊包含瞭《思科網絡技術學院教程:路由和交換基礎》課程中所有的實驗和課堂練習,旨在與該課程配套使用。
《思科網絡技術學院教程:路由和交換基礎》介紹瞭基本的路由和交換的概念與配置、VLAN和VLAN間路由、訪問控製列錶、DCHP和IPv4網絡地址轉換等內容。本實驗手冊中的動手實驗和課堂練習旨在幫助讀者通過動手練習這些實驗,來掌握路由器和交換機的基本配置、VLAN的創建方法和作用、訪問控製列錶的配置、DHCP的配置,以及IP地址轉換的配置等知識。
內容簡介
本書是思科網絡技術學院全新教程《路由和交換基礎》的配套實驗手冊,其內容涵蓋瞭該課程的所有實驗和課堂練習。通過手動實踐本書中的實驗和課堂練習,讀者可以進一步鞏固課堂學到的理論知識,達到活學活用的目的。
作者簡介
思科網絡技術學院 (Cisco Networking Academy Program) 是由思科公司聯閤世界範圍內的教育機構、公司、政府和國際組織一起努力推廣的以網絡技術為主要內容的教育項目。其目的就是為瞭讓更多的年輕人學習先進的網絡技術知識,幫助教育機構剋服資金和技術兩大瓶頸,為互聯網時代做準備。 據統計,國內有近600所高職院校加入瞭思科網絡技術學院項目,每年有近3萬學生受益該項目。
除瞭火爆暢銷的全新版思科網院教程——《思科網絡技術學院教程:網絡簡介》、《思科網絡技術學院教程:路由和交換基礎》、《思科網絡技術學院教程:擴展網絡》和《《思科網絡技術學院教程:連接網絡》以及凸顯實用性、實操性的配套實驗手冊之外,思科網絡技術學院還推齣瞭《思科網絡技術學院教程:CCNA安全》和《思科網絡技術學院教程:IT基礎(第5版)》等全新課程。這些圖書的熱銷為進一步推廣思科網絡技術學院項目起到瞭重要的推動作用。
內頁插圖
目錄
目錄
第1章 交換網絡簡介 1
1.0.1.2 課堂練習—發送或接收 1
1.3.1.1 課堂練習—它是網絡訪問時間 2
第2章 基本的交換概念和配置 4
2.0.1.2 課堂練習—支持我 4
2.1.1.6 實驗—配置基本交換機設置 5
2.2.4.11 實驗—配置交換機安全功能 18
2.3.1.1 課堂練習—基本交換機 26
第3章 VLAN 28
3.0.1.2 課堂練習—休假電颱 28
3.2.2.5 實驗—配置VLAN和中繼 29
3.2.4.9 實驗—VLAN配置故障排除 40
3.3.2.2 實驗—實施VLAN安全 45
3.4.1.1 課堂練習—VLAN規劃 52
第4章 路由概念 54
4.0.1.2 課堂練習—我們是否真的需要映射? 54
4.1.1.9 實驗—映射Internet 55
4.1.4.6 實驗—使用IOS CLI配置基本路由器設置 58
4.1.4.7 實驗—使用CCP配置基本路由器設置 67
4.4.1.1 課堂練習—我們真的可以使用映射! 80
第5章 VLAN間路由 83
5.0.1.2 課堂練習—交換到本地網絡通道 83
5.1.2.4 實驗—配置每個接口的VLAN間路由 84
5.1.3.7 實驗—配置802.1Q基於TRUNK的VLAN間路由 89
5.3.2.4 實驗—VLAN間路由故障排除 95
5.4.1.1 課堂練習—內部跟蹤 102
第6章 靜態路由 104
6.0.1.2 課堂練習—我們應選擇哪個方嚮? 104
6.2.2.5 實驗—配置IPv4靜態路由和默認路由 105
6.2.4.5 實驗—配置IPv6靜態路由和默認路由 111
6.3.3.7 實驗—使用VLSM設計和實施IPv4編址 119
6.4.2.5 實驗—使用IPv4和IPv6計算匯總路由 125
6.5.2.5 實驗—IPv4和IPv6靜態路由故障排除 131
6.6.1.1 課堂練習—配置為靜態! 140
第7章 動態路由 142
7.0.1.2 課堂練習—開銷是多少? 142
7.3.2.4 實驗—配置基本RIPv2和RIPng 144
7.6.1.1 課堂練習—IPv6:詳細信息,詳細信息…… 155
第8章 單區域OSPF 158
8.0.1.2 課堂練習—潛水艇能否遊泳? 158
8.2.4.5 實驗—配置基本的單區域OSPFv2 159
8.3.3.6 實驗—配置基本的單區域OSPFv3 180
8.4.1.1 課堂練習—逐步配置OSPFv3 189
第9章 訪問控製列錶 191
9.0.1.2 課堂練習—讓我來幫助您 191
9.2.2.7 實驗—配置並檢驗標準ACL 192
9.2.3.4 實驗—配置並檢驗VTY限製 201
9.3.2.13 實驗—配置並檢驗擴展ACL 207
9.4.2.7 實驗—排除ACL配置和放置故障 214
9.5.2.7 實驗—配置並檢驗IPv6 ACL 221
9.6.1.1 課堂練習—FTP已拒絕 228
第10章 DHCP 230
10.0.1.2 課堂練習——購買或租用? 230
10.1.2.4 實驗——在路由器上配置基本DHCPv4 231
10.1.2.5 實驗——在交換機上配置基本DHCPv4 236
10.1.4.4 實驗——DHCPv4故障排除 244
10.2.3.5 實驗——配置狀態和有狀態DHCPv6 251
10.2.4.4 實驗——DHCPv6故障排除 263
10.3.1.1 課堂練習——IoE和DHCP 269
第11章 IPv4的網絡地址轉換 270
11.0.1.2 課堂練習——NAT概念 270
11.2.2.6 實驗——配置動態和靜態NAT 271
11.2.3.7 實驗——配置NAT地址池過載和PAT 279
11.3.1.5 實驗——NAT配置故障排除 284
11.4.1.1 課堂練習——NAT檢查 289
附錄A 補充實驗 291
0.0.0.1 實驗——初始化並重新加載路由器和交換機 291
0.0.0.2 實驗——在Windows XP係統上安裝IPv6協議和分配主機地址 294
前言/序言
《思科網絡技術學院教程:路由和交換基礎實驗手冊》 簡介 在數字化浪潮席捲全球的今天,網絡已成為信息傳輸、業務運行和社會交往的基石。無論是企業內部的互聯互通,還是互聯網上信息的自由流動,都離不開強大的路由和交換技術。掌握這些核心技術,意味著掌握瞭構建和管理高效、可靠網絡的能力,這對於 IT 專業人士、網絡工程師以及任何希望深入理解現代通信架構的人來說,都是一項至關重要的技能。《思科網絡技術學院教程:路由和交換基礎實驗手冊》正是為瞭滿足這一需求而精心設計的實踐指南,它將理論知識與動手操作緊密結閤,為學習者提供瞭一個係統、深入的實驗平颱。 本書聚焦於思科網絡技術學院(Cisco Networking Academy)課程體係中關於路由和交換基礎的實驗環節。不同於純粹的理論書籍,本書的核心價值在於其“實驗”二字。它不僅僅是知識點的羅列,更是將抽象的網絡概念轉化為可操作的配置和故障排除過程。通過本書,讀者將親身參與到構建、配置和驗證小型、中型甚至復雜網絡環境的過程中,從而深刻理解網絡協議的工作原理、設備的功能以及網絡設計的原則。 本書內容概述 本書將帶領讀者踏上一段循序漸進的網絡實驗之旅,從最基礎的網絡概念入手,逐步深入到復雜的路由和交換技術。每一章都圍繞著特定的主題展開,並提供一係列精心設計的實驗,旨在鞏固和拓展讀者在課堂上或自學中獲得的理論知識。 第一部分:網絡基礎與設備操作 在開始任何復雜的網絡配置之前,理解網絡的基本組成部分以及如何與網絡設備進行交互至關重要。本部分將為讀者打下堅實的基礎。 網絡拓撲與連接: 讀者將學習如何識彆和理解不同的網絡拓撲結構,如星型、總綫型、環型和網狀拓撲,並理解它們在實際網絡中的應用。實驗將涉及使用網絡模擬軟件(如 Cisco Packet Tracer)構建簡單的物理連接,例如將計算機、交換機和路由器連接起來,並理解綫纜類型(直通綫、交叉綫)的作用。 基本網絡設備概念: 深入瞭解路由器和交換機的功能及其在網絡中的角色。實驗將引導讀者熟悉這些設備的物理接口、指示燈以及基本的外觀。 命令行界麵(CLI)入門: 這是本書最核心的實踐環節之一。讀者將學習如何通過 CLI 與思科路由器和交換機進行交互。實驗將涵蓋: 設備訪問: 通過控製颱綫、Telnet 或 SSH 遠程連接到設備。 基本命令: `enable`、`configure terminal`、`show running-config`、`show startup-config`、`exit`、`logout` 等。 用戶模式與特權模式: 理解不同模式下的權限和可用命令。 設備配置基礎: 設置主機名、密碼(console、vty、enable 密碼)、配置接口 IP 地址和子網掩碼。 保存配置: 理解 `copy running-config startup-config` 命令的重要性,以及如何防止配置丟失。 IP 地址與子網劃分: 深入理解 IP 地址的結構(IPv4),包括類彆、公有地址和私有地址。學習如何進行子網劃分,以優化 IP 地址的分配和網絡管理。實驗將通過實際配置,讓讀者體驗不同子網劃分策略對網絡設計的影響。 TCP/IP 模型與 OSI 模型: 盡管本書主要關注實踐,但理解模型是理解協議工作原理的關鍵。實驗將與理論知識相結閤,例如,在配置 IP 地址時,讀者將能直觀地感受到網絡層(第三層)的工作;在配置端口安全時,則能聯係到數據鏈路層(第二層)。 第二部分:交換技術基礎與實踐 交換機是構建局域網(LAN)的核心設備,它負責在同一網絡內的設備之間高效地轉發數據幀。本部分將深入探討交換機的各項功能。 交換機工作原理: 理解 MAC 地址錶(CAM 錶)的構建和工作方式。實驗將演示交換機如何學習 MAC 地址,如何根據 MAC 地址轉發幀,以及如何處理廣播和未知單播幀。 VLAN(虛擬局域網): VLAN 是提高網絡安全性和管理效率的重要技術。讀者將學習: VLAN 創建與配置: 如何在交換機上創建 VLAN,並將其分配給特定的端口。 Trunking(Trunk 端口): 理解 Trunk 端口的作用,以及如何配置 802.1Q 協議,允許 VLAN 標記通過。 VLAN 間路由(Inter-VLAN Routing): 學習如何使用路由器或三層交換機實現不同 VLAN 之間的通信。實驗將通過配置路由器接口或 SVI(Switch Virtual Interface)來完成。 VTP(VLAN Trunking Protocol): 瞭解 VTP 的作用,它如何簡化 VLAN 管理,以及如何將其配置為主服務器、從服務器或透明模式。 端口安全: 增強局域網的安全性,防止非法設備接入。實驗將涉及配置 MAC 地址過濾、限製連接到端口的 MAC 地址數量,以及定義違規行為(如禁用端口、限製流量或發送 SNMP 告警)。 EtherChannel(鏈路聚閤): 通過將多個物理鏈路捆綁成一個邏輯鏈路,提高帶寬並實現冗餘。實驗將演示如何配置 LACP(Link Aggregation Control Protocol)或 PAgP(Port Aggregation Protocol)來實現 EtherChannel。 STP(生成樹協議): 解決交換機網絡中可能齣現的環路問題。讀者將學習 STP 的工作原理,理解根橋選舉、端口角色(根端口、指定端口、阻塞端口)以及端口狀態(Blocking, Listening, Learning, Forwarding)。實驗將通過引入環路來觀察 STP 的行為,並驗證其有效性。 第三部分:路由技術基礎與實踐 路由器是連接不同網絡(如局域網與廣域網,或不同子網)的關鍵設備,它負責在網絡之間選擇最佳路徑轉發數據包。本部分將重點關注路由器的核心功能。 路由器工作原理: 理解路由器如何根據路由錶中的信息做齣轉發決策。 靜態路由: 手動配置路由錶條目,適用於小型、簡單的網絡。實驗將引導讀者配置默認路由、指嚮特定網絡的靜態路由,並理解其優先級。 動態路由協議(RIP、OSPF): RIP(Routing Information Protocol): 學習 RIP 的工作原理,包括其度量值(跳數)、路由更新機製以及版本(v1、v2)。實驗將配置 RIP,觀察路由錶的生成和更新。 OSPF(Open Shortest Path First): 深入理解 OSPF 的工作原理,包括其鏈路狀態信息的交換、SPF 算法、鄰居建立、區域(Area)的概念以及 DR/BDR 的選舉。實驗將配置單區域 OSPF,然後進階到多區域 OSPF,並演示如何使用不同網絡類型(廣播、點對點)。 ACL(訪問控製列錶): 配置 ACL 來過濾網絡流量,實現安全策略和流量管理。讀者將學習: 標準 ACL 和擴展 ACL: 理解它們的區彆和應用場景。 ACL 配置: 配置允許或拒絕特定源/目標 IP 地址、端口號、協議的規則。 ACL 應用: 將 ACL 應用於路由器接口,實現流量過濾。 NAT(網絡地址轉換): 允許多個內部設備共享一個或多個公共 IP 地址訪問互聯網。讀者將學習: 靜態 NAT: 將一個私有 IP 地址一對一地映射到一個公共 IP 地址。 動態 NAT: 從一個公共 IP 地址池中動態分配 IP 地址。 PAT(Port Address Translation): 允許大量內部設備通過一個公共 IP 地址及不同的端口號訪問互聯網,這是最常用的 NAT 類型。實驗將配置 PAT,並驗證其效果。 DHCP(動態主機配置協議): 自動為網絡設備分配 IP 地址、子網掩碼、默認網關和 DNS 服務器地址。讀者將配置路由器作為 DHCP 服務器,並學習如何排除客戶端的 DHCP 問題。 第四部分:網絡故障排除 在實際網絡環境中,故障是不可避免的。掌握有效的故障排除方法至關重要。本部分將引導讀者學習如何識彆和解決常見的網絡問題。 故障排除基本方法論: 學習分層故障排除模型,從物理層到應用層逐一排查。 利用命令進行故障排除: `ping`: 測試 IP 連接性。 `traceroute` / `tracert`: 追蹤數據包的路徑,識彆延遲或丟包的節點。 `show` 命令的深入應用: 如 `show ip interface brief`、`show ip route`、`show vlan brief`、`show mac address-table`、`show log` 等,以獲取設備狀態和配置信息。 `debug` 命令: 在受控環境下啓用調試模式,以觀察協議的詳細交互過程(需謹慎使用)。 常見故障場景模擬與排除: 針對 IP 地址配置錯誤、VLAN 配置不當、Trunk 端口問題、路由協議不收斂、ACL 過濾錯誤、NAT 配置問題等,進行模擬並指導讀者進行排查。 學習方式與本書特色 《思科網絡技術學院教程:路由和交換基礎實驗手冊》提倡“做中學”(Learning by Doing)的理念。本書的每一項實驗都經過精心設計,力求: 1. 循序漸進: 從簡單到復雜,確保學習者能夠逐步掌握各項技能。 2. 目標明確: 每個實驗都設定瞭清晰的學習目標,讓讀者知道實驗完成後應該掌握什麼。 3. 步驟詳細: 提供詳細的操作步驟,指導讀者完成配置和驗證。 4. 理論聯係實際: 實驗內容緊密圍繞理論知識,幫助讀者將抽象的概念具象化。 5. 故障排除導嚮: 鼓勵讀者在實驗中主動思考可能齣現的問題,並學習如何解決。 6. 模擬真實環境: 利用思科 Packet Tracer 等模擬器,盡可能還原真實的設備操作體驗。 目標讀者 本書適閤以下人群: 思科網絡技術學院的學生: 作為課程實驗的補充和實踐指南。 初級網絡工程師: 希望係統學習和鞏固路由交換基礎知識的從業者。 IT 專業學生: 學習計算機網絡課程,需要進行實踐操作的學生。 網絡愛好者: 對構建和管理網絡技術感興趣的個人。 尋求職業轉型的 IT 人員: 希望進入網絡工程師領域,需要紮實理論和實踐基礎的轉型者。 通過深入學習和實踐本書中的實驗,讀者將不僅能夠理解路由和交換的核心概念,更能夠自信地在實際網絡環境中進行配置、管理和故障排除,為未來在復雜網絡領域的發展奠定堅實的基礎。本書是您成為一名閤格網絡專業人士的得力助手。