思科网络技术学院教程：网络基础

第 1 章 互联世界中的通信 1
学习目标 1
1.1 网络类型 1
1.1.1 万物联网 1
1.1.2 谁拥有“互联网” 1
1.1.3 本地网络 2
1.1.4 移动设备 4
1.1.5 家庭联网设备 5
1.1.6 其他联网设备 7
1.2 数据传输 9
1.2.1 个人数据的类型 9
1.2.2 数据传输的方式 10
1.3 带宽与吞吐量 10
1.3.1 带宽 11
1.3.2 吞吐量 11
1.4 客户端与服务器 12
1.4.1 客户端与服务器所扮演的角色 12
1.4.2 对等体到对等体网络 12
1.4.3 对等体到对等体应用 13
1.4.4 网络中的各类角色 14
1.5 网络组件 14
1.5.1 网络基础设施 15
1.5.2 终端设备 15
1.6 本章小结 16
习题 17
第 2 章 在线连接 19
学习目标 19
2.1 无线网络 19
2.1.1 移动通信 19
2.1.2 蜂窝移动通信网络 19
2.1.3 其他无线网络 20
2.2 本地网络连接 21
2.2.1 LAN 组件 21
2.2.2 终端设备的编址 24
2.2.3 手动和自动地址配置 25
2.3 网络文档 25
2.3.1 设备名称与地址规划 25
2.3.2 网络拓扑及其表示方式 26
2.3.3 逻辑网络信息 26
2.4 本章小结 28
习题 29
第 3 章 使用 Packet Tracer 探索网络 31
学习目标 31
3.1 Packet Tracer 网络模拟器 31
3.2 Packet Tracer 的安装 31
3.3 Packet Tracer 的图形用户界面 32
3.4 Packet Tracer 的网络配置 33
3.5 本章小结 37
习题 38
第 4 章 搭建一个简单的网络 42
学习目标 42
4.1 网络媒介的类型 42
4.1.1 3 种网络媒介类型 42
4.1.2 常用的网络线缆 43
4.2 以太网线缆 44
4.2.1 双绞线 45
4.2.2 双绞线的类型 45
4.3 同轴电缆和光纤线缆 48
4.3.1 同轴电缆 48
4.3.2 光纤线缆 48
4.4 双绞线原理 49
4.4.1 双绞线布线方案 50
4.4.2 双绞线传输和接收对 50
4.5 验证连通性 51
4.5.1 ping 命令 51
4.5.2 traceroute 命令 51
4.6 本章小结 52
习题 53
第 5 章 通信原则 55
学习目标 55
5.1 规则 55
5.1.1 三大要素 55
5.1.2 通信协议 56
5.1.3 协议的重要性 58
5.2 通信标准 58
5.2.1 标准的重要性 59
5.2.2 互联网标准组织 59
5.3 网络通信模型 59
5.3.1 协议栈 60
5.3.2 TCP/IP 模型 60
5.3.3 OSI 参考模型 61
5.3.4 OSI 参考模型的上层与下层 62
5.3.5 OSI 参考模型与 TCP/IP 模型的比较 62
5.4 以太网 63
5.4.1 以太网的崛起 63
5.4.2 以太网的演化 64
5.4.3 以太网 MAC 地址 65
5.5 本章小结 65
习题 66
第 6 章 网络设计和接入层 68
学习目标 68
6.1 以太网数据帧及其封装 68
6.1.1 封装 68
6.1.2 以太网数据帧 70
6.2 分层网络设计方案 70
6.2.1 物理地址与逻辑地址 70
6.2.2 分层结构的类比 71
6.2.3 分层网络设计的优势 72
6.2.4 接入层、分布层与核心层 72
6.3 接入层 74
6.3.1 接入层设备 74
6.3.2 以太网集线器 75
6.3.3 以太网交换机 75
6.3.4 MAC 地址表 76
6.4 广播遏制 79
6.4.1 本地网络中的以太网广播 79
6.4.2 广播域 79
6.4.3 接入层通信 80
6.4.4 ARP 81
6.5 本章小结 82
习题 83
第 7 章 网络间路由 85
学习目标 85
7.1 路由的必要性 85
7.1.1 分隔本地网络的标准 85
7.1.2 何时需要进行路由转发 87
7.2 路由表 88
7.2.1 选择路径 88
7.2.2 数据包转发 89
7.2.3 路由表条目 90
7.2.4 默认网关 91
7.3 创建一个局域网 92
7.3.1 局域网 92
7.3.2 本地网段和远端网段 93
7.4 本章小结 94
习题 95
第 8 章 互联网协议 97
学习目标 97
8.1 IPv4 地址的作用 97
8.2 IPv4 地址的二进制转换 98
8.2.1 IPv4 的编址 98
8.2.2 二进制与十进制的转换 98
8.3 IPv4 地址的结构 99
8.3.1 网络部分与主机部分 99
8.3.2 逻辑与 100
8.3.3 判断目的网络在本地还是远端 101
8.3.4 计算主机数量 102
8.4 有类 IPv4 地址 102
8.5 公有 IPv4 地址与私有 IPv4 地址 104
8.5.1 私有 IPv4 编址 104
8.5.2 分配 IPv4 地址 105
8.6 单播地址、广播地址和多播地址 105
8.6.1 单播传输 105
8.6.2 广播传输 106
8.6.3 多播传输 107
8.7 本章小结 108
习题 109
第 9 章 使用 DHCP 进行动态编址 111
学习目标 111
9.1 静态 IPv4 地址分配与动态 IPv4 地址分配 111
9.1.1 静态 IPv4 地址分配 111
9.1.2 动态 IPv4 地址分配 112
9.1.3 DHCP 服务器 113
9.2 DHCPv4 的配置 114
9.2.1 DHCPv4 的工作原理 114
9.2.2 DHCPv4 服务配置 115
9.3 本章小结 116
习题 116
第 10 章 IPv4 与 IPv6 地址管理 119
学习目标 119
10.1 网络边界 119
10.1.1 路由器充当网关 119
10.1.2 无线路由器充当网络之间的边界 120
10.2 网络地址转换 121
10.3 IPv4 的问题 122
10.3.1 IPv6 的需求 122
10.3.2 IPv6 地址空间 123
10.3.3 IPv4 和 IPv6 共存 123
10.4 IPv6 的特性 124
10.4.1 IPv6 地址自动配置和链路本地地址 124
10.4.2 IPv6 地址的表示 125
10.5 本章小结 126
习题 127
第 11 章 传输层服务 128
学习目标 128
11.1 客户端/服务器的关系 128
11.1.1 客户端和服务器之间的交互 128
11.1.2 客户端请求网页 129
11.1.3 URI、URN 和 URL 129
11.2 TCP 和 UDP 130
11.2.1 协议的工作原理 130
11.2.2 TCP 和 UDP 的作用 130
11.2.3 TCP 的可靠性 131
11.2.4 UDP 尽力而为的传输 131
11.3 端口号 132
11.3.1 TCP 端口号和 UDP 端口号 132
11.3.2 源端口号与目的端口号 134
11.3.3 套接字 134
11.3.4 netstat 命令 135
11.4 本章小结 136
习题 137
第 12 章 应用层服务 139
学习目标 139
12.1 网络应用服务 139
12.2 域名系统 140
12.2.1 域名转换 140
12.2.2 DNS 服务器 140
12.3 网页客户端与服务器 141
12.4 FTP 客户端与服务器 142
12.4.1 文件传输协议 142
12.4.2 FTP 客户端软件 143
12.5 虚拟终端 144
12.5.1 Telnet 144
12.5.2 Telnet 的安全隐患 145
12.6 电子邮件与即时消息 145
12.6.1 电子邮件客户端和服务器 145
12.6.2 电子邮件协议 146
12.6.3 文本消息 147
12.6.4 互联网电话呼叫 148
12.7 本章小结 148
习题 150
第 13 章 搭建一个家庭网络 151
学习目标 151
13.1 家庭网络基础知识 151
13.1.1 连接家庭设备 151
13.1.2 家庭网络的组件 152
13.1.3 典型的家用路由器 153
13.2 家中的网络技术 153
13.2.1 电磁频谱 154
13.2.2 LAN 无线频率 154
13.2.3 有线网络技术 155
13.3 无线标准 156
13.3.1 Wi-Fi 网络 156
13.3.2 无线设置 157
13.4 无线流量控制 158
13.4.1 无线信道 158
13.4.2 共享无线媒介 158
13.5 设置一台家用路由器 159
13.5.1 首次设置 159
13.5.2 设计方面需要考虑的因素 159
13.5.3 MAC 地址过滤 160
13.6 本章小结 161
习题 163
第 14 章 连接到互联网 164
学习目标 164
14.1 ISP 164
14.1.1 ISP 服务 164
14.1.2 ISP 连接 165
14.1.3 电缆和 DSL 连接 166
14.1.4 其他连接方式 166
14.2 网络虚拟化 167
14.2.1 云计算 167
14.2.2 云的类型 168
14.2.3 云服务 168
14.2.4 云计算和虚拟化 168
14.2.5 虚拟化的优势 169
14.2.6 虚拟机管理程序 170
14.2.7 网络虚拟化 171
14.2.8 控制面板和数据面板 171
14.2.9 网络虚拟化和 SDN 172
14.2.10 SDN 架构 173
14.3 移动设备的连接 173
14.3.1 移动设备和 Wi-Fi 173
14.3.2 Wi-Fi 设置 174
14.3.3 配置 Wi-Fi 连接 175
14.3.4 配置蜂窝移动通信网络连接 175
14.3.5 使用蓝牙进行简单连接 176
14.3.6 蓝牙配对 176
14.4 本章小结 176
习题 178
第 15 章 安全注意事项 179
学习目标 179
15.1 安全威胁 179
15.1.1 威胁类型 179
15.1.2 内部和外部威胁 180
15.2 社会工程攻击 181
15.2.1 社会工程学概述 181
15.2.2 社会工程攻击的类型 181
15.3 恶意软件 182
15.3.1 恶意软件的类型 182
15.3.2 间谍软件和追踪 cookie 183
15.3.3 广告软件和弹窗 183
15.3.4 僵尸网络和僵尸计算机 184
15.4 拒绝服务攻击 185
15.4.1 拒绝服务 185
15.4.2 分布式拒绝服务 185
15.4.3 暴力破解 186
15.5 安全工具 186
15.5.1 安全程序 186
15.5.2 安全工具和应用程序 188
15.5.3 补丁和更新 188
15.6 反恶意软件 189
15.6.1 感染的迹象 189
15.6.2 防病毒软件 189
15.6.3 反垃圾邮件软件 190
15.6.4 反间谍软件 190
15.6.5 附加保障 190
15.7 本章小结 191
习题 193
第 16 章 配置网络和设备安全性 195
学习目标 195
16.1 无线安全措施 195
16.1.1 无线漏洞 195
16.1.2 全面的安全计划 196
16.1.3 SSID 广播 199
16.1.4 更改默认设置 200
16.1.5 MAC 地址过滤 200
16.2 实施无线安全 201
16.2.1 开放身份验证 201
16.2.2 身份验证和关联 202
16.2.3 身份验证协议 202
16.3 配置防火墙 203
16.3.1 防火墙概述 203
16.3.2 防火墙的工作原理 203
16.3.3 DMZ 204
16.3.4 端口转发 205
16.3.5 端口触发 206
16.4 本章小结 206
习题 208
第 17 章 思科交换机和路由器 209
学习目标 209
17.1 思科交换机 209
17.1.1 连接更多设备 209
17.1.2 思科 LAN 交换机 210
17.1.3 LAN 交换机的组成部分 212
17.2 思科交换机的启动过程 212
17.2.1 交换机加电 213
17.2.2 带内和带外管理 214
17.2.3 IOS 启动文件 215
17.3 思科路由器 215
17.3.1 路由器的组成部分 215
17.3.2 路由器的接口 216
17.4 思科路由器的启动过程 216
17.4.1 路由器加电 217
17.4.2 管理端口 220
17.5 本章小结 220
习题 221
第 18 章 思科 IOS 命令行 223
学习目标 223
18.1 导航 IOS 223
18.1.1 思科 IOS 命令行界面 223
18.1.2 主要的命令模式 224
18.1.3 关于语法检查器的注意事项 224
18.2 命令结构 224
18.2.1 基本的 IOS 命令结构 224
18.2.2 IOS 命令语法 225
18.2.3 快捷键和缩写 226
18.3 查看设备信息 227
18.4 本章小结 231
习题 232
第 19 章 搭建小型思科网络 234
学习目标 234
19.1 交换机的基本配置 234
19.1.1 交换机的基本配置步骤 234
19.1.2 交换机虚拟接口配置 236
19.2 路由器的基本配置 236
19.2.1 路由器的基本配置步骤 236
19.2.2 路由器基本配置示例 237
19.3 保护设备 238
19.3.1 密码建议 238
19.3.2 安全远程访问 239
19.3.3 配置 SSH 240
19.3.4 验证 SSH 241
19.4 将交换机连接到路由器 242
19.4.1 主机上的默认网关 242
19.4.2 交换机上的默认网关 243
19.5 本章小结 244
习题 246
第 20 章 排查常见的网络问题 247
学习目标 247
20.1 故障排除过程 247
20.1.1 网络故障排除概述 247
20.1.2 收集信息 248
20.1.3 结构化的故障排除方法 248
20.1.4 选择故障排除方法的指南 251
20.2 物理层问题 252
20.2.1 常见的物理层问题 252
20.2.2 无线路由器的 LED 253
20.2.3 布线问题 254
20.3 故障排除命令 254
20.3.1 故障排除命令概述 254
20.3.2 ipconfig 命令 254
20.3.3 ping 命令 257
20.3.4 ping 结果 258
20.3.5 使用 ping 分而治之 259
20.3.6 tracert 命令 259
20.3.7 netstat 命令 260
20.3.8 nslookup 命令 262
20.4 排查无线问题 262
20.4.1 无线问题的原因 263
20.4.2 身份验证和关联错误 264
20.5 常见的互联网连通性问题 264
20.5.1 DHCP 服务器的配置错误 264
20.5.2 检查互联网配置 265
20.5.3 检查防火墙的设置 267
20.6 客户支持 267
20.6.1 帮助来源 267
20.6.2 求助时机 268
20.6.3 与支持桌面的交互 268
20.6.4 问题解决方案 269
20.6.5 支持桌面的工单和工作流程 269
20.7 本章小结 270
习题 272
附录 习题答案 275