数据通信网络实践:基础知识与交换机技术

2025-8-28 265 8/28

数据通信网络实践:基础知识与交换机技术

作者:牛海文

页数:376

出版社:电子工业出版社

出版日期:2023

ISBN:9787121459719

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内容简介

本书的编写基于作者多年的实践经验。本书介绍数据通信网络的基础知识和交换机技术,主要内容包括数据通信网络模型、数据在网络中的传输、常用的传输介质、网络设备之路由器、虚拟终端、密码恢复、Wireshark实践、常用的网络排障工具、日志收集与分析、网络的规划设计、QinQ、Bonding和生成树协议。数据通信网络是一个复杂的系统,本书从数据的视角来进行介绍,以期尽可能全面和准确地描述相关的技术。

作者简介

牛海文,男,高级工程师,毕业于华南理工大学,曾任华为的项目经理,现任高新兴科技集团股份有限公司的技术总监。

目录

目 录

第1章 数据通信网络模型 1

1.1 如何设计一个数据通信网络 1

1.2 一个数据通信网络可能包含哪些模块 1

1.3 分层网络模型 2

1.3.1 为什么是分层模型 2

1.3.2 分层的好处 2

1.4 OSI模型与TCP/IP模型 2

1.4.1 OSI模型 3

1.4.2 TCP/IP模型 3

1.4.3 OSI模型与TCP/IP模型的对比 4

1.4.4 改进的五层模型 5

1.4.5 事实上的标准 5

1.5 OSI模型的各层简介 6

1.6 型无定形 8

1.7 思考题 8

第2章 数据在网络中的传输 9

2.1 概述 9

2.2 数据在网络中的传输过程 9

2.3 面向网络的应用程序 11

2.4 TCP、UDP、SCTP详解 11

2.4.1 端口号 11

2.4.2 TCP详解 12

2.4.3 UDP详解 22

2.4.4 SCTP详解 24

2.5 IP详解 24

2.5.1 IPv4详解 24

2.5.2 IPv6详解 27

2.5.3 IP地址的分配 31

2.5.4 ARP详解 32

2.5.5 ICMP详解 35

2.5.6 ICMPv6详解 39

2.5.7 NDP详解 44

2.6 路由选择协议 47

2.6.1 IGP 47

2.6.2 EGP 48

2.7 MPLS 48

2.8 以太网标准 51

2.8.1 以太网的报文格式 52

2.8.2 关于数据链路层封装的一个不成熟思考 53

2.8.3 MAC地址 54

2.8.4 Dot1Q 55

2.9 物理信号 56

2.9.1 帧的物理信息 56

2.9.2 帧间隙与帧时隙 57

2.9.3 影响以太网通信距离的因素 58

2.10 PPP 58

2.10.1 PPP简介 58

2.10.2 PPP的链路建立过程 59

2.11 典型的数据封装 59

2.12 数据传输示例 60

2.13 再谈数据通信网络的模型 62

2.14 思考题 62

第3章 常用的传输介质 65

3.1 概述 65

3.2 以太网的命名规则 65

3.3 铜介质 66

3.3.1 同轴线 66

3.3.2 双绞线 67

3.4 光介质 76

3.4.1 光纤的结构 76

3.4.2 单模光纤与多模光纤 77

3.4.3 常用的光纤标准等级 77

3.4.4 光纤连接器 78

3.4.5 常用的以太网光纤标准 79

3.4.6 光模块 80

3.4.7 光纤适配器 83

3.4.8 光衰减器 83

3.4.9 使用光介质的安全注意事项 84

3.5 无线介质 84

3.5.1 Wi-Fi和IEEE 802.11 84

3.5.2 工程实现 85

3.5.3 带宽规划 85

3.5.4 使用无线网络的安全注意事项 86

3.5.5 Wi-Fi 6 86

3.6 思考题 87

第4章 网络设备之路由器 89

4.1 概述 89

4.2 思科路由器 90

4.2.1 思科路由器的构成 90

4.2.2 思科路由器的启动顺序 91

4.2.3 思科路由器的用户接口模式 92

4.2.4 思科路由器IOS的常用操作 94

4.2.5 思科路由器的命令行键盘帮助 94

4.2.6 思科路由器的增强编辑 95

4.2.7 思科路由器的命令历史 95

4.3 华为路由器 95

4.3.1 华为路由器的视图及切换 95

4.3.2 华为路由器的常用操作 96

4.3.3 华为路由器的命令行键盘帮助 96

4.3.4 华为路由器的增强编辑 96

4.3.5 华为路由器的命令历史 97

4.4 总结 97

4.5 思考题 97

第5章 虚拟终端 99

5.1 虚拟终端概述 99

5.1.1 常用的虚拟终端 99

5.1.2 如何选择合适的虚拟终端 100

5.2 虚拟终端与计算机的连接 100

5.3 Hyper Terminal的使用 102

5.4 PuTTY的使用 105

5.5 Xshell的使用 112

5.6 SecureCRT和MobaXterm的使用 124

5.7 Minicom的使用 124

5.8 虚拟终端的常见问题及处理办法 129

5.9 远程Console权限 130

第6章 密码恢复 131

6.1 密码恢复概述 131

6.2 思科路由器的密码恢复 131

6.2.1 思科路由器的配置寄存器 131

6.2.2 典型的配置寄存器值 132

6.2.3 密码恢复的思路 133

6.2.4 密码恢复的操作 133

6.2.5 注意事项 134

6.3 华为路由器的密码恢复 134

6.3.1 密码恢复的准备工作 135

6.3.2 进入BootLoad Menu 135

6.3.3 BootLoad Menu的默认密码 138

6.3.4 恢复BootLoad Menu的密码 138

6.3.5 极端情况 138

6.3.6 一次意外 138

6.4 思考题 139

第7章 Wireshark实践 141

7.1 概述 141

7.2 Wireshark的主界面 142

7.3 捕获方式 142

7.4 抓包实验 143

7.4.1 实验拓扑及端口配置 143

7.4.2 捕获端口上的数据包 144

7.5 捕获过滤 145

7.5.1 管理和编辑捕获过滤规则 145

7.5.2 使用捕获过滤规则 146

7.5.3 捕获过滤表达式 147

7.6 显示过滤 148

7.6.1 只显示特定协议的数据包 149

7.6.2 只显示特定协议中特定内容的数据包 150

7.6.3 显示过滤运算符 150

7.6.4 显示过滤表达式 150

7.6.5 常用的显示过滤表达式示例 151

7.6.6 表达式子序列示例 152

7.7 Wireshark的自动化功能 153

7.7.1 文件的自动保存 153

7.7.2 自动停止捕获 154

7.8 Wireshark的统计分析功能 154

7.9 数据包的导出 155

7.10 Wireshark的应用示例 156

7.10.1 ARP攻击的检测 156

7.10.2 RTP流分析 159

7.10.3 RTP相关补充知识 162

7.10.4 抓娃娃 163

第8章 常用的网络排障工具 165

8.1 概述 165

8.2 Windows系统中的常用网络排障工具 165

8.3 Linux系统中的常用网络排障工具 172

第9章 日志收集与分析 185

9.1 概述 185

9.2 日志收集 185

9.3 查找的艺术—关键字 186

9.4 思科设备的巡检命令汇总 189

9.5 列出你看到的问题 190

第10章 网络的规划设计 191

10.1 概述 191

10.2 需求调研 191

10.3 规划设计原则 193

10.4 物理层的常用技术 195

10.5 数据链路层的常用技术 197

10.6 网络层的常用技术 199

10.7 网络带宽的计算 201

10.8 IP地址的规划 201

10.9 VLAN ID的规划 201

10.10 典型的组网 202

10.11 过程文档 203

10.12 思考题 204

第11章 虚拟局域网 205

11.1 概述 205

11.1.1 局域网的简介 205

11.1.2 虚拟局域网的简介 205

11.1.3 虚拟局域网的定义 206

11.1.4 虚拟局域网的作用 206

11.2 以太网帧格式 206

11.3 VLAN ID 207

11.4 中继链路上的帧 207

11.4.1 Dot1Q 207

11.4.2 交换机间链路 209

11.5 VLAN的划分依据 209

11.6 端口模式 210

11.7 VLAN Tag的处理 212

11.8 不同模式的端口对于VLAN Tag的处理流程 213

11.9 创建VLAN示例 214

11.9.1 在思科设备上创建VLAN 214

11.9.2 将端口加入思科设备上的VLAN 216

11.9.3 在华为设备上创建VLAN 217

11.9.4 将端口加入华为设备上的VLAN 219

11.10 VLAN的应用 221

11.10.1 混合模式同时实现接入模式与中继模式的功能 221

11.10.2 在不等价链路上实现负载均衡 223

11.11 聚合VLAN 225

11.12 MUX VLAN 227

11.13 私有VLAN 229

11.14 VLAN之间的通信 230

11.14.1 基于多路由器端口的VLAN之间的通信 230

11.14.2 基于单臂路由的VLAN之间的通信 233

11.14.3 基于三层交换机SVI的VLAN之间的通信 235

11.14.4 在网络对接时使用SVI与将物理端口设置为网络层端口的区别 237

11.15 思考题 238

第12章 QinQ 239

12.1 概述 239

12.2 QinQ帧格式 239

12.3 基于默认封装的QinQ应用 240

12.3.1 基于默认封装和华为设备的QinQ应用 240

12.3.2 基于默认封装和思科设备的QinQ应用 244

12.4 基于VLAN封装的QinQ应用 245

12.5 QinQ终结 251

12.5.1 基于华为设备的QinQ终结 251

12.5.2 基于思科设备的QinQ终结 255

12.6 VLAN映射 256

12.6.1 基于华为设备的单层VLAN映射 256

12.6.2 基于华为设备的多层VLAN映射 260

12.7 思考题 267

第13章 Bonding 269

13.1 概述 269

13.2 应用场景 270

13.3 在思科设备上实现Bonding 270

13.4 在华为设备上实现Bonding 271

13.5 在华三设备上实现Bonding 273

13.5.1 Bridge-Aggregation的实现 274

13.5.2 Route-Aggregation的实现 276

13.6 在Windows Server中通过Intel网卡实现Bonding 277

13.6.1 安装Intel网卡的驱动程序 278

13.6.2 打开设备管理器 278

13.6.3 创建分组 278

13.6.4 查看效果 281

13.7 在Windows Server中通过Broadcom网卡实现Bonding 282

13.7.1 安装Broadcom网卡的驱动程序 282

13.7.2 打开安装的管理套件 282

13.7.3 创建分组 282

13.7.4 在专家模式下查看和创建分组 287

13.8 在Linux中实现Bonding 288

13.8.1 查看本机网卡配置 288

13.8.2 新建网卡 288

13.8.3 直接编辑网卡的配置文件 296

13.8.4 为分组添加成员网卡 297

13.8.5 为Linux系统加载bonding模块 298

13.8.6 启用绑定口 298

13.8.7 验证 298

13.8.8 脚本化 299

13.8.9 关于分组模式 301

13.8.10 关于BONDING_OPTS 301

13.9 其他联网设备 302

13.10 M-LAG 302

第14章 生成树协议 303

14.1 生成树协议的作用 303

14.2 MAC地址表的建立 303

14.2.1 好问题一 304

14.2.2 好问题二 305

14.2.3 好问题三 306

14.3 STP详解 306

14.3.1 STP与Bonding 306

14.3.2 STP的术语 306

14.3.3 STP的端口 310

14.3.4 STP的端口状态 311

14.3.5 STP的端口转化图 312

14.3.6 STP的瑕疵 312

14.3.7 STP的网络收敛时间 312

14.3.8 STP对拓扑变化的处理 313

14.3.9 STP实践 313

14.4 快速生成树协议 314

14.4.1 RST的
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