深入淺出Networking

前言
雖然你有心學習網(wǎng)絡知識，可是大腦老是開小差不聽使喚。大腦天生
喜歡天馬行空，異想天開，比如幻想怎樣躲避危險的野生動物，去哪
里可以赤身裸體單板滑雪。有什么辦法把大腦拉回現(xiàn)實，老實學習網(wǎng)
絡知識嗎？
誰適合閱讀本書？ xxvi
我們知道你在想什么 xxvii
元認知：對思考的思考 xxix
你的任務：征服大腦 xxxi
自述 xxxii
技術審校團隊 xxxiv
致謝 xxxv
1 認識網(wǎng)絡電纜：維修物理網(wǎng)絡
插上電纜，網(wǎng)絡就能工作，對嗎？
網(wǎng)絡電纜工作時悄無聲息，把數(shù)據(jù)從一處傳輸?shù)搅硪惶幹皇钦Ｑ鄣墓し?。萬一電纜
出故障會有什么后果？不少公司依賴網(wǎng)絡開展業(yè)務，如果網(wǎng)絡癱瘓，生意有可能泡
湯。由此看來，維修物理網(wǎng)絡是一門很管用的手藝，值得學習。接下來，我們會介紹
如何檢查網(wǎng)絡故障，怎樣修復物理網(wǎng)絡問題。方法很簡單，很快你也能成為專家。
椰子航空公司的網(wǎng)絡出問題了 2
修復電纜的方法 5
認識CAT-5電纜 6
解剖CAT-5電纜 7
電線的顏色代表了什么？ 8
動手修復CAT-5電纜 11
仔細觀察RJ-45接頭 12
安裝RJ-45接頭的實際操作步驟 17
恭喜！你修好了椰子航空公司的CAT-5電纜 19
椰子航空公司不止一個網(wǎng)絡 20
認識同軸電纜 23
同軸電纜網(wǎng)絡屬于總線型網(wǎng)絡 24
動手修理同軸電纜！ 25
網(wǎng)絡還是不正常 26
連接器和終端電阻器起什么作用？ 29
沒聲音說明沒有信號 31
同軸電纜修好了 37
認識光纖 38
椰子航空公司的光纜彎曲過度 39
熔纖機修復光纖的步驟 40
光纖連接器的作用 42
很快就可以開始安裝連接器了 44
兩類光纖 45
選擇單模還是多模？ 46
為光纖安裝連接器 47
椰子航空公司的航班重返藍天 49
2 鬼屋里的網(wǎng)絡：規(guī)劃網(wǎng)絡布局 51
受夠了被網(wǎng)線絆倒？討厭被配電柜電到？
缺乏規(guī)劃的網(wǎng)絡布線只會一團糟：網(wǎng)線縱橫交錯，沒人知道電纜接頭接到哪里。本
章我們將學習規(guī)劃網(wǎng)絡布局，利用工具和配件固定電纜，讓你從此擺脫煩惱。
“捉鬼隊”求助！ 52
合理的布局離不開細致的規(guī)劃 53
如何規(guī)劃網(wǎng)絡布局 55
用平面圖規(guī)劃網(wǎng)絡 56
準備好畫布線圖了嗎？ 60
選擇布線的輔助配件 64
嗯哦！網(wǎng)絡布線一團糟 65
“捉鬼隊”節(jié)目組需要布線輔助配件 66
詭異的事情發(fā)生了…… 68
先給電纜做記號 74
可電纜還是很亂 75
什么是配線面板？ 76
配線面板的工作原理 77
電線接到線序模塊（punch down block） 78
預備，開拍！ 83
3 揣摩電線的“心思”：查找故障的工具與方法 85
你怎么知道啥時候電纜不傳輸信號了？
常常有人反映網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，可問題是，光憑肉眼找不出問題所在。好在有不少工
具可以用來捕捉電纜中傳輸?shù)男盘?，幫我們揣摩電纜的“心思”。接下來，我們將
介紹如何利用這些工具解讀網(wǎng)絡信號，查找網(wǎng)絡故障。
威健口香糖公司簽下了“超級碗”總決賽的贊助合同 86
音頻發(fā)生器和探測器可以檢測有無信號…… 88
……但是無法檢測信號質(zhì)量 88
認識萬用表 92
電阻是什么東西？ 93
萬用表管用嗎？ 99
示波器可以顯示電壓的變化軌跡 101
電壓是一種壓力 102
電纜中的噪聲來自哪里？ 103
示波器能解決威健公司的網(wǎng)絡問題嗎？ 108
邏輯分析儀也可以檢測電壓 110
邏輯分析儀什么時候能派上用場呢？ 115
到底哪種工具更好？ 115
LAN網(wǎng)絡分析儀包含了其他工具的功能 118
LAN網(wǎng)絡分析儀能讀懂網(wǎng)絡信號 119
哪種工具最好？ 120
威健口香糖公司的網(wǎng)絡問題解決了！ 123
4 看你躲到哪兒去：分析數(shù)據(jù)包 125
是時候一探究竟了。
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換成信號才能通過電纜傳輸，它們是如何轉(zhuǎn)換的呢？網(wǎng)絡信號里除
了數(shù)據(jù)，還藏著什么？正如醫(yī)生通過檢查細胞來確診血液傳染病，網(wǎng)絡工程師通過
查看網(wǎng)絡信號來預防網(wǎng)絡入侵、實施網(wǎng)絡監(jiān)管、查找網(wǎng)絡故障。查看網(wǎng)絡信號的關
鍵在于分析數(shù)據(jù)包，這好比在顯微鏡下觀察細胞。
密電內(nèi)容是什么？ 126
網(wǎng)卡負責編碼工作 130
將編碼過程反過來，即可還原消息 131
以太網(wǎng)標準規(guī)定了硬件的編碼方式 132
二進制概覽 136
人類讀文字，計算機讀數(shù)字 142
十六進制來增援了 144
我們可以借助十六進制進行ASCII碼轉(zhuǎn)換 145
偵探所里…… 152
協(xié)議定義了消息的結構 153
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀是多層結構 161
數(shù)據(jù)包字段概覽 162
我們可以解讀密電了嗎？ 168
我們收集到了所有的數(shù)據(jù)包……但順序似乎不對 169
數(shù)據(jù)包知道正確的順序 170
5 聰明的網(wǎng)絡：網(wǎng)絡設備與網(wǎng)絡通信 175
唯愿網(wǎng)絡更聰明。
網(wǎng)絡當然是越聰明越好。網(wǎng)絡智能從何而來呢？靠的是各種網(wǎng)絡設備。這一章我們
介紹集線器（hub）、交換機（switch）、路由器（router）如何將數(shù)據(jù)包送達目的
地。你將看到網(wǎng)絡設備是如何“思考”的，以及它們的作用。最后，我們還會借助
分析數(shù)據(jù)包軟件仔細觀察網(wǎng)絡通信。別走開，我們馬上揭曉馴服網(wǎng)絡的方法。
你已經(jīng)破解了密電…… 176
數(shù)據(jù)幀包含的信息告訴我們數(shù)據(jù)幀來自哪里 179
誰是間諜？ 180
網(wǎng)絡不僅僅是由計算機組成的 181
集線器功能很簡單 182
集線器不會改變數(shù)據(jù)幀的MAC地址 183
集線器向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) 184
是誰向集線器發(fā)送密電的呢？ 185
交換機只會將數(shù)據(jù)幀發(fā)往其目的地 186
交換機將MAC地址錄入地址查詢表，幫助數(shù)據(jù)幀順利通行 188
交換機維護的地址信息 192
可以借助軟件監(jiān)視數(shù)據(jù)包 194
讓Wireshark監(jiān)視交換機 195
Wireshark報告網(wǎng)絡信息 196
路由器也有MAC地址 199
路由器非常聰明 200
抓獲間諜！ 203
6 網(wǎng)絡互聯(lián)：用路由器連接網(wǎng)絡 205
想把你的網(wǎng)絡與遠程的網(wǎng)絡連接起來嗎？
到目前為止，我們已經(jīng)知道如何搭建單個網(wǎng)絡。但是怎么將多個網(wǎng)絡互聯(lián)起來呢？
這就得靠路由器了。路由器可以輕松連接多個通信網(wǎng)絡。本章涉及的知識包括路由
器的設置方法、利用路由器查找故障，等等。別走開，你會發(fā)現(xiàn)本章別有洞天。
月球漫步！ 206
把兩個網(wǎng)絡連接起來 209
燈亮著，可無法正常工作 210
來看看網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)包！ 212
MAC地址與IP地址的區(qū)別 214
IP地址帶有地址信息，它是網(wǎng)絡節(jié)點的網(wǎng)絡地址 215
地址解析協(xié)議（Address Resolution Protocol，ARP）
實現(xiàn)IP地址到MAC地址的轉(zhuǎn)換 216
月球基地的網(wǎng)絡究竟出了什么問題？ 221
如何實現(xiàn)跨網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)呢？ 222
路由器跨網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù) 224
回頭解決月球基地的問題 226
IP地址的秘密…… 227
路由器靠地址轉(zhuǎn)換連接網(wǎng)絡…… 228
專訪路由器 231
你剛剛為路由器創(chuàng)建了一個配置文件！ 238
讓路由器告訴我們哪里出了問題…… 240
7 選擇合適的協(xié)議：路由協(xié)議 243
大型互聯(lián)網(wǎng)離不開一組相互通信的路由器。
路由器與路由器之間經(jīng)常交換路由信息。路由協(xié)議種類繁多，本章主要介紹其中
的兩種：簡單的RIP路由協(xié)議和稍復雜一點的EIGRP路由協(xié)議。你還將學習動手
錄入路由信息。
休斯敦，我們遇到了麻煩…… 244
路由表是路由器的地址簿 245
每一行代表一條路由信息 246
手工錄入路由信息的方法 248
路由表記錄了轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的方法 249
月球基地聯(lián)網(wǎng)成功了嗎？ 253
重返月球…… 255
我們?nèi)绾闻挪榫W(wǎng)絡故障呢？ 256
traceroute命令也很實用 257
網(wǎng)絡連接出了什么問題？ 261
更新IP地址越來越頻繁…… 262
利用RIP協(xié)議自動更新路由表 264
如何設置RIP協(xié)議呢？ 270
跳數(shù)過多 272
路由協(xié)議分類 276
怎樣設置EIGRP協(xié)議呢？ 282
我們成功了！ 288
8 名字變數(shù)字：域名系統(tǒng) 291
請先考慮一個問題，瀏覽器地址欄里的URL地址是如何變成IP地址供計算機訪問的？
本章我們帶你領略因特網(wǎng)的域名世界。除了了解13臺根域名服務器如何為整個因特
網(wǎng)提供域名服務外，你還會學習配置DNS服務器的方法。
深入淺出健康俱樂部要建網(wǎng)站 292
你好，我的域名是…… 293
購買域名 294
嗯哦！出麻煩了！ 296
什么是DNS？ 298
DNS運行在域名服務器上 298
DNS如何解析域名 299
域名系統(tǒng)跟健康俱樂部有什么關系呢？ 304
先安裝DNS域名服務器…… 306
……再配置域名服務器 307
專訪域名服務器 313
剖析DNS區(qū)域文件 314
這是DNS區(qū)域文件中記錄的俱樂部服務器情況 315
俱樂部無法向外發(fā)送郵件 317
郵件服務器利用反向DNS功能過濾垃圾郵件 318
使用反向DNS查看源地址 319
用dig命令執(zhí)行反向DNS查詢 320
域名服務器上還有另外一種區(qū)域文件…… 322
可以發(fā)送郵件了！ 327
9 傾聽網(wǎng)絡的煩惱：監(jiān)控與排查故障 329
學會傾聽網(wǎng)絡的聲音，可以省去許多煩惱！
即便你的網(wǎng)絡已經(jīng)搭建好，運行正常，它還需要監(jiān)控與維護。否則總有一天會出
故障，到那時你將一籌莫展。本章介紹監(jiān)控網(wǎng)絡的工具和技巧，幫助你理解各種
網(wǎng)絡現(xiàn)象，排查網(wǎng)絡故障，防患于未然。
死神睡衣樂隊巡回演唱會即將開鑼 330
排查網(wǎng)絡故障應該從哪里下手呢？ 331
從檢查網(wǎng)絡設備入手 333
用ping命令排查網(wǎng)絡故障 334
如果ping不通，應該檢查網(wǎng)絡電纜 335
使用show interface命令 341
專訪思科show命令 342
售票網(wǎng)絡問題如故 345
SNMP前來增援！ 346
SNMP是網(wǎng)絡管理員的通信工具 347
在思科設備上配置SNMP協(xié)議 348
讓設備報告自己的問題 354
在思科設備上配置syslogd 355
如何解讀日志信息呢？ 356
信息太多與缺少信息一樣不妙 359
哪些事件重要？ 360
死神睡衣樂隊開唱！ 361
10 扔掉電線：無線網(wǎng)絡 363
無線上網(wǎng)的感覺太棒了！
本章介紹安裝設置無線接入點的方法。首先考慮安裝地點，因為無線信號有可能受
阻；其次，我們會介紹新的網(wǎng)絡概念，比如NAT、DHCP等。學習本章的知識，你
可以順利搭建自己的無線網(wǎng)絡。
星巴仕咖啡給你派新活 364
無線接入點使用無線電波連接網(wǎng)絡設備 365
安裝無線接入點 366
也許是網(wǎng)絡配置出問題了！ 373
DHCP是什么？ 374
首先，啟動計算機上的DHCP協(xié)議…… 376
其次，開啟無線接入點的DHCP服務…… 376
……指定可分配的IP地址范圍 377
專訪DHCP服務器 378
設置DHCP解決問題了嗎？ 378
新的麻煩 379
IP地址用完了 380
NAT可以重新分配IP地址 381
如何配置NAT？ 382
無線協(xié)議不止一種 386
星巴仕咖啡店的中央服務器要連接收銀機 390
端口映射前來增援！ 392
為星巴仕咖啡店設置端口映射 394
無線接入點工作正常了！ 398
11 防人之心不可無：網(wǎng)絡安全 399
網(wǎng)絡世界危機四伏。
網(wǎng)絡攻擊無處不在：內(nèi)核木馬、腳本病毒、網(wǎng)絡機器人……千萬保護好你的網(wǎng)
絡，否則不法之徒隨時會乘虛而入。在黑暗的網(wǎng)絡世界里充斥著假冒MAC地
址、ARP病毒、網(wǎng)絡滲透、秘密攻擊、密碼盜竊。老兄，防人之心不可無，請妥
善保管好你的數(shù)據(jù)，把入侵者趕出家門。
壞蛋無處不在 400
受傷害的不僅是網(wǎng)絡…… 401
保護網(wǎng)絡安全的4種利器 402
保護網(wǎng)絡不被假冒MAC地址欺騙 405
如何阻止假冒MAC地址的行為？ 410
保護網(wǎng)絡不受ARP病毒攻擊 411
如何阻止ARP病毒攻擊？ 412
關鍵是阻止攻擊！ 414
設置訪問控制列表阻擋攻擊者 415
如何配置訪問控制列表呢？ 417
防火墻過濾傳輸于網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)包 420
包過濾規(guī)則！ 421
使用靜態(tài)包過濾 422
啟用狀態(tài)包過濾 426
人是網(wǎng)絡安全鏈條中最薄弱的環(huán)節(jié) 429
社會工程師是怎么行騙的呢？ 430
用簡明清晰的安全策略防御社會工程 432
你完成了全面保護網(wǎng)絡的任務 435
12 凡事預則立：設計網(wǎng)絡 437
設計網(wǎng)絡的關鍵在于做好計劃。
在此前的章節(jié)里，我們學會了用電纜連接物理網(wǎng)絡，安裝無線接入點，充分發(fā)揮網(wǎng)
絡設備的作用，以及排查網(wǎng)絡故障等知識。本章我們要綜合利用這些知識，看看你
的學習成果如何。相信你能做到！
從頭開始設計網(wǎng)絡！ 438
先了解需求，再動手設計 441
羅列出問題，接下來怎么辦？ 443
項目計劃 443
回顧項目計劃 444
畫完網(wǎng)絡布局圖，接下來做什么？ 447
藍圖是建筑物的全局設計圖 448
根據(jù)建筑藍圖調(diào)整網(wǎng)絡布局圖！ 449
調(diào)整完網(wǎng)絡布局圖，接下來做什么？ 456
最后需要規(guī)劃安裝步驟 464
附錄A 尾聲
本書未覆蓋的10個知識點
計算機網(wǎng)絡涉及的內(nèi)容太多，本書不可能無所不包。
在結束本書之前，我們希望向你介紹書中未涉及的這些知識點。由于這些內(nèi)容在
相關圖書中有更詳細的介紹，所以我們只打算做簡要的講解。其中不乏較難的知
識點，我們希望你閱讀完附錄后，至少能掌握一些基本概念和術語。合上書本之
前，建議你抽空閱讀本部分。
1. 網(wǎng)絡拓撲 470
2. 安裝Wireshark軟件 472
3. 如何開啟命令行控制臺或終端 474
4. TCP/IP協(xié)議棧 475
5. 虛擬局域網(wǎng)（VLAN） 476
6. 思科IOS模擬器 476
7. 邊界網(wǎng)關協(xié)議（BGP） 477
8. 虛擬專用網(wǎng)（VPN） 477
9. 入侵檢測系統(tǒng)（IDS） 478
10. 思科認證 478
附錄B ASCII字符表
查查看
如果沒有ASCII字符表，我們的生活會怎么樣？
僅僅知道網(wǎng)絡協(xié)議還不夠，你遲早得查找ASCII表才能理解網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的信息。在此
我們提供了基本的ASCII字符表，可以二進制、十進制、十六進制3種方式查詢。
ASCII： 0～31 480
ASCII： 32～63 481
ASCII： 64～95 482
ASCII： 96～127 483
附錄C 安裝BIND
在服務器上安裝DNS
所有網(wǎng)絡都離不開DNS。
最常用的DNS服務器軟件是BIND。雖然BIND的安裝方法不復雜，不過為了方便起
見，我們給出簡要的安裝步驟。
1. 在Windows（XP，2000，Vista）上安裝BIND 486
2. 在MAC OS X上安裝BIND 487
3. 在Linux上安裝BIND 487