思科網絡技術學院教程：網絡基礎

第 1 章 互聯世界中的通信 1
學習目標 1
1.1 網絡類型 1
1.1.1 萬物聯網 1
1.1.2 誰擁有“互聯網” 1
1.1.3 本地網絡 2
1.1.4 移動設備 4
1.1.5 家庭聯網設備 5
1.1.6 其他聯網設備 7
1.2 數據傳輸 9
1.2.1 個人數據的類型 9
1.2.2 數據傳輸的方式 10
1.3 帶寬與吞吐量 10
1.3.1 帶寬 11
1.3.2 吞吐量 11
1.4 客戶端與服務器 12
1.4.1 客戶端與服務器所扮演的角色 12
1.4.2 對等體到對等體網絡 12
1.4.3 對等體到對等體應用 13
1.4.4 網絡中的各類角色 14
1.5 網絡組件 14
1.5.1 網絡基礎設施 15
1.5.2 終端設備 15
1.6 本章小結 16
習題 17
第 2 章 在線連接 19
學習目標 19
2.1 無線網絡 19
2.1.1 移動通信 19
2.1.2 蜂窩移動通信網絡 19
2.1.3 其他無線網絡 20
2.2 本地網絡連接 21
2.2.1 LAN 組件 21
2.2.2 終端設備的編址 24
2.2.3 手動和自動地址配置 25
2.3 網絡文檔 25
2.3.1 設備名稱與地址規(guī)劃 25
2.3.2 網絡拓撲及其表示方式 26
2.3.3 邏輯網絡信息 26
2.4 本章小結 28
習題 29
第 3 章 使用 Packet Tracer 探索網絡 31
學習目標 31
3.1 Packet Tracer 網絡模擬器 31
3.2 Packet Tracer 的安裝 31
3.3 Packet Tracer 的圖形用戶界面 32
3.4 Packet Tracer 的網絡配置 33
3.5 本章小結 37
習題 38
第 4 章 搭建一個簡單的網絡 42
學習目標 42
4.1 網絡媒介的類型 42
4.1.1 3 種網絡媒介類型 42
4.1.2 常用的網絡線纜 43
4.2 以太網線纜 44
4.2.1 雙絞線 45
4.2.2 雙絞線的類型 45
4.3 同軸電纜和光纖線纜 48
4.3.1 同軸電纜 48
4.3.2 光纖線纜 48
4.4 雙絞線原理 49
4.4.1 雙絞線布線方案 50
4.4.2 雙絞線傳輸和接收對 50
4.5 驗證連通性 51
4.5.1 ping 命令 51
4.5.2 traceroute 命令 51
4.6 本章小結 52
習題 53
第 5 章 通信原則 55
學習目標 55
5.1 規(guī)則 55
5.1.1 三大要素 55
5.1.2 通信協議 56
5.1.3 協議的重要性 58
5.2 通信標準 58
5.2.1 標準的重要性 59
5.2.2 互聯網標準組織 59
5.3 網絡通信模型 59
5.3.1 協議棧 60
5.3.2 TCP/IP 模型 60
5.3.3 OSI 參考模型 61
5.3.4 OSI 參考模型的上層與下層 62
5.3.5 OSI 參考模型與 TCP/IP 模型的比較 62
5.4 以太網 63
5.4.1 以太網的崛起 63
5.4.2 以太網的演化 64
5.4.3 以太網 MAC 地址 65
5.5 本章小結 65
習題 66
第 6 章 網絡設計和接入層 68
學習目標 68
6.1 以太網數據幀及其封裝 68
6.1.1 封裝 68
6.1.2 以太網數據幀 70
6.2 分層網絡設計方案 70
6.2.1 物理地址與邏輯地址 70
6.2.2 分層結構的類比 71
6.2.3 分層網絡設計的優(yōu)勢 72
6.2.4 接入層、分布層與核心層 72
6.3 接入層 74
6.3.1 接入層設備 74
6.3.2 以太網集線器 75
6.3.3 以太網交換機 75
6.3.4 MAC 地址表 76
6.4 廣播遏制 79
6.4.1 本地網絡中的以太網廣播 79
6.4.2 廣播域 79
6.4.3 接入層通信 80
6.4.4 ARP 81
6.5 本章小結 82
習題 83
第 7 章 網絡間路由 85
學習目標 85
7.1 路由的必要性 85
7.1.1 分隔本地網絡的標準 85
7.1.2 何時需要進行路由轉發(fā) 87
7.2 路由表 88
7.2.1 選擇路徑 88
7.2.2 數據包轉發(fā) 89
7.2.3 路由表條目 90
7.2.4 默認網關 91
7.3 創(chuàng)建一個局域網 92
7.3.1 局域網 92
7.3.2 本地網段和遠端網段 93
7.4 本章小結 94
習題 95
第 8 章 互聯網協議 97
學習目標 97
8.1 IPv4 地址的作用 97
8.2 IPv4 地址的二進制轉換 98
8.2.1 IPv4 的編址 98
8.2.2 二進制與十進制的轉換 98
8.3 IPv4 地址的結構 99
8.3.1 網絡部分與主機部分 99
8.3.2 邏輯與 100
8.3.3 判斷目的網絡在本地還是遠端 101
8.3.4 計算主機數量 102
8.4 有類 IPv4 地址 102
8.5 公有 IPv4 地址與私有 IPv4 地址 104
8.5.1 私有 IPv4 編址 104
8.5.2 分配 IPv4 地址 105
8.6 單播地址、廣播地址和多播地址 105
8.6.1 單播傳輸 105
8.6.2 廣播傳輸 106
8.6.3 多播傳輸 107
8.7 本章小結 108
習題 109
第 9 章 使用 DHCP 進行動態(tài)編址 111
學習目標 111
9.1 靜態(tài) IPv4 地址分配與動態(tài) IPv4 地址分配 111
9.1.1 靜態(tài) IPv4 地址分配 111
9.1.2 動態(tài) IPv4 地址分配 112
9.1.3 DHCP 服務器 113
9.2 DHCPv4 的配置 114
9.2.1 DHCPv4 的工作原理 114
9.2.2 DHCPv4 服務配置 115
9.3 本章小結 116
習題 116
第 10 章 IPv4 與 IPv6 地址管理 119
學習目標 119
10.1 網絡邊界 119
10.1.1 路由器充當網關 119
10.1.2 無線路由器充當網絡之間的邊界 120
10.2 網絡地址轉換 121
10.3 IPv4 的問題 122
10.3.1 IPv6 的需求 122
10.3.2 IPv6 地址空間 123
10.3.3 IPv4 和 IPv6 共存 123
10.4 IPv6 的特性 124
10.4.1 IPv6 地址自動配置和鏈路本地地址 124
10.4.2 IPv6 地址的表示 125
10.5 本章小結 126
習題 127
第 11 章 傳輸層服務 128
學習目標 128
11.1 客戶端/服務器的關系 128
11.1.1 客戶端和服務器之間的交互 128
11.1.2 客戶端請求網頁 129
11.1.3 URI、URN 和 URL 129
11.2 TCP 和 UDP 130
11.2.1 協議的工作原理 130
11.2.2 TCP 和 UDP 的作用 130
11.2.3 TCP 的可靠性 131
11.2.4 UDP 盡力而為的傳輸 131
11.3 端口號 132
11.3.1 TCP 端口號和 UDP 端口號 132
11.3.2 源端口號與目的端口號 134
11.3.3 套接字 134
11.3.4 netstat 命令 135
11.4 本章小結 136
習題 137
第 12 章 應用層服務 139
學習目標 139
12.1 網絡應用服務 139
12.2 域名系統 140
12.2.1 域名轉換 140
12.2.2 DNS 服務器 140
12.3 網頁客戶端與服務器 141
12.4 FTP 客戶端與服務器 142
12.4.1 文件傳輸協議 142
12.4.2 FTP 客戶端軟件 143
12.5 虛擬終端 144
12.5.1 Telnet 144
12.5.2 Telnet 的安全隱患 145
12.6 電子郵件與即時消息 145
12.6.1 電子郵件客戶端和服務器 145
12.6.2 電子郵件協議 146
12.6.3 文本消息 147
12.6.4 互聯網電話呼叫 148
12.7 本章小結 148
習題 150
第 13 章 搭建一個家庭網絡 151
學習目標 151
13.1 家庭網絡基礎知識 151
13.1.1 連接家庭設備 151
13.1.2 家庭網絡的組件 152
13.1.3 典型的家用路由器 153
13.2 家中的網絡技術 153
13.2.1 電磁頻譜 154
13.2.2 LAN 無線頻率 154
13.2.3 有線網絡技術 155
13.3 無線標準 156
13.3.1 Wi-Fi 網絡 156
13.3.2 無線設置 157
13.4 無線流量控制 158
13.4.1 無線信道 158
13.4.2 共享無線媒介 158
13.5 設置一臺家用路由器 159
13.5.1 首次設置 159
13.5.2 設計方面需要考慮的因素 159
13.5.3 MAC 地址過濾 160
13.6 本章小結 161
習題 163
第 14 章 連接到互聯網 164
學習目標 164
14.1 ISP 164
14.1.1 ISP 服務 164
14.1.2 ISP 連接 165
14.1.3 電纜和 DSL 連接 166
14.1.4 其他連接方式 166
14.2 網絡虛擬化 167
14.2.1 云計算 167
14.2.2 云的類型 168
14.2.3 云服務 168
14.2.4 云計算和虛擬化 168
14.2.5 虛擬化的優(yōu)勢 169
14.2.6 虛擬機管理程序 170
14.2.7 網絡虛擬化 171
14.2.8 控制面板和數據面板 171
14.2.9 網絡虛擬化和 SDN 172
14.2.10 SDN 架構 173
14.3 移動設備的連接 173
14.3.1 移動設備和 Wi-Fi 173
14.3.2 Wi-Fi 設置 174
14.3.3 配置 Wi-Fi 連接 175
14.3.4 配置蜂窩移動通信網絡連接 175
14.3.5 使用藍牙進行簡單連接 176
14.3.6 藍牙配對 176
14.4 本章小結 176
習題 178
第 15 章 安全注意事項 179
學習目標 179
15.1 安全威脅 179
15.1.1 威脅類型 179
15.1.2 內部和外部威脅 180
15.2 社會工程攻擊 181
15.2.1 社會工程學概述 181
15.2.2 社會工程攻擊的類型 181
15.3 惡意軟件 182
15.3.1 惡意軟件的類型 182
15.3.2 間諜軟件和追蹤 cookie 183
15.3.3 廣告軟件和彈窗 183
15.3.4 僵尸網絡和僵尸計算機 184
15.4 拒絕服務攻擊 185
15.4.1 拒絕服務 185
15.4.2 分布式拒絕服務 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 安全工具和應用程序 188
15.5.3 補丁和更新 188
15.6 反惡意軟件 189
15.6.1 感染的跡象 189
15.6.2 防病毒軟件 189
15.6.3 反垃圾郵件軟件 190
15.6.4 反間諜軟件 190
15.6.5 附加保障 190
15.7 本章小結 191
習題 193
第 16 章 配置網絡和設備安全性 195
學習目標 195
16.1 無線安全措施 195
16.1.1 無線漏洞 195
16.1.2 全面的安全計劃 196
16.1.3 SSID 廣播 199
16.1.4 更改默認設置 200
16.1.5 MAC 地址過濾 200
16.2 實施無線安全 201
16.2.1 開放身份驗證 201
16.2.2 身份驗證和關聯 202
16.2.3 身份驗證協議 202
16.3 配置防火墻 203
16.3.1 防火墻概述 203
16.3.2 防火墻的工作原理 203
16.3.3 DMZ 204
16.3.4 端口轉發(fā) 205
16.3.5 端口觸發(fā) 206
16.4 本章小結 206
習題 208
第 17 章 思科交換機和路由器 209
學習目標 209
17.1 思科交換機 209
17.1.1 連接更多設備 209
17.1.2 思科 LAN 交換機 210
17.1.3 LAN 交換機的組成部分 212
17.2 思科交換機的啟動過程 212
17.2.1 交換機加電 213
17.2.2 帶內和帶外管理 214
17.2.3 IOS 啟動文件 215
17.3 思科路由器 215
17.3.1 路由器的組成部分 215
17.3.2 路由器的接口 216
17.4 思科路由器的啟動過程 216
17.4.1 路由器加電 217
17.4.2 管理端口 220
17.5 本章小結 220
習題 221
第 18 章 思科 IOS 命令行 223
學習目標 223
18.1 導航 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 關于語法檢查器的注意事項 224
18.2 命令結構 224
18.2.1 基本的 IOS 命令結構 224
18.2.2 IOS 命令語法 225
18.2.3 快捷鍵和縮寫 226
18.3 查看設備信息 227
18.4 本章小結 231
習題 232
第 19 章 搭建小型思科網絡 234
學習目標 234
19.1 交換機的基本配置 234
19.1.1 交換機的基本配置步驟 234
19.1.2 交換機虛擬接口配置 236
19.2 路由器的基本配置 236
19.2.1 路由器的基本配置步驟 236
19.2.2 路由器基本配置示例 237
19.3 保護設備 238
19.3.1 密碼建議 238
19.3.2 安全遠程訪問 239
19.3.3 配置 SSH 240
19.3.4 驗證 SSH 241
19.4 將交換機連接到路由器 242
19.4.1 主機上的默認網關 242
19.4.2 交換機上的默認網關 243
19.5 本章小結 244
習題 246
第 20 章 排查常見的網絡問題 247
學習目標 247
20.1 故障排除過程 247
20.1.1 網絡故障排除概述 247
20.1.2 收集信息 248
20.1.3 結構化的故障排除方法 248
20.1.4 選擇故障排除方法的指南 251
20.2 物理層問題 252
20.2.1 常見的物理層問題 252
20.2.2 無線路由器的 LED 253
20.2.3 布線問題 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 結果 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 排查無線問題 262
20.4.1 無線問題的原因 263
20.4.2 身份驗證和關聯錯誤 264
20.5 常見的互聯網連通性問題 264
20.5.1 DHCP 服務器的配置錯誤 264
20.5.2 檢查互聯網配置 265
20.5.3 檢查防火墻的設置 267
20.6 客戶支持 267
20.6.1 幫助來源 267
20.6.2 求助時機 268
20.6.3 與支持桌面的交互 268
20.6.4 問題解決方案 269
20.6.5 支持桌面的工單和工作流程 269
20.7 本章小結 270
習題 272
附錄 習題答案 275