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范新龙，张华，郭芊彤 著

图书标签:

• 数据通信
• 网络设备
• 设备维护
• 网络工程
• 通信技术
• 故障排除
• 网络管理
• 路由器
• 交换机
• 光纤通信

出版社： 西南交大出版社

ISBN：9787564353445

版次：1

商品编码：12173488

包装：平装

丛书名： 高等职业教育“十三五”规划教材

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸

字数：469000

正文语种：中文

内容简介

　　本书以网络设备维护为主线，通过对交换机和路由器等网络设备进行配置，学习相关网络理论知识，培养学习者的职业技能和网络知识的基本运用能力。
　　全书共分为七部分：网络技术基础、局域网技术及管理、路由器原理及应用、广域网技术及管理、网络安全管理、网络管理及故障处理、高级应用。通过这些内容的学习，读者可以学习到网络的基本概念、数据通信的基本知识；局域网的技术及应用、虚拟局域网、无线局域网；TCP/IP协议、子网划分、网络接入技术；交换机、路由器常用协议及配置方法，并且对网络工作原理有更深刻的理解。
　　本书可以作为高职院校的通信技术、计算机网络技术、计算机应用等专业的教材使用，也可以作为网络管理人员及网络知识自学者的参考资料。

作者简介

　　范新龙，西安铁路职业技术学院副教授，双师型教师。兰州铁道学院电信系通信专业本科毕业，西安交通大学电信学院硕士，研究方向为通信技术与程序设计，主要内容包括：传输技术、网络技术及移动智能终端的应用开发，主讲《通信网》、《城轨通信》以及《程序设计》。2011年8月，在西安电子科技大学出版社出版有《计算机网络应用教程》。

目录

项目1 网络技术基础 1
任务1.1 企业网络架构概述 1
任务1.2 数据传输介质 2
任务1.3 数据交换技术 6
任务1.4 网络协议简介 11
任务1.5 认识和管理网络设备 39
任务1.6 网络设备配置仿真环境的认知 45
思考与练习 55
项目2 局域网技术及管理 56
任务2.1 以太网技术 56
任务2.2 交换机技术基础 60
任务2.3 交换机端口技术 76
任务2.4 VLAN原理及VLAN配置 83
任务2.5 STP及RSTP原理与配置 97
任务2.6 GARP及GVRP原理和配置 113
任务2.7 无线网络设备的原理与配置 118
思考与练习 125
项目3 路由器原理及应用 126
任务3.1 路由器原理 126
任务3.2 静态路由 132
任务3.3 动态路由协议 142
任务3.4 VLAN间路由及配置 168
思考与练习 174
项目4 广域网技术及管理 175
任务4.1 广域网技术 175
任务4.2 常见的广域网协议 181
思考与练习 205
项目5 网络安全管理 206
任务5.1 路由器访问控制列表 207
任务5.2 认证、授权和计费 215
任务5.3 虚拟专用网VPN 221
任务5.4 网络地址转换NAT 237
思考与练习 245
项目6 网络管理及故障处理 246
任务6.1 网络管理概述 246
任务6.2 网络管理协议 248
任务6.3 网络故障处理 253
思考与练习 266
项目7 高级应用 267
任务7.1 BGP协议原理及配置 267
任务7.2 VRRP原理及应用 279
任务7.3 MSTP原理及应用 288
任务7.4 SmartLink原理及应用 298
参考文献 309

前言/序言

　　随着互联网技术的发展和普及，特别是移动互联网的普及，网络应用已经成为人们日常生活和生产活动的一部分，计算机网络设备的应用和维护已经变得越来越重要。特别是铁路、地铁等交通领域的网络通信设备被越来越多地应用，对相关技术人才的需求也不断增加。
　　为了适应市场需求的不断变化，适应社会职业技能型人才培养的要求，特编写了本书。本书是供高等职业教育、成人教育以及计算机网络技术爱好者使用的计算机网络教材，能使读者在学习中一步一步掌握网络设备维护的实用技术，了解计算机网络的基本结构、应用及发展，从而有能力从事网络设备的配置和维护等相关工作。
　　本书以网络技术应用为主，强调实际动手能力，在讲解网络基本知识的同时，加入在实际网络中的应用知识和实践经验，使读者对网络的基本工作原理和应用有一个较为直观的认知。通过使用虚拟网络实训环境，可以降低学习成本，提高学习效率。
　　在内容的组织上，我们精选了网络设备维护中较为常用的内容，主要分为七个部分：（1）网络技术基础，介绍企业网构架、传输介质、交换技术、协议概念及常用网络设备等，使读者可以对全书有一定了解；（2）局域网技术，主要介绍交换机的一般维护方法、生成树协议、VLAN和无线局域网的知识；（3）路由器技术，主要介绍路由的概念、路由器原理、动态路由和静态路由概念及常用的路由协议配置方法；（4）广域网技术，主要介绍广域网技术及常见的广域网协议及配置；（5）网络安全技术，主要介绍常见网络安全技术及实现方法，AAA、VPN等技术的应用方法；（6）网管技术及故障处理，介绍网络设备上的常用管理技术及故障处理的一般方法；（7）高级应用，通过介绍部分现在常用的路由器和交换机高级应用技术，学习掌握一些高级应用技术。
　　全书包含大量的实训项目内容，这些实训大多数可以使用网络设备仿真软件实现，对理解相应章节的网络知识帮助极大。仿真器以华为生产的仿真器为主，在学习过程中，也包含部分H3C和思科的设备命令，对理解设备的工作可起到帮助作用。
　　本书由西安铁路职业技术学院范新龙、张华、郭芊彤、高琳和南充职业技术学院王洪平编写，分工如下：郭芊彤编写项目1，张华编写项目2，高琳编写项目5及项目7的任务7.1，王洪平编写项目7的任务7.2至任务7.4，范新龙编写项目3、4、6及全书的实训和习题并进行了全书的统稿工作。
　　本书的编写得到了许多朋友的关心和支持，张重阳、王超、聂雪、刘晓云在本书编写过程中提出了许多宝贵意见，在此对他们表示衷心的感谢。
　　由于编者水平有限，时间仓促，对于书中存在的疏漏与不足之处，敬请广大读者和专家批评指正。
　　编 者
　　2016年12月

《数据通信设备运行与维护》是一本专注于现代数据通信基础设施的理论与实践的深度解析。本书旨在为读者提供一个全面、系统的知识框架，帮助他们理解并掌握各类数据通信设备的核心原理、操作流程以及故障排除技术，从而确保通信网络的稳定、高效运行。 第一部分：数据通信设备基础理论 本书首先从数据通信的基本概念入手，深入浅出地阐述了数据在网络中传输的原理，包括信号的调制与解调、编码与解码、传输介质的特性（如光纤、铜缆）及其对信号质量的影响。我们将详细介绍不同类型的网络协议栈，例如TCP/IP模型，并分析每一层协议在数据传输中的作用，这有助于读者理解数据如何在设备之间传递。 紧接着，我们将聚焦于数据通信设备本身。我们会详细剖析路由器、交换机、防火墙、服务器、存储设备等关键硬件的内部构造与工作原理。例如，在路由器部分，我们会讲解路由表的构建机制、路由协议（如RIP、OSPF、BGP）的工作原理、数据包转发的流程以及NAT（网络地址转换）等常见功能。在交换机部分，我们将深入探讨MAC地址表的学习机制、VLAN（虚拟局域网）的划分与管理、STP（生成树协议）的应用以防止网络环路，以及链路聚合（LAG）等提升网络冗余和带宽的技术。 防火墙的原理与配置也将是重点。本书将介绍不同类型的防火墙（如包过滤防火墙、状态检测防火墙、应用层网关）的工作模式，以及ACL（访问控制列表）、NAT、VPN（虚拟专用网络）等安全功能的实现方式，帮助读者理解如何构建安全的网络边界。 此外，服务器和存储设备作为数据通信网络中的重要组成部分，本书也将对其硬件架构、操作系统（如Linux、Windows Server）的基本管理、存储技术（如RAID、SAN、NAS）及其在数据通信中的应用进行介绍。 第二部分：设备运行管理与配置 在掌握了设备的基础理论后，本书将重点转向设备的实际运行管理与配置。这一部分将涵盖从设备安装、初始化配置到日常监控、性能优化的全过程。 设备安装与初始化： 详细介绍新设备到货后的开箱、硬件连接、电源管理、初步上电检查以及通过console口或远程管理接口进行的首次配置。这包括设置IP地址、主机名、管理账户、密码策略等基础信息。 网络接口配置： 深入讲解如何配置不同接口的参数，如IP地址、子网掩码、默认网关、速度、双工模式等。对于光纤接口，还将涉及光模块的类型选择、光功率的检测与要求。 路由与交换配置： 详述静态路由和动态路由协议的配置步骤，包括协议的启用、参数设置、路由更新和故障排除。针对交换机，会详细讲解VLAN的创建、端口划分、Trunk链路的配置，以及STP的模式选择和端口角色的配置。 安全策略配置： 重点在于防火墙的策略配置，包括创建安全区域、配置访问控制规则（如允许/拒绝特定端口、IP地址、协议）、配置NAT规则（源NAT、目的NAT）以实现内外网互访，以及VPN的配置，如IPsec VPN和SSL VPN的建立与管理。 服务配置： 介绍DNS、DHCP等网络服务的配置与管理，它们是保证网络正常运行的基础服务。 系统管理与监控： 讲解如何通过SNMP（简单网络管理协议）、Syslog等协议对设备进行远程监控。本书将指导读者如何配置SNMP代理，设置OID（对象标识符）来获取设备状态和性能指标，并讲解Syslog服务器的搭建与日志分析，以便及时发现和定位潜在问题。 第三部分：设备故障诊断与维护 运行中的数据通信设备难免会出现各种故障。本书的第三部分将聚焦于设备故障的诊断与维护，旨在帮助读者建立一套科学、高效的故障处理流程。 故障分类与现象识别： 详细介绍数据通信设备常见的故障类型，如硬件故障（电源故障、接口损坏、内存报错）、软件故障（系统崩溃、配置错误）、网络通信故障（丢包、延迟、不通）、安全策略失效等。同时，会列举各种故障现象，并给出初步的判断方向。 故障诊断工具与方法： 介绍并演示一系列常用的故障诊断工具，如ping、traceroute、telnet、netstat、tcpdump等命令行工具，以及网络抓包分析工具（如Wireshark）。本书将结合实际场景，演示如何使用这些工具来定位问题的根源。 硬件故障诊断与处理： 针对常见的硬件故障，如电源指示灯异常、风扇不转、接口无连接、指示灯状态异常等，提供详细的检查步骤和处理建议，包括更换备件、检查线缆连接等。 软件与配置故障诊断： 详细讲解如何检查和分析设备配置文件，查找配置错误，如IP地址冲突、路由黑洞、ACL规则疏漏、VLAN配置不当等。还会介绍如何回滚配置、更新固件以解决软件问题。 网络通信故障诊断： 针对网络连接问题，如设备间无法通信、访问延迟过高、丢包率异常等，将指导读者逐步排查，从物理层（线缆、接口状态）、数据链路层（MAC地址、VLAN）、网络层（IP地址、路由）、传输层（端口、TCP/UDP状态）等多个层面进行定位。 安全故障诊断： 重点分析防火墙和安全设备的安全策略失效、异常访问、病毒攻击等问题。会演示如何分析安全日志、检查实时流量，以及如何调整安全策略以应对安全威胁。 预防性维护与性能优化： 除了故障处理，本书还将强调预防性维护的重要性。我们将介绍定期检查设备日志、硬件健康状态、固件版本更新、性能指标监控（如CPU占用率、内存使用率、接口流量、丢包率），以及如何根据监控数据对设备和网络进行性能优化，例如调整路由策略、优化VLAN设计、升级硬件等，以提高网络的整体效率和可靠性。 第四部分：数据通信设备维护案例分析 为了使理论知识更加落地，本书的最后一章将包含一系列真实世界的数据通信设备维护案例。这些案例将覆盖不同规模和类型的网络环境，例如企业局域网、数据中心网络、广域网连接等。 每个案例都将从问题的发生、初步诊断、深入排查、解决方案实施、最终验证等环节进行详细描述。通过对这些案例的深入剖析，读者可以学习到如何将理论知识应用于实际问题，掌握解决复杂故障的思维方式和实践技巧。这些案例将涵盖但不限于： 案例一： 某大型企业内部网络出现间歇性卡顿，用户无法正常访问内部服务器，分析并解决该问题。 案例二： 数据中心交换机端口频繁宕机，导致部分业务中断，排查并处理硬件或配置问题。 案例三： 企业分支机构与总部VPN连接不稳定，影响远程办公效率，诊断并优化VPN配置。 案例四： 发现网络中存在异常流量，疑似存在安全隐患，利用日志和抓包分析，定位并阻断恶意访问。 案例五： 服务器磁盘阵列出现故障告警，需要快速恢复数据访问，演示数据恢复和冗余机制的维护。 通过这些实践性的案例分析，读者将能够更深刻地理解数据通信设备运行与维护的重要性，并获得宝贵的实操经验，为他们在实际工作中应对各种挑战打下坚实的基础。 本书语言力求严谨、清晰，并辅以大量的图表和配置实例，方便读者理解和实践。无论是网络工程师、系统管理员，还是对数据通信领域感兴趣的学习者，本书都将是您不可或缺的参考指南。

评分☆☆☆☆☆

最近一直在为公司新部署的一套大规模数据中心网络而头疼。作为一名资深的系统架构师，我对网络架构的整体规划、冗余设计以及安全性方面有着非常高的要求，但到了具体实施层面，总会遇到一些意想不到的挑战。我们这次的数据中心项目，涉及到大量的服务器、存储设备以及高性能交换机的连接，同时还要满足业务连续性、数据安全以及可扩展性的多重需求。 过去，我主要关注的是服务器和存储的架构设计，对于数据通信设备层面的细节了解相对有限。虽然我大致了解各种设备的用途，但在具体的选型、参数配置以及性能调优方面，总觉得缺乏系统性的指导。尤其是在应对突发的高并发流量、网络攻击以及复杂的路由策略时，我常常需要依赖网络工程师提供专业支持。 当我看到《数据通信设备运行与维护》这本书时，我立刻被它涵盖的广泛技术领域所吸引。书中关于网络协议栈的深入剖析、不同类型交换机（如二层、三层交换机）的原理及应用场景，以及路由协议（如OSPF、BGP）的配置和优化，都让我眼前一亮。这些内容对于我进行高层面的网络架构设计和决策至关重要。 我特别仔细地阅读了关于网络安全加固的部分。在数据中心环境中，网络安全是重中之重。书中详细介绍了防火墙的部署策略、访问控制列表（ACL）的配置技巧，以及VPN技术的应用。这些内容帮助我更全面地理解了如何构建一个坚固的网络安全防线，从而更好地保护数据中心内的敏感信息。 此外，书中对于网络故障的分析和排查方法也给我留下了深刻的印象。它提供了一种系统性的思维方式，教导如何从现象出发，层层深入，最终定位问题的根源。这对于我们在遇到复杂网络问题时，能够快速有效地解决，避免不必要的停机时间，具有极大的指导意义。这本书的出现，无疑为我提供了宝贵的知识财富，让我在数据中心网络的设计和管理方面更加得心应手。

评分☆☆☆☆☆

作为一名网络安全分析师，我日常的工作重心在于监测、分析和应对各种网络威胁。每一次的攻击事件，都要求我能够快速理解攻击者的意图，定位攻击源，并制定有效的防御措施。这其中，对各类网络设备的工作原理、配置特点以及可能存在的安全漏洞有着深刻的认识至关重要。 我一直都在寻找一本能够全面系统地介绍数据通信设备运行与维护的书籍，因为仅仅了解攻击手段是不够的，我们还需要深入理解“战场”本身。当偶然翻阅到《数据通信设备运行与维护》时，我立刻意识到这可能是我一直在寻找的那本书。书中对各种主流数据通信设备的硬件架构、软件系统以及通信协议的详细介绍，让我对这些设备有了前所未有的清晰认识。 我尤其关注了书中关于设备安全加固和漏洞管理的章节。在网络安全领域，任何一个微小的配置失误或未及时更新的漏洞，都可能成为攻击者入侵的突破口。这本书不仅讲解了如何进行安全的设备配置，还深入分析了常见的安全风险点，并提供了相应的缓解措施。例如，关于访问控制、端口安全以及入侵检测/防御系统的部署，书中都进行了详实的阐述，这对于我提升整体安全防护能力非常有帮助。 我还对书中关于网络流量分析和异常检测的部分产生了浓厚的兴趣。理解正常网络流量的模式，才能更好地识别异常行为。这本书提供的分析方法和工具介绍，让我能够更深入地洞察网络中的细微变化，从而在安全事件发生之前或初期就将其捕获。这对于我们主动防御策略的制定，起到了关键性的支撑作用。 总的来说，《数据通信设备运行与维护》这本书，为我提供了一个强大的知识后盾。它帮助我从更深层次理解网络设备的工作机制，从而能够更有效地进行威胁分析、漏洞挖掘和安全策略制定。我相信，这本书将成为我在网络安全领域不断学习和进步的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚入职的通信技术爱好者，对数据通信领域充满了好奇和热情。在学习过程中，我常常感到理论知识与实际操作之间存在着一定的鸿沟，很多概念虽然在书本上看到过，但实际如何应用，如何解决遇到的具体问题，却显得有些模糊。 机缘巧合下，我接触到了《数据通信设备运行与维护》这本书。起初，我只是抱着学习基本概念的心态去翻阅，但很快就被书中条理清晰的讲解和生动形象的案例所吸引。我从书中学习到了数据通信设备的基本组成、工作原理以及各种通信协议的交互过程。特别是关于网络拓扑的介绍，让我对不同网络结构有了更直观的认识。 我最喜欢的是书中关于“排除故障”的部分。这本书没有简单地罗列故障代码，而是通过分析设备在不同状态下的表现，引导读者一步步找出问题的根源。这种“抽丝剥茧”式的讲解方式，让我觉得学习起来非常有趣，也更容易将理论知识转化为实际解决问题的能力。我尝试着将书中介绍的排查方法应用到我日常接触的一些小型网络设备上，效果非常显著。 此外，书中还介绍了各种数据通信设备的日常维护技巧，包括性能监测、参数调整以及软件升级等。这些实用的技巧，对于我这样初学者来说，无疑是宝贵的经验分享。它让我明白，设备运行不仅仅是“启动”和“关闭”那么简单，而是需要精细化的管理和维护，才能保证其稳定高效地工作。 总而言之，《数据通信设备运行与维护》这本书，为我打开了数据通信设备运行与维护的大门。它不仅让我掌握了必要的理论知识，更重要的是，教会了我如何去思考、如何去分析、如何去解决实际问题。这本书的价值，远超于一本简单的技术指南，它更是我探索这个充满魅力的技术领域的一份珍贵启蒙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为我最近在工作中遇到的一个棘手问题提供了新的思路。我是一名基层通信工程师，日常工作中接触最多的就是各种数据通信设备的日常巡检、故障排查以及参数配置。说实话，很多时候面对那些闪烁着神秘光芒的指示灯和复杂的命令行界面，我总会感到一丝力不从心。虽然我有多年的实践经验，但理论知识的系统性欠缺，以及对一些前沿技术了解不够深入，常常让我陷入瓶颈。 最近，公司大力推广网络优化项目，要求我们对现有网络进行全面的评估和升级。这其中涉及到大量的设备兼容性、协议解析以及性能瓶颈分析。我尝试阅读了一些零散的资料，但总觉得不成体系，难以形成完整的知识框架。当我翻阅《数据通信设备运行与维护》时，最先吸引我的是它清晰的逻辑结构和详实的内容。我花了很长时间仔细研读了关于设备选型、部署策略以及网络拓扑设计的部分。其中关于不同类型数据通信设备（如路由器、交换机、防火墙）在不同应用场景下的优缺点分析，以及如何根据业务需求进行合理选型，对我启发很大。 之前，我总是在“知其然，不知其所以然”的状态下进行设备维护，遇到复杂问题时，往往需要花费大量时间和精力去尝试和摸索。这本书的出现，让我有机会系统地学习到设备背后的设计原理和运行机制。比如，在故障分析章节，作者详细讲解了不同类型故障的产生原因、排查步骤以及预防措施。这不仅仅是简单的操作手册，更像是对设备“生命周期”的深度解读。我特别关注了关于网络性能监控和调优的部分，其中介绍的多种监控指标和分析方法，让我能够更科学、更有效地识别网络瓶颈，并提出有针对性的优化建议。 而且，书中在介绍设备配置时，并没有止步于基础命令的罗列，而是深入讲解了各种配置选项背后的含义及其对网络性能的影响。这对于我来说尤为重要。过去，我可能只是机械地按照文档配置，遇到问题时也难以准确判断是配置不当所致。现在，我能够更深入地理解每一步配置的意图，从而在实际操作中更加游刃有余，也更加自信。这种从“操作者”到“理解者”的转变，对我个人的职业成长非常有益。 总而言之，《数据通信设备运行与维护》这本书，不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的老师，循循善诱地引导着我深入理解数据通信设备的世界。它帮助我建立了扎实的理论基础，提升了解决实际问题的能力，也让我对未来的工作充满了信心。我将会把这本书作为我案头的常备读物，并时常翻阅，不断巩固和提升自己的专业技能。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在IT服务行业工作了多年的技术支持工程师，日常的工作就是为客户提供各种软硬件问题的解决方案。在我的工作经验中，数据通信设备可以说是最常出现问题的“主角”之一。从家庭宽带路由器到企业级服务器的网络接口，再到各种复杂的网络设备，它们就像是现代信息社会的“血管”，一旦出现问题，就会导致整个业务的瘫痪。 多年来，我积累了不少处理常见网络设备故障的经验，但总觉得在一些深层次的问题上，我的知识体系还不够完善。比如，对于一些复杂的协议交互问题，或者是在大规模网络环境中出现性能瓶颈时，我往往需要花费大量的时间去查阅各种零散的资料，甚至需要向更资深的技术专家求助。 当我阅读《数据通信设备运行与维护》这本书时，我仿佛找到了一个全面的“知识宝库”。书中对各类数据通信设备的详细介绍，从硬件的物理结构到软件的运行机制，都进行了深入浅出的阐述。我特别受益于书中关于网络性能优化和故障诊断的章节。它系统地讲解了各种性能指标的意义，以及如何通过调整设备参数和网络配置来提升整体性能。 更令我欣喜的是，书中还提供了一套非常系统化的故障排除流程。它不再是简单地告诉你“如果出现A现象，请执行B操作”，而是深入分析了各种故障现象背后的可能原因，并提供了多角度的排查思路。这大大提升了我解决复杂问题的效率和准确性，也让我能够更自信地应对各种突发状况。 这本书让我深刻体会到，数据通信设备的运行与维护，并非一朝一夕之功，而是需要建立在深厚的理论基础和丰富的实践经验之上。它不仅是一本技术工具书，更是一本能够帮助我不断提升专业能力的“成长指南”。我坚信，这本书将成为我日常工作中不可或缺的得力助手。