第1章 生活在以網(wǎng)絡為中心的世界里 1
1.1 目標 1
1.2 關鍵術語 1
1.3 在以網(wǎng)絡為中心的世界相互通信 2
1.3.1 網(wǎng)絡支撐著我們的生活方式 2
1.3.2 當今最常用的幾種通信工具 3
1.3.3 網(wǎng)絡支撐著我們的學習方式 3
1.3.4 網(wǎng)絡支撐著我們的工作方式 4
1.3.5 網(wǎng)絡支撐著我們娛樂的方式 5


1.4 通信：生活中不可或缺的一部分 5
1.4.1 何為通信 6
1.4.2 通信質(zhì)量 6


1.5 網(wǎng)絡作為一個平臺 6
1.5.1 通過網(wǎng)絡通信 7
1.5.2 網(wǎng)絡要素 7
1.5.3 融合網(wǎng)絡 9


1.6 Internet的體系結構 10
1.6.1 網(wǎng)絡體系結構 10
1.6.2 具備容錯能力的網(wǎng)絡體系結構 11
1.6.3 可擴展網(wǎng)絡體系結構 13
1.6.4 提供服務質(zhì)量 13
1.6.5 提供網(wǎng)絡安全保障 15


1.7 網(wǎng)絡趨勢 16
1.7.1 它的發(fā)展方向是什么？ 16
1.7.2 網(wǎng)絡行業(yè)就業(yè)機會 17
1.8 總結 17
1.9 實驗 18
1.10 檢查你的理解 18
1.11 挑戰(zhàn)的問題和實踐 20
1.12 知識拓展 20


第2章 網(wǎng)絡通信 21
2.1 目標 21
2.2 關鍵術語 21
2.3 通信的平臺 22
2.3.1 通信要素 22
2.3.2 傳送消息 23
2.3.3 網(wǎng)絡的組成部分 23
2.3.4 終端設備及其在網(wǎng)絡中的作用 24
2.3.5 中間設備及其在網(wǎng)絡中的作用 24
2.3.6 網(wǎng)絡介質(zhì) 25


2.4 局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和網(wǎng)際網(wǎng)絡 26
2.4.1 局域網(wǎng) 26
2.4.2 廣域網(wǎng) 26
2.4.3 Internet：由多個網(wǎng)絡組成的網(wǎng)絡 26
2.4.4 網(wǎng)絡表示方式 27


2.5 協(xié)議 28
2.5.1 用于規(guī)范通信的規(guī)則 28
2.5.2 網(wǎng)絡協(xié)議 29
2.5.3 協(xié)議族和行業(yè)標準 29
2.5.4 協(xié)議的交互 29
2.5.5 技術無關協(xié)議 30


2.6 使用分層模型 30
2.6.1 使用分層模型的優(yōu)點 30
2.6.2 協(xié)議和參考模型 31
2.6.3 TCP/IP模型 31
2.6.4 通信的過程 32
2.6.5 協(xié)議數(shù)據(jù)單元和封裝 32
2.6.6 發(fā)送和接收過程 33
2.6.7 OSI模型 33
2.6.8 比較OSI模型與TCP/IP模型 34


2.7 網(wǎng)絡編址 35
2.7.1 網(wǎng)絡中的編址 35
2.7.2 數(shù)據(jù)送達終端設備 35
2.7.3 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡獲得數(shù)據(jù) 35
2.7.4 數(shù)據(jù)到達正確的應用程序 36
2.8 總結 37
2.9 實驗 37
2.10 檢查你的理解 37
2.11 挑戰(zhàn)的問題和實踐 39
2.12 知識拓展 39


第3章 應用層功能及協(xié)議 41
3.1 目標 41
3.2 關鍵術語 41
3.3 應用程序：網(wǎng)絡間的接口 42
3.3.1 OSI模型及TCP/IP模型 42
3.3.2 應用層軟件 44
3.3.3 用戶應用程序、服務以及應用層協(xié)議 45
3.3.4 應用層協(xié)議功能 45
3.4 準備應用程序和服務 46
3.4.1 客戶端—服務器模型 46
3.4.2 服務器 46
3.4.3 應用層服務及協(xié)議 47
3.4.4 點對點網(wǎng)絡及應用程序 48


3.5 應用層協(xié)議及服務實例 49
3.5.1 DNS服務及協(xié)議 50
3.5.2 WWW服務及HTTP 53
3.5.3 電子郵件服務及SMTP/POP協(xié)議 54
3.5.4 電子郵件服務器進程——MTA及MDA 55
3.5.5 FTP 56
3.5.6 DHCP 57
3.5.7 文件共享服務及SMB協(xié)議 58
3.5.8 P2P服務和Gnutella協(xié)議 59
3.5.9 Telnet服務及協(xié)議 60
3.6 總結 61
3.7 實驗 61
3.8 檢查你的理解 62
3.9 挑戰(zhàn)的問題和實踐 63
3.10 知識拓展 64


第4章 OSI傳輸層 65
4.1 目標 65
4.2 關鍵術語 65
4.3 傳輸層的作用 66
4.3.1 傳輸層的用途 66
4.3.2 支持可靠通信 69
4.3.3 TCP和UDP 70
4.3.4 端口尋址 71
4.3.5 分段和重組：分治法 74


4.4 TCP：可靠通信 75
4.4.1 創(chuàng)建可靠會話 75
4.4.2 TCP服務器進程 76
4.4.3 TCP連接的建立和終止 76
4.4.4 三次握手 76
4.4.5 TCP會話終止 78
4.4.6 TCP窗口確認 79
4.4.7 TCP重傳 80
4.4.8 TCP擁塞控制：將可能丟失的數(shù)據(jù)段降到最少 80


4.5 UDP協(xié)議：低開銷通信 81
4.5.1 UDP：低開銷與可靠性對比 81
4.5.2 UDP數(shù)據(jù)報重組 82
4.5.3 UDP服務器進程與請求 82
4.5.4 UDP客戶端進程 82
4.6 總結 83
4.7 實驗 84
4.8 檢查你的理解 84
4.9 挑戰(zhàn)的問題和實踐 86
4.10 知識拓展 86


第5章 OSI網(wǎng)絡層 87
5.1 學習目標 87
5.2 關鍵術語 87
5.3 IPv4地址 88
5.3.1 網(wǎng)絡層：從主機到主機的通信 88
5.3.2 IPv4：網(wǎng)絡層協(xié)議的例子 90
5.3.3 IPv4數(shù)據(jù)包：封裝傳輸層PDU 92
5.3.4 IPv4數(shù)據(jù)包頭 92


5.4 網(wǎng)絡：將主機分組 93
5.4.1 建立通用分組 93
5.4.2 為何將主機劃分為網(wǎng)絡？ 95
5.4.3 從網(wǎng)絡劃分網(wǎng)絡 97


5.5 路由：數(shù)據(jù)包如何被處理 98
5.5.1 設備參數(shù)：支持網(wǎng)絡外部通信 98
5.5.2 IP數(shù)據(jù)包：端到端傳送數(shù)據(jù) 98
5.5.3 網(wǎng)關：網(wǎng)絡的出口 99
5.5.4 路由：通往網(wǎng)絡的路徑 100
5.5.5 目的網(wǎng)絡 102
5.5.6 下一跳：數(shù)據(jù)包下一步去哪 103
5.5.7 數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)：將數(shù)據(jù)包發(fā)往目的 103


5.6 路由過程：如何學習路由 104
5.6.1 靜態(tài)路由 104
5.6.2 動態(tài)路由 104
5.6.3 路由協(xié)議 105
5.7 總結 106
5.8 試驗 106
5.9 檢查你的理解 107
5.10 挑戰(zhàn)問題和實踐 108
5.11 知識拓展 109


第6章 網(wǎng)絡編址：IPv4 110
6.1 學習目標 110
6.2 關鍵術語 110
6.3 IPv4地址 111
6.3.1 IPv4地址剖析 111
6.3.2 二進制與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 112
6.3.3 十進制到二進制的轉(zhuǎn)換 114
6.3.4 通信的編址類型：單播、廣播，多播 118


6.4 不同用途的IPv4地址 121
6.4.1 IPv4網(wǎng)絡范圍內(nèi)的不同類型地址 121
6.4.2 子網(wǎng)掩碼：定義地址的網(wǎng)絡和主機部分 122
6.4.3 公用地址和私用地址 123
6.4.4 特殊的單播IPv4地址 124
6.4.5 傳統(tǒng)IPv4編址 125


6.5 地址分配 127
6.5.1 規(guī)劃網(wǎng)絡地址 127
6.5.2 最終用戶設備的靜態(tài)和動態(tài)地址 128
6.5.3 選擇設備地址 129
6.5.4 Internet地址分配機構(IANA) 130
6.5.5 ISP 131


6.6 計算地址 132
6.6.1 這臺主機在我的網(wǎng)絡上嗎？ 132
6.6.2 計算網(wǎng)絡、主機和廣播地址 133
6.6.3 基本子網(wǎng) 135
6.6.4 子網(wǎng)劃分：將網(wǎng)絡劃分為適當大小 138
6.6.5 細分子網(wǎng) 140


6.7 測試網(wǎng)絡層 145
6.7.1 ping 127.0.0.1：測試本地協(xié)議族 146
6.7.2 ping網(wǎng)關：測試到本地網(wǎng)絡的連通性 146
6.7.3 ping遠程主機：測試到遠程網(wǎng)絡的連通性 146
6.7.4 traceroute(tracert)：測試路徑 147
6.7.5 ICMPv4：支持測試和消息的協(xié)議 149
6.7.6 IPv6概述 150
6.8 總結 151
6.9 試驗 151
6.10 檢查你的理解 152
6.11 挑戰(zhàn)問題和實踐 153
6.12 知識拓展 153


第7章 OSI數(shù)據(jù)鏈路層 154
7.1 學習目標 154
7.2 關鍵術語 154
7.3 數(shù)據(jù)鏈路層：訪問介質(zhì) 155
7.3.1 支持和連接上層服務 155
7.3.2 控制通過本地介質(zhì)的傳輸 156
7.3.3 創(chuàng)建幀 157
7.3.4 將上層服務連接到介質(zhì) 158
7.3.5 標準 159


7.4 MAC技術：將數(shù)據(jù)放入介質(zhì) 159
7.4.1 共享介質(zhì)的MAC 159
7.4.2 無共享介質(zhì)的MAC 161
7.4.3 邏輯拓撲與物理拓撲 161


7.5 MAC：編址和數(shù)據(jù)封裝成幀 163
7.5.1 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議：幀 163
7.5.2 封裝成幀：幀頭的作用 164
7.5.3 編址：幀的去向 164
7.5.4 封裝成幀：幀尾的作用 165
7.5.5 數(shù)據(jù)鏈路層幀示例 165
7.6 匯總：跟蹤通過Internet的數(shù)據(jù)傳輸 169
7.7 總結 172
7.8 試驗 173
7.9 檢查你的理解 173
7.10 挑戰(zhàn)問題和實踐 174
7.11 知識拓展 174


第8章 OSI物理層 176
8.1 學習目標 176
8.2 關鍵術語 176
8.3 物理層：通信信號 177
8.3.1 物理層的用途 177
8.3.2 物理層操作 177
8.3.3 物理層標準 178
8.3.4 物理層的基本原則 178


8.4 物理層信號和編碼：表示比特 179
8.4.1 用于介質(zhì)的信號比特 179
8.4.2 編碼：比特分組 181
8.4.3 數(shù)據(jù)傳輸能力 182


8.5 物理介質(zhì)：連接通信 183
8.5.1 物理介質(zhì)的類型 183
8.5.2 銅介質(zhì) 184
8.5.3 光纖介質(zhì) 187
8.5.4 無線介質(zhì) 189
8.5.5 介質(zhì)連接器 190
8.6 總結 191
8.7 試驗 191
8.8 檢查你的理解 192
8.9 挑戰(zhàn)問題和實踐 193
8.10 知識拓展 194


第9章 以太網(wǎng) 195
9.1 學習目標 195
9.2 關鍵術語 195
9.3 以太網(wǎng)概述 196
9.3.1 以太網(wǎng)：標準和實施 196
9.3.2 以太網(wǎng)：第1層和第2層 196
9.3.3 邏輯鏈路控制：連接上層 197
9.3.4 MAC：獲取送到介質(zhì)的數(shù)據(jù) 197
9.3.5 以太網(wǎng)的物理層實現(xiàn) 198


9.4 以太網(wǎng)：通過LAN通信 198
9.4.1 以太網(wǎng)歷史 199
9.4.2 傳統(tǒng)以太網(wǎng) 199
9.4.3 當前的以太網(wǎng) 200
9.4.4 發(fā)展到1Gbit/s及以上速度 200


9.5 以太網(wǎng)幀 201
9.5.1 幀：封裝數(shù)據(jù)包 201
9.5.2 以太網(wǎng)MAC地址 202
9.5.3 十六進制計數(shù)和編址 203
9.5.4 另一層的地址 205
9.5.5 以太網(wǎng)單播、多播和廣播 205


9.6 以太網(wǎng)MAC 207
9.6.1 以太網(wǎng)中的MAC 207
9.6.2 CSMA/CD：過程 207
9.6.3 以太網(wǎng)定時 209
9.6.4 幀間隙和回退 211


9.7 以太網(wǎng)物理層 212
9.7.1 10Mbit/s和100Mbit/s以太網(wǎng) 212
9.7.2 吉比特以太網(wǎng) 213
9.7.3 以太網(wǎng)：未來的選擇 214


9.8 集線器和交換機 215
9.8.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng)：使用集線器 215
9.8.2 以太網(wǎng)：使用交換機 216
9.8.3 交換：選擇性轉(zhuǎn)發(fā) 217


9.9 地址解析協(xié)議(ARP) 219
9.9.1 將IPv4地址解析為MAC地址 219
9.9.2 維護映射緩存 220
9.9.3 刪除地址映射 222
9.9.4 ARP廣播問題 223
9.10 總結 223
9.11 試驗 223
9.12 檢查你的理解 224
9.13 挑戰(zhàn)問題和實踐 225
9.14 知識拓展 225


第10章 網(wǎng)絡規(guī)劃和布線 226
10.1 學習目標 226
10.2 關鍵術語 226
10.3 LAN：進行物理連接 227
10.3.1 選擇正確的LAN設備 227
10.3.2 設備選擇因素 228


10.4 設備互連 230
10.4.1 LAN和WAN：實現(xiàn)連接 230
10.4.2 進行LAN連接 234
10.4.3 進行WAN連接 237


10.5 制定編址方案 239
10.5.1 網(wǎng)絡上有多少主機？ 240
10.5.2 有多少網(wǎng)絡？ 240
10.5.3 設計網(wǎng)絡地址的標準 241


10.6 計算子網(wǎng) 242
10.6.1 計算地址：例1 242
10.6.2 計算地址：例2 245


10.7 設備互連 246
10.7.1 設備接口 246
10.7.2 進行設備的管理連接 247
10.8 總結 248
10.9 試驗 249
10.10 檢查你的理解 249
10.11 挑戰(zhàn)問題和實踐 250
10.12 知識拓展 252


第11章 配置和測試網(wǎng)絡 253
11.1 學習目標 253
11.2 關鍵術語 253
11.3 配置Cisco設備：IOS基礎 254
11.3.1 Cisco IOS 254
11.3.2 訪問方法 254
11.3.3 配置文件 256
11.3.4 介紹Cisco IOS模式 257
11.3.5 基本IOS命令結構 259
11.3.6 使用CLI幫助 260
11.3.7 IOS檢查命令 264
11.3.8 IOS配置模式 266


11.4 利用Cisco IOS進行基本配置 266
11.4.1 命名設備 266
11.4.2 限制設備訪問：配置口令和標語 268
11.4.3 管理配置文件 271
11.4.4 配置接口 274


11.5 校驗連通性 276
11.5.1 驗證協(xié)議族 276
11.5.2 測試接口 277
11.5.3 測試本地網(wǎng)絡 280
11.5.4 測試網(wǎng)關和遠端的連通性 281
11.5.5 trace命令和解釋trace命令的結果 282


11.6 監(jiān)控和記錄網(wǎng)絡 286
11.6.1 網(wǎng)絡基線 286
11.6.2 捕獲和解釋trace信息 287
11.6.3 了解網(wǎng)絡上的節(jié)點 288
11.7 總結 290
11.8 試驗 291
11.9 檢查你的理解 292
11.10 挑戰(zhàn)問題和實踐 293
11.11 知識拓展 293
附錄 檢查你的理解和挑戰(zhàn)問題答案 294
術語表 307