現代通信與網絡工程實用教程（簡體書）

《全國高等職業教育計算機類規劃教材?實例與實訓教程系列:現代通信與網絡工程實用教程》適合各高職高專院校和應用型本科院校的網絡技術、通信工程等專業學生使用，也可作為各培訓機構的實用教材和工程技術人員的參考書。《全國高等職業教育計算機類規劃教材?實例與實訓教程系列:現代通信與網絡工程實用教程》配有免費的電子教學課件、習題參考答案。

第1章網絡傳輸介質與互連設備／1
1.1網絡傳輸介質／1
1.1.1雙絞線電纜／1
1.1.2同軸電纜／3
1.1.3光纖／4
1.1.4無線傳輸介質／6
1.2網絡互連設備／8
1.2.1網橋／8
1.2.2交換機／12
1.2.3路由器／15
1.2.4交換機和路由器的區別／17
1.2.5網關／18
1.2.6中繼器與集線器／20
1.3網絡接入設備／21
1.3.1網卡／21
1.3.2調制解調器／23
1.4無線接入設備／26
1.4.1WLAN接入設備／26
1.4.2Femtocell接入設備／27
1.4.33G上網卡／29
1.4.4ZigBee技術／29
練習題／32
第2章局域網技術／34
2.1局域網的分類和拓撲結構／34
2.1.1局域網的分類／34
2.1.2局域網拓撲結構類型／34
2.2局域網標準和介質訪問控制協議／36
2.2.1IEEE802標準與協議／36
2.2.2以太網介質訪問控制協議／38
2.3以太網技術／40
2.3.1快速以太網（100Base—T）／40
2.3.2千兆以太網／41
2.3.3萬兆以太網／43
2.3.4交換式以太網的實現／45
2.3.5虛擬局域網（VLAN）技術／46
2.4無線局域網／48
2.4.1WLAN的分類／48
2.4.2WLAN的標準（IEEE802.11無線局域網標準）／49
2.4.3IEEE802.11無線局域網物理層的關鍵技術／50
2.4.4IEEE802.11標準中MAC層及數據鏈路層傳輸控制辦法／51
2.5數據鏈路層協議／53
2.5.1面向字符型傳輸控制規程／53
2.5.2面向比特型傳輸控制規程／54
練習題／58
第3章局域網的實現技術／60
3.1項目需求分析與用戶調查／60
3.2邏輯網絡設計／62
3.2.1層次型網絡結構設計／62
3.2.2網絡冗余結構設計／64
3.3局域網設計實例／65
3.3.1小型局域網的設計方案／65
3.3.2中型局域網的設計方案／66
3.3.3大型局域網的設計方案／68
3.4項目1VLAN技術的實現／71
3.4.1項目介紹／71
3.4.2配置網絡主干／72
3.4.3VLAN創建與配置／76
3.4.4劃分VLAN端口／78
3.4.5配置VLAN子端口／79
3.5項目2Trunk技術的實現／81
3.5.1Trunk鏈路與封裝協議基礎／81
3.5.2Trunk鏈路應用項目及配置方法／84
3.5.3項目實現／86
3.6項目3VTP管理域的實現／88
3.6.1VTP管理域基礎／88
3.6.2項目實現／91
3.7局域網的安全技術／95
3.7.1端口綁定／95
3.7.2端口鏡像／96
3.7.3端口匯聚基礎／99
3.7.4項目4二層端口匯聚的實現／99
3.7.5項目5三層端口匯聚的實現／101
3.7.6生成樹技術／102
練習題／105
第4章IP編址與TCP／IP相關協議／107
4.1IP協議／107
4.2IP編址／110
4.2.1IP地址尋址規則、規劃原則和技巧／110
4.2.2掩碼與子網／111
4.2.3項目1小型企業在C類網中實現子網的劃分／113
4.2.4項目2大型企業在B類網中實現子網的劃分／114
4.2.5超級網絡／115
4.2.6無類別域間路由CIDR／116
4.2.7可變長子網掩碼VLSM／118
4.2.8項目3可變長子網掩碼VLSM的實現／118
4.2.9項目4多級可變長子網掩碼VLSM的實現／119
4.3TCP協議／120
4.3.1TCP連接／120
4.3.2TCP報文結構／121
4.3.3TCP連接管理／122
4.3.4順序號和確認／124
4.3.5滑動窗口機制和流控制／125
4.3.6糊涂窗口癥狀／126
4.4UDP協議簡介／127
4.5ARP協議簡介／127
4.6ping和ICMP協議簡介／129
4.7其他應用層協議簡介／131
練習題／131
第5章現代通信技術／133
5.1數據通信的基本概念／133
5.1.1常用術語／133
5.1.2通信方式／134
5.2數據傳輸／134
5.2.1傳輸概念／134
5.2.2數據傳輸技術／138
5.3數據交換技術／145
5.3.1電路交換／146
5.3.2報文交換／146
5.3.3分組交換／147
5.3.4異步傳輸ATM／149
5.4差錯檢測與控制技術／150
5.4.1產生差錯的原因／150
5.4.2差錯控制／150
5.4.3常用的檢錯方法／152
5.5光纖通信的基本原理／153
5.6移動通信技術的基本原理／155
5.6.1GSM移動通信系統介紹／155
5.6.23G主流技術標準及比較／158
5.6.33G項目實例／159
5.6.4LTE的核心技術／161
5.6.54G技術發展特征及趨勢分析／161
練習題／163
第6章廣域網與接入技術／165
6.1廣域網／165
6.1.1廣域網概述／165
6.1.2廣域網的基本組成與結構／166
6.2廣域網中的交換技術／168
6.2.1交換的基本原理／168
6.2.2交換方式的分類／168
6.2.3幾種交換技術在廣域網中的應用／169
6.3公共交換電話網絡概述／170
6.4幀中繼網／172
6.4.1幀中繼概述／172
6.4.2幀中繼協議／173
6.4.3幀中繼網的構成／177
6.5ATM網／180
6.5.1ATM信元結構／180
6.5.2ATM協議分層及各層的功能／181
6.5.3ATM交換原理／182
6.6數字數據網／185
6.6.1DDN概述／186
6.6.2DDN的組成及基本工作原理／186
6.6.3DDN入網方式／189
6.7數字用戶線路（XDSL）／190
6.7.1數字用戶線路概述／190
6.7.2利用ADSL組建廣域網／191
6.8混合光纖同軸電纜（HFC）／192
6.9光纖接入網／192
6.10智能光網絡／194
6.10.1智能光網絡簡介／194
6.10.2智能光網的誕生和基本概念／194
6.10.3智能光網相應技術／195
練習題／198
第7章路由技術／200
7.1路由的基本原理／200
7.2項目1靜態路由配置實例／201
7.3動態路由選擇協議／204
7.3.1距離向量算法及RIP協議／205
7.3.2項目2RIP協議的實現／210
7.3.3鏈路狀態算法及OSPF／214
7.3.4項目3OSPF協議的實現／216
7.3.5增強內部網關協議EIGRP／220
7.3.6項目4EIGRP協議的實現／221
7.4邊界網關協議BGP／225
7.4.1BGP基礎／225
7.4.2BGP路徑選擇／227
7.4.3項目5BGP協議的實現／227
7.4.4路由協議比較／234
7.5項目6IPv6上的路由協議／234
練習題／240
第8章網絡安全架構與網絡維護／242
8.1項目1CiscoIOS和配置文件的備份與恢復／242
8.1.1Cisco路由器IOS和配置文件的備份與恢復／242
8.1.2Cisco交換機IOS和配置文件的備份與恢復／245
8.2項目2路由器口令丟失的處理方法／246
8.3VPN技術原理與實現／248
8.3.1認識VPN／248
8.3.2VPDN技術／249
8.3.3項目3VPDN（簡稱VPN）的實現／250
8.3.4項目4三層隧道協議——IPSec協議配置的實現／268
8.4NAT和NAPT技術／277
8.4.1NAT和NAPT技術簡述／277
8.4.2項目5NAT服務器的配置與管理（實現內網訪問外網）／278
8.4.3項目6在NAT服務器上實現NAPT技術（通過端口映射實現外網訪問內網）／282
8.4.4項目7在路由器上配置NAT協議（實現內網訪問外網）／284
8.4.5項目8在路由器上配置NAPT協議（實現外網訪問內網）／285
8.5項目9安全的郵件傳輸系統／286
8.5.1項目所需設備／287
8.5.2項目前的準備工作／287
8.5.3項目實現／287
練習題／304
參考文獻／306

8.3.4項目4三層隧道協議——IPSec協議配置的實現
1.IPSec協議基礎
1）IPSec概述
（1）定義。IPSec是一個工業標準網絡安全協議，是一種由IETF設計的端到端的、確保基于IP通信的數據安全性的機制。它支持對數據加密，為網絡通信提供透明的安全服務，保護TCP／IP通信免遭竊聽和篡改，同時確保數據的完整性。
（2）基本工作原理。發送方在數據傳輸前對數據實施加密，在整個傳輸過程中，報文都以密文方式傳輸，直到數據到達目的節點，才由接收端對其進行解密。IPSec對數據的加密以數據包而不是整個數據流為單位，這不僅更靈活，也有助于進一步提高IP數據包的安全性。通過提供強有力的加密保護，IPSec可以有效防范網絡攻擊，保證專用數據在公共網絡環境下的安全性。
（3）內容。IPSec不是單獨協議，是一整套體系結構。
①AH（Authentication Header）協議。
②ESP（Encapsulating Security Payload）協議。
③IKE（Internet Key Exchange）協議。
④用于網絡驗證及加密的一些算法。
IPSec規定了如何選擇安全協議、確定安全算法和密鑰交換，向上提供了訪問控制、數據源驗證、數據加密等網絡安全服務。
（4）安全機制與協商安全關聯的概念。
①安全機制：可以把IPSec想象成位于TCPfiP協議棧的下層協議，該層由每臺計算機上的安全策略和發送、接收方協商的安全關聯（Security Association，SA）進行控制。安全策略由一套過濾機制和關聯的安全行為組成。如果一個數據包的IP地址、協議和端El號都滿足一個過濾機制，那么這個數據包將要遵守關聯的安全行為。
②協商安全關聯（Negotiated Security Association）：第一個滿足過濾機制的數據包將會引發發送和接收方對安全關聯進行協商。ISAKMP／OAKLEY是這種協商采用的標準協議。在一個ISAKMP／OAKLEY交換過程中，兩臺機器對驗證和數據安全方式達成一致，進行相互驗證，然后生成一個用于隨后的數據加密的共享密鑰。
（5）驗證報頭（AH）。通過一個位于IP報頭和傳輸報頭之間的驗證報頭可以提供IP負載數據的完整性和數據驗證。驗證報頭包括驗證數據和一個序列號，共同用來驗證發送方身份，確保數據在傳輸過程中沒有被改動，防止受到第三方的攻擊。IPSec驗證報頭不提供數據加密；信息將以明文方式發送。
（6）封裝安全負載（ESP）。為了保證數據的保密性并防止數據被第三方竊取，封裝安全負載提供了一種對IP負載進行加密的機制。另外，ESP還可以提供數據驗證和數據完整性服務。
（7）IPSec是第三層的協議標準。支持IP網絡上數據的安全傳輸。除了對IP數據流的加密機制進行了規定之外，IPSec還制定了隧道模式的數據包格式，一般被稱做IPSec隧道模式。一個IPSec隧道由一個隧道客戶和隧道服務器組成，兩端都配置使用IPSec隧道技術，采用協商加密機制。