4G LTE移动通信技术系列教程

路由与交换技术

华为官方出品,HCNA认证官方教材,对应证书:华为认证数据通信工程师-华为网络技术与设备(HCNA - HCDA)。配合华为ICT学堂在线视频,学习过程不再枯燥,扫码即看华为名师在线课程,帮助读者更好地理解重点难点。
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赵新胜 , 陈美娟 (主编) 陈国华 , 卞璐 , 陈启彪 (副主编)

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华为与东南大学等知名高校联袂创作,无线通信国家重点实验室教授亲自主笔,教育部电子信息与电气工程专业认证委员会学术委员会副主任委员谭振辉撰序推荐。
产教融合,在符合高校教学大纲的同时,更加贴近企业实际需求。
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内容摘要

本书全面地介绍了数据通信的基本原理,从LTE承载的通信架构出发,对IP基础内容、通用数据链路层技术、常用路由协议、MPLS关键技术进行了详细介绍;同时,也对IP的后续演进协议IPv6、安全设备防火墙、SDN等进行了简单的描述。书中包含了大量的图片,同时内嵌了视频二维码,提供了在线视频学习的途径。相比传统教材而言,本书内容新颖,可操作性强,简明易懂。本书实用性强,内容覆盖了华为工程师HCNA认证的知识点,同时包含了一些现网的故障案例。通过本书内容的学习,学员能够完成华为HCNA认证。本书的故障案例也能培养学员动手解决实际问题的能力,积累现网的应用经验。

目录

第1章 数据通信基础 1
1.1 移动通信网络 2
1.1.1 移动通信网络架构 2
1.1.2 ALL IP的发展趋势 3
1.2 网络互联基础 4
1.2.1 网络互联的基本概念 4
1.2.2 OSI参考模型 6
1.2.3 TCP/IP参考模型 8
1.2.4 数据的封装和解封装 11
1.2.5 协议和标准 12
1.2.6 网络类型和拓扑结构 18
1.3 以太网 20
1.3.1 以太网基本概念 20
1.3.2 以太网线缆标准 21
1.3.3 以太网工作原理 24
1.3.4 以太网端口技术 29
1.3.5 ARP 31
1.4 广域网 33
1.4.1 广域网技术 33
1.4.2 HDLC工作原理 33
1.4.3 PPP工作原理 35
1.4.4 FR工作原理 44
1.5 IP 49
1.5.1 IP编址 49
1.5.2 子网划分 52
1.5.3 IP网络排错 55
1.6 上机练习 58
练习任务一:以太网接口配置 58
练习任务二:HDLC基本配置 59
练习任务三:PPP基本配置 60
练习任务四:帧中继配置 60
1.7 原理练习题 61
第2章 数据链路层技术及应用 62
2.1 移动承载网络中的数据链路层技术 63
2.2 VLAN技术 63
2.2.1 VLAN简介 63
2.2.2 VLAN内通信 67
2.2.3 VLAN间通信 68
2.2.4 GVRP 70
2.2.5 VLAN故障案例分析 74
2.3 STP技术 76
2.3.1 二层环路 76
2.3.2 STP工作原理 79
2.3.3 BPDU报文 86
2.3.4 RSTP 90
2.3.5 MSTP 94
2.3.6 STP故障案例分析 98
2.4 链路聚合技术 99
2.4.1 链路聚合的基本概念 99
2.4.2 LACP协议 100
2.4.3 链路聚合的方式 100
2.4.4 链路聚合故障案例分析 102
2.5 VRRP技术 102
2.5.1 VRRP的实现原理 103
2.5.2 VRRP基本概念 106
2.5.3 VRRP协议报文 108
2.5.4 VRRP的状态机 108
2.5.5 VRRP故障案例分析 109
2.6 上机练习 110
练习任务一:VLAN基础及Access接口实验 110
练习任务二:VLAN用户通信实验 112
练习任务三:VLAN路由实验 113
练习任务四:STP基本实验 115
练习任务五:链路聚合实验 116
练习任务六:VRRP基础实验 117
2.7 原理练习题 118
第3章 网络层路由技术 120
3.1 移动承载网络中的网络层协议应用 121
3.2 路由基础 121
3.2.1 IP路由选路 121
3.2.2 路由的来源 122
3.2.3 路由协议的分类 126
3.3 RIP路由协议 127
3.3.1 RIP基本原理 128
3.3.2 RIP报文格式 129
3.3.3 RIP防环路机制 131
3.3.4 RIP故障案例分析 135
3.4 OSPF路由协议 135
3.4.1 OSPF基础概念 136
3.4.2 OSPF协议工作原理 137
3.4.3 单区域OSPF网络 139
3.4.4 多区域OSPF网络 140
3.4.5 OSPF故障案例分析 141
3.5 IS-IS路由协议 142
3.5.1 IS-IS基本概念 142
3.5.2 IS-IS工作原理 145
3.5.3 IS-IS故障案例分析 146
3.6 BGP路由协议 147
3.6.1 BGP概述 147
3.6.2 BGP工作原理 149
3.6.3 BGP选路原则 152
3.6.4 BGP故障案例分析 157
3.7 路由选择与控制 158
3.7.1 路由策略概述 158
3.7.2 路由选择工具 159
3.7.3 路由策略 163
3.8 上机练习 169
练习任务一:静态路由实验 169
练习任务二:RIP路由实验 170
练习任务三:OSPF路由实验 171
练习任务四:IS-IS路由实验 172
练习任务五:BGP路由实验 173
练习任务六:路由选择与路由控制实验 174
3.9 原理练习题 176
第4章 MPLS技术 177
4.1 移动承载网络中的隧道技术 178
4.2 MPLS基本工作原理 178
4.2.1 MPLS的基本概念和应用 178
4.2.2 MPLS基本原理 181
4.2.3 LDP邻居发现和会话建立 186
4.2.4 LDP标签管理 190
4.2.5 LDP的实现 195
4.2.6 MPLS LDP故障案例分析 196
4.3 BGP/MPLS VPN 197
4.3.1 BGP/MPLS VPN的简介 197
4.3.2 BGP/MPLS VPN的基本概念 198
4.3.3 BGP/MPLS VPN的实现原理 202
4.3.4 BGP/MPLS VPN的故障案例分析 205
4.4 MPLS L2VPN 206
4.4.1 MPLS L2VPN概述 207
4.4.2 VPWS技术概述 209
4.4.3 VPWS实现方式 209
4.4.4 VPLS技术概述 215
4.4.5 VPLS技术原理与实现 216
4.4.6 MPLS L2VPN的故障案例分析 221
4.5 上机练习 223
练习任务一:MPLS隧道建立实验 223
练习任务二:BGP/MPLS VPN特性验证实验 225
练习任务三:MPLS L2VPN特性验证实验 226
练习任务四:VPLS特性验证实验 227
4.6 原理练习题 228
第5章 IPv6 229
5.1 IPv6背景与特点 230
5.1.1 互联网面临的挑战 230
5.1.2 为什么使用IPv6 231
5.2 IPv6地址结构与格式 231
5.2.1 IPv6地址结构 232
5.2.2 IPv6地址书写格式 233
5.3 IPv6地址类型 234
5.3.1 单播地址 234
5.3.2 多播地址 236
5.3.3 任播地址 236
5.4 IPv6报文结构 236
5.4.1 IPv6报文构成 237
5.4.2 IPv6基本报头 237
5.4.3 IPv6扩展报头 238
5.5 上机练习 239
练习任务:IPv6上机实验 239
5.6 原理练习题 240
第6章 防火墙 241
6.1 防火墙概述 242
6.2 防火墙的区域 244
6.3 防火墙的工作模式 245
6.4 网络地址转换 246
6.5 原理练习题 249
第7章 SDN 250
7.1 SDN的理念和特征 251
7.2 SDN带来的变革和挑战 252
7.3 SDN最新发展 253
7.4 原理练习题 255
附录Ⅰ 华为的通用路由平台VRP 256
附录Ⅱ 华为模拟器eNSP 263
附录Ⅲ 缩略词和图标对照 264

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作者介绍

赵新胜,男,1963年10月生,东南大学、信息科学与工程学院,移动通信国家重点实验室,教授/博导。分别在西安电子科技大学通信工程专业、南京通信工程学院通信与电子系统专业和东南大学通信与信息系统专业获学士、硕士和博士学位,美国加尼福尼亚大学圣地亚哥分校无线通信中心访问学者。目前的主要研究方向为新一代移动通信系统、自组织认知无线网络、无线资源管理算法和认知无线电等。
一直从事有线通信网、无线通信网络、无线接入网网络结构、网络传输协议、无线资源管理等方面的教学、创新研究和系统开发工作。曾在南京通信工程学院程控教研室从事程控交换机、分组数据网络等教学和科研工作,在东南大学工作期间曾多次主持和参加国家科技重大专项、863重大科技课题、国家自然科学基金课题、国际和国内合作等技术研究工作。在“CDMA移动台”“CDMA2000_1x MT分系统”“Beyond 3G蜂窝移动通信无线网络试验系统研究开发”“LTE业务应用及网络演进研究”“协同分布式MIMO无线网络中天线资源调配方法研究”“面向M2M业务的3G /LTE无线网络关键技术研究及标准化”“TD-LTE-Advanced系统试验设备开发”“基于TD-LTE公网集群业务系统研发与验证”和“TD-LTE/TD-SCDMA基带专用芯片及小型化基站研发课题”等一系列重大科技项目研究工作中,成功地完成了创新研究和系统开发工作,并作为主要技术骨干或项目负责人完成了与西门子公司、NTT DoCoMo公司、华为公司和Intel等公司的合作研究,均达到预期的研究成果。
已在国内外核心期刊及学术年会上发表论文50多篇,曾多次担任国际会议分组主席,已申请国家发明专利40多项,多次主讲计算机网络、程控交换、信息网基础、通信原理等课程,编译出版了《计算机通信网》和《通信系统工程》教材。

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