華為 HCIA-Datacom 網絡技術學習指南

韓立剛

華為HCIA數通認證講師，高等院校軟件工程專業電腦網絡教材作者，微軟最有價值專家（MVP）。具有20年微軟、思科、華為網絡工程師教學經驗。現任IT在線教育網站51CTO學堂金牌講師，所教授課程累計有1600萬人次學習。編寫電腦圖書15本。

在IT教育領域倡導“視頻教學+抖音直播”和“終身師徒關系”的教學模式。

 

張懷亮

某醫院電腦網絡中心高級工程師，工學碩士。從事醫院信息化建設工作近30年，負責和承擔醫院電腦網絡與信息系統的運行維護，以及醫院信息系統、數據庫和網絡的研發工作，先後發表論文30餘篇。

 

趙尚

工信部認證網絡工程師，任職於清華大學。主要從事網絡系統規劃建設和信息安全技術研究等相關技術工作，擁有豐富的網絡工程技術和運維管理工作經驗。曾獨立開發網絡應用系統，參與校園網規劃建設和數據中心的規劃設計等。熟悉網絡系統、存儲系統、虛擬化系統、容災備份系統、信息安全系統等，善於解決工作中的疑難問題。

 

劉育欣

石家莊職業技術學院講師，研究生學歷，長期從事電腦方面的教學工作，擅長數學研究。

第 1章 電腦通信基礎 1

1.1 應用層協議 2

1.1.1 HTTP 2

1.1.2 FTP 6

1.1.3 DHCP 7

1.2 傳輸層協議 9

1.2.1 TCP的應用場景 10

1.2.2 UDP的應用場景 10

1.2.3 傳輸層協議和應用層協議之間的關系 11

1.2.4 TCP首部 13

1.2.5 TCP連接管理 15

1.2.6 TCP可靠傳輸的實現 18

1.2.7 觀察TCP通信過程 19

1.3 網絡層協議 20

1.3.1 IP 21

1.3.2 ICMP 23

1.3.3 ARP 26

1.4 數據鏈路層協議 30

1.5 TCP/IPv4棧和OSI參考模型 32

1.5.1 TCP/IPv4棧 32

1.5.2 OSI參考模型與TCP/IPv4棧之間的關系 36

1.6 習題 37

第 2章 IP地址和子網劃分 40

2.1 IP地址詳解 40

2.1.1 MAC地址和IP地址 40

2.1.2 IP地址的組成和網關 41

2.1.3 IP地址的格式 42

2.1.4 IP地址的子網掩碼 43

2.1.5 IP地址的分類 45

2.1.6 特殊的IP地址 47

2.2 公網地址和私網地址 48

2.2.1 公網地址 48

2.2.2 私網地址 49

2.3 子網劃分 49

2.3.1 為什麼需要子網劃分 49

2.3.2 等長子網劃分 50

2.3.3 等長子網劃分示例 54

2.3.4 變長子網劃分 55

2.4 合並網段 57

2.5 子網劃分需要註意的兩個問題 61

2.6 判斷IP地址所屬子網 61

2.7 判斷一個網段是超網還是子網 62

2.8 習題 63

第3章 管理華為設備 67

3.1 華為設備操作系統簡介 67

3.2 eNSP簡介 68

3.2.1 安裝eNSP 68

3.2.2 華為設備型號 69

3.3 VRP命令行 71

3.3.1 命令行的基本概念 71

3.3.2 命令行的使用方法 73

3.4 登錄設備 76

3.4.1 用戶界面配置 76

3.4.2 通過Console口登錄設備 78

3.4.3 通過Telnet登錄設備 80

3.5 基本配置 82

3.5.1 設置設備名稱 82

3.5.2 更改系統時鐘 82

3.5.3 給接口設置IP地址 83

3.6 配置文件的管理 84

3.6.1 華為設備配置文件 84

3.6.2 保存當前配置 85

3.6.3 設置下一次啟動加載的配置文件 86

3.7 習題 87

第4章 靜態路由 90

4.1 路由 90

4.1.1 網絡暢通的條件 90

4.1.2 路由信息的來源 91

4.1.3 配置靜態路由示例 93

4.2 路由匯總 94

4.2.1 通過路由匯總精簡路由表 95

4.2.2 路由匯總例外 97

4.2.3 無類別域間路由 98

4.3 默認路由 98

4.3.1 全球最大的網段 98

4.3.2 默認路由應用案例 99

4.3.3 使用默認路由和路由匯總簡化路由表 100

4.3.4 默認路由造成路由環路 102

4.3.5 Windows操作系統上的默認路由和網關 104

4.4 路由優先級 106

4.5 VRRP 107

4.6 浮動靜態路由 109

4.7 習題 111

第5章 動態路由 115

5.1 OSPF協議概述 115

5.1.1 OSPF協議簡介 115

5.1.2 由最短路徑生成路由表 116

5.1.3 OSPF協議相關術語 118

5.1.4 OSPF工作過程 119

5.1.5 OSPF區域 121

5.2 實戰1：配置單區域OSPF協議 122

5.3 實戰2：配置多區域OSPF協議 125

5.3.1 配置多區域OSPF協議 126

5.3.2 查看OSPF協議的3張表 127

5.3.3 配置路由匯總 129

5.4 習題 130

第6章 交換機組網 133

6.1 交換技術 133

6.1.1 交換機組網特點 133

6.1.2 交換機MAC地址表構建過程 135

6.1.3 查看交換機的MAC地址表 136

6.1.4 配置交換機管理地址 137

6.2 交換機埠安全 138

6.2.1 交換機埠安全詳解 138

6.2.2 配置交換機埠安全 139

6.2.3 鏡像埠監控網絡流量 141

6.2.4 埠隔離 142

6.3 VLAN 143

6.3.1 VLAN簡介 143

6.3.2 單交換機上多個VLAN 144

6.3.3 跨交換機VLAN 146

6.3.4 鏈路類型和接口類型 148

6.3.5 VLAN的類型 150

6.3.6 實戰：配置基於接口的VLAN 151

6.4 實現VLAN間路由 154

6.4.1 路由器實現VLAN間路由 154

6.4.2 配置單臂路由實現VLAN間路由 156

6.4.3 使用三層交換實現VLAN間路由 157

6.5 STP 158

6.5.1 交換機組網環路問題 158

6.5.2 STP版本和生成樹相關術語 160

6.5.3 STP工作過程 161

6.5.4 生成樹的接口狀態 164

6.5.5 實戰：查看和配置STP 165

6.6 鏈路聚合 168

6.6.1 鏈路聚合簡介 168

6.6.2 鏈路聚合技術的使用場景 169

6.6.3 鏈路聚合的模式 170

6.6.4 負載分擔模式 171

6.6.5 實戰：配置鏈路聚合 173

6.7 習題 174

第7章 網絡安全與網絡地址轉換 179

7.1 ACL工作原理 179

7.1.1 ACL 179

7.1.2 通配符 181

7.1.3 ACL設計思路 182

7.1.4 實戰：使用基本ACL實現網絡安全 183

7.1.5 實戰：使用基本ACL保護路由器安全 186

7.1.6 實戰：使用高級ACL實現網絡安全 186

7.2 AAA 188

7.2.1 AAA工作方式 188

7.2.2 實戰：在路由器上配置AAA 189

7.3 網絡地址轉換 193

7.3.1 公網地址和私網地址 193

7.3.2 NAT的類型 194

7.3.3 Easy IP 196

7.3.4 實戰：配置靜態NAT 197

7.3.5 實戰：配置NAPT 198

7.3.6 實戰：配置Easy IP 199

7.3.7 NAT服務簡介 199

7.3.8 實戰：配置NAT服務 200

7.4 習題 202

第8章 網絡服務 206

8.1 DHCP服務和DHCP 206

8.1.1 DHCP基本概念 206

8.1.2 DHCP工作過程 207

8.1.3 實戰：將路由器配置為DHCP服務器 209

8.1.4 實戰：使用接口地址池為直連網段分配地址 212

8.1.5 實戰：跨網段分配IP 地址 213

8.2 網絡管理和SNMP 214

8.2.1 網絡管理實現的五大功能 214

8.2.2 SNMP版本和SNMP系統組成 215

8.2.3 實戰：配置網絡設備支持SNMP 217

8.3 時間同步服務和NTP 219

8.3.1 NTP概述 219

8.3.2 NTP網絡結構 220

8.3.3 實戰：配置NTP服務器和客戶端 221

8.4 習題 223

第9章 無線局域網 226

9.1 無線局域網簡介 226

9.2 無線設備和無線組網架構 227

9.2.1 無線設備 227

9.2.2 無線組網架構 228

9.2.3 有線側組網相關概念 229

9.2.4 無線側組網概念 231

9.3 WLAN的工作原理 235

9.3.1 配置AP 235

9.3.2 業務配置下發 238

9.3.3 STA接入 241

9.3.4 業務數據轉發 242

9.4 案例：二層直連隧道轉發 243

9.4.1 配置網絡互通 245

9.4.2 配置AP上線 246

9.4.3 配置無線網絡業務參數 247

9.4.4 更改為直接轉發 248

9.5 習題 249

第 10章 IPv6 251

10.1 IPv6網絡層和IPv6首部 251

10.1.1 IPv6和IPv4的比較及相關優勢 251

10.1.2 IPv6的基本首部 253

10.1.3 IPv6的擴展首部 254

10.2 IPv6地址 255

10.2.1 IPv6地址長度和壓縮規範 255

10.2.2 IPv6地址分類 256

10.2.3 單播地址 257

10.2.4 組播地址 258

10.2.5 任播地址 260

10.2.6 常見的IPv6地址範圍和類型 261

10.3 IPv6地址配置 262

10.3.1 IPv6接口地址和組播地址 262

10.3.2 鄰居發現協議 262

10.3.3 配置IPv6單播地址 264

10.3.4 有狀態地址自動配置和無狀態地址自動配置 265

10.4 實現IPv6地址自動配置 267

10.4.1 實現IPv6地址的無狀態地址自動配置 267

10.4.2 抓包分析RA和RS 數據包 268

10.4.3 實現IPv6地址的有狀態地址自動配置 270

10.5 IPv6路由 273

10.5.1 IPv6靜態路由 273

10.5.2 IPv6動態路由 275

10.6 習題 276

第 11章 廣域網 278

11.1 廣域網概念和使用的協議 278

11.2 PPP原理與配置 280

11.2.1 PPP簡介 280

11.2.2 PPP幀格式 281

11.2.3 PPP 3個階段的協商 281

11.2.4 PPP工作流程 282

11.2.5 實戰：配置PPP身份認證用PAP模式 287

11.2.6 實戰：配置PPP身份認證用CHAP模式 288

11.3 PPPoE 289

11.3.1 PPPoE應用場景 289

11.3.2 PPPoE報文格式 289

11.3.3 PPPoE的工作過程 290

11.3.4 實戰：配置Windows操作系統PPPoE撥號上網 292

11.4 廣域網技術的發展 297

11.4.1 多協議標簽交換 297

11.4.2 實戰：配置MPLS轉發 298

11.4.3 分段路由簡介 299

11.5 習題 301

第 12章 園區網典型組網案例 303

12.1 園區網基本概念 303

12.1.1 什麼是園區網 303

12.1.2 園區網典型架構 304

12.1.3 園區網用到的協議和技術 307

12.2 園區網的生命周期 307

12.3 案例：園區網的設計和實施 308

12.3.1 網絡設備物理分佈 308

12.3.2 組網要求 309

12.3.3 組網方案設計 309

12.3.4 VLAN設計和IP地址規劃 311

12.3.5 可靠性設計 313

12.3.6 二層環路避免設計 316

12.3.7 路由設計和路由 配置 317

12.3.8 IP地址分配方式 320

12.3.9 WLAN設計和規劃 321

12.3.10 配置到無線網絡的路由 325

12.3.11 出口NAT設計和配置 326

12.3.12 安全設計 327

第 13章 SDN和自動化運維 330

13.1 傳統網絡簡介 330

13.1.1 傳統網絡及其分佈式控制架構 330

13.1.2 傳統網絡面臨的問題 331

13.2 SDN和OpenFlow協議 333

13.2.1 SDN的概念 333

13.2.2 OpenFlow協議 333

13.2.3 流表簡介 335

13.2.4 SDN架構 335

13.3 NFV簡介 336

13.3.1 NFV的概念和價值 336

13.3.2 NFV關鍵技術和架構 337

13.3.3 華為NFV解決方案 339

13.4 網絡編程與自動化運維 340

13.4.1 編程語言分類 340

13.4.2 Python語言 341

13.4.3 Python代碼運行 方式 342

13.4.4 Python編碼規範 343

13.4.5 實戰：使用Python管理網絡設備 344

13.5 習題 346