路由和交換技術（第2版）詳細闡述交換式以太網和互聯網原理、協議和技術，介紹主流路由和交換技術，基于實際網絡環境討論交換式以太網和互聯網的工作原理和相關協議的工作過程，不僅使學生弄懂弄通路由和交換技術，還解決學生的學以致用問題。
路由和交換技術（第2版）著重培養學生設計、實施校園網和企業網的能力；研發交換機和路由器的能力；分析、設計和實現相關算法和協議的能力。
在實際網絡環境下深入討論以太網和互連網原理、算法、協議及各協議間的相互作用過程，重點剖析主流網絡技術的工作原理和數據傳輸機制，用大量案例培養讀者的實際應用技能。
通過配套的實驗教材《交換和路由技術實驗及實訓》，讀者可以在Cisco Packet Tracer軟件實驗平臺上完成教材內容涵蓋的全部實驗
前言
路由和交換技術課程的教學目標有3個： 一是使學生具備設計、實施校園網和企業網的能力，二是具備研發交換機和路由器的能力，三是具備MAC幀和IP分組端到端傳輸過程所涉及的算法和協議的分析、設計和實現能力。目前市場上的相關教材主要分為兩類： 第一類教材的內容與計算機網絡教材內容高度重疊，對于交換機和路由器結構以及交換式以太網和互聯網相關算法和協議的工作原理、實現過程涉及較少，因而無法培養學生研發交換機和路由器、實施網絡工程的能力； 第二類教材的內容像是交換機和路由器配置指南，主要討論常見交換機和路由器設備的配置過程，對于交換機和路由器結構以及交換式以太網和互聯網相關算法和協議的工作原理、實現過程仍然涉及較少，雖然可以使學生具有一定的設計、實施校園網和企業網的能力，但無法使學生具有研發交換機和路由器的能力以及相關算法和協議的分析、設計及實現能力。本書有以下特點： 一是詳細討論交換機和路由器結構，交換式以太網和互聯網相關算法和協議的工作原理、實現過程，提供完成校園網、企業網方案設計和實施所需要的交換式以太網和互聯網的知識； 二是在具體網絡環境下深入討論交換式以太網和互聯網相關算法和協議的工作原理及各協議間的相互作用過程，為學生提供透徹、完整的交換式以太網和互聯網知識； 三是結合主流廠家設備討論交換和路由技術，并將它們講深講透，讓學生能夠學以致用； 四是通過大量例題解析為學生提供運用所學知識分析、解決問題的方法和步驟； 五是通過對大量取自實際應用的案例的分析，為學生提供設計、實施校園網和企業網，分析、設計和實現相關算法和協議的思路。路由和交換技術是一門實驗性很強的課程，掌握交換機和路由器配置過程及交換式以太網和互聯網設計、實施過程對于深入了解交換式以太網和互聯網相關算法和協議的工作原理及實現過程非常有用。鑒于目前很少有學校可以提供能夠完成各種規模校園網和企業網設計、實施實驗的網絡實驗室，編者還編寫了配套教材《路由和交換技術實驗及實訓》，該配套教材可以作為指導學生利用Cisco Packet Tracer軟件實驗平臺完成各種規模校園網和企業網設計、實施實驗的實驗指導書。 Cisco Packet Tracer軟件實驗平臺的人機界面非常接近實際設備的配置過程，學生通過Cisco Packet Tracer軟件實驗平臺可以完成教材內容涵蓋的全部實驗，建立與現實網絡世界相似的應用環境，真正掌握基于Cisco設備完成交換式以太網和互聯網設計、配置和調試的方法和步驟。本書對第1版內容做了以下修改： 一是重新梳理了全書的內容，使得內容組織更加合理，知識點之間的邏輯性更強，對難點的討論更加深入和詳細； 二是根據最新標準對相關內容進行了更新； 三是給出了部分習題解答。作為一本無論在內容組織、敘述方法還是教學目標上都和已有教材有一定區別的新教材，錯誤和不足之處在所難免，殷切希望使用本書的老師和學生批評指正，也殷切希望讀者能夠就教材內容和敘述方式提出寶貴建議和意見，以便編者進一步完善教材內容。編者Email地址為shenxinshan@163.com。
編者2018年6月于南京
目錄
第1章交換機和交換式以太網
1．1以太網概述
1．1．1以太網日志
1．1．2以太網體系結構
1．1．3以太網拓撲結構
1．1．4以太網成功的因素
1．2總線型以太網
1．2．1總線型以太網結構與功能需求
1．2．2總線型以太網各層功能
1．2．3基帶傳輸與曼徹斯特編碼
1．2．4MAC地址
1．2．5MAC幀
1．2．6CSMA/CD工作原理
1．2．7CSMA/CD算法的缺陷
1．2．8集線器和星形以太網結構
1．2．9例題解析
1．3網橋與沖突域分割
1．3．1網橋分割沖突域原理
1．3．2轉發表和MAC幀轉發過程
1．3．3網橋工作流程
1．3．4端到端交換路徑
1．3．5網橋無限擴展以太網
1．3．6全雙工通信擴展無中繼傳輸距離
1．3．7以太網拓撲結構與生成樹協議
1．3．8中繼器與網橋
1．3．9網橋工作過程舉例
1．4交換機轉發方式和交換機結構
1．4．1交換機轉發方式
1．4．2交換機結構
1．5以太網標準
1．5．110Mb/s以太網標準
1．5．2100Mb/s以太網標準
1．5．31Gb/s以太網標準
1．5．410Gb/s以太網標準
1．5．540Gb/s和100Gb/s以太網標準
本章小結
習題
第2章虛擬局域網
2．1廣播域和廣播傳輸方式
2．1．1單播傳輸方式和廣播傳輸方式
2．1．2廣播域
2．1．3傳統分割廣播域的方式
2．2VLAN定義和分類
2．2．1VLAN定義
2．2．2VLAN分類
2．3基于端口劃分VLAN
2．3．1單交換機VLAN劃分過程
2．3．2跨交換機VLAN劃分過程
2．3．3IEEE 802．1q與VLAN內MAC幀傳輸過程
2．3．4VLAN例題解析
2．4Cisco基于MAC地址劃分VLAN技術
2．4．1基于端口劃分VLAN的缺陷
2．4．2Cisco基于MAC地址劃分VLAN的過程
2．5專用VLAN
2．5．1專用VLAN的作用
2．5．2Cisco專用VLAN工作原理
2．6VLAN屬性注冊協議
2．6．1GVRP的作用
2．6．2GARP
2．6．3GVRP工作原理
2．6．4VTP
2．6．5GVRP例題解析
本章小結
習題
第3章生成樹協議
3．1生成樹協議的作用
3．1．1環路引發廣播風暴
3．1．2樹形網絡的弱可靠性
3．1．3生成樹協議的由來和發展
3．2STP工作原理
3．2．1STP基本概念
3．2．2STP基本步驟
3．2．3端口狀態
3．2．4定時器
3．2．5STP構建生成樹的過程
3．2．6STP容錯功能
3．2．7STP例題解析
3．3快速生成樹協議
3．3．1STP的缺陷
3．3．2端口角色和端口狀態
3．3．3端口狀態快速遷移過程
3．3．4網橋轉發表刷新機制
3．3．5RSTP應用實例
3．3．6RSTP例題解析
3．4多生成樹協議
3．4．1MSTP的必要性
3．4．2MSTP的基本思想
3．4．3MSTP的基本步驟
3．4．4MSTP構建CIST實例
本章小結
習題
第4章以太網鏈路聚合
4．1鏈路聚合基礎
4．1．1鏈路聚合含義
4．1．2鏈路聚合方式
4．1．3端口屬性
4．2鏈路聚合機制
4．2．1功能組成
4．2．2交換機通過聚合組轉發MAC幀的過程
4．2．3鏈路聚合組生成過程
4．3鏈路聚合控制協議
4．3．1LACP簡介
4．3．2LACP報文格式
4．3．3LACP工作過程
4．3．4N∶M備份
本章小結
習題
第5章路由器和網絡互連
5．1網絡互連
5．1．1不同類型網絡互連需要解決的問題
5．1．2信件投遞過程的啟示
5．1．3端到端傳輸的思路
5．1．4IP實現網絡互連機制
5．1．5數據報IP分組交換網絡
5．1．6路由器結構
5．2IP
5．2．1IP地址分類
5．2．2IP地址分層分類的原因
5．2．3IP地址分類的缺陷
5．2．4無分類編址
5．2．5IP分組格式
5．3路由表和IP分組傳輸過程
5．3．1互聯網結構與路由表
5．3．2IP分組傳輸過程
5．3．3實現IP分組傳輸過程的思路
5．3．4直連路由項和靜態路由項
5．3．5例題解析
5．4IP over以太網
5．4．1ARP和地址解析過程
5．4．2逐跳封裝
5．5虛擬路由器冗余協議
5．5．1容錯網絡結構
5．5．2VRRP工作原理
5．5．3VRRP應用實例
本章小結
習題
第6章路由協議
6．1直連路由項和靜態路由項
6．1．1直連路由項
6．1．2靜態路由項
6．1．3靜態路由項的缺陷
6．2路由協議和動態路由項
6．2．1路由協議定義
6．2．2路由協議生成動態路由項實例
6．2．3路由協議生成動態路由項過程
6．3路由協議基礎
6．3．1路由協議分類
6．3．2路由協議要求
6．3．3距離向量路由協議
6．3．4鏈路狀態路由協議
6．4RIP
6．4．1RIP消息格式
6．4．2RIP工作過程
6．4．3RIP建立路由表實例
6．4．4RIP動態適應網絡變化的過程
6．4．5計數到無窮大和水平分割
6．4．6RIP缺陷
6．5OSPF
6．5．1OSPF的基本概念
6．5．2路由器確定自身鏈路狀態
6．5．3泛洪鏈路狀態通告
6．5．4構建路由表算法
6．5．5OSPF動態適應網絡變化的過程
6．5．6OSPF和RIP的區別
6．5．7OSPF分區域建立路由表的過程
6．6BGP
6．6．1分層路由的原因
6．6．2BGP報文類型
6．6．3BGP工作機制
本章小結
習題
第7章多播
7．1多播的基本概念
7．1．1多播與單播和廣播的區別
7．1．2多播地址
7．1．3多播實現技術
7．2IGMP
7．2．1IGMP消息類型和格式
7．2．2IGMP操作過程
7．2．3IGMP偵聽
7．3多播路由協議
7．3．1DVMRP
7．3．2PIMSM
本章小結
習題
第8章網絡地址轉換
8．1NAT的基本概念
8．1．1NAT的定義
8．1．2私有地址空間
8．1．3NAT的應用
8．1．4NAT引發的問題
8．2NAT的工作過程
8．2．1NAT的分類
8．2．2PAT
8．2．3NAT
8．2．4應用層網關
8．2．5幾種NAT技術的特點
8．3NAT應用方式
8．3．1雙穴網絡結構
8．3．2實現內部網絡和外部網絡通信
8．3．3實現內部網絡之間的通信
8．3．4解決內部網絡與外部網絡地址重疊問題
8．4例題解析
本章小結
習題
第9章三層交換機和三層交換
9.1三層交換機基礎
9．1．1多端口路由器實現VLAN間通信的過程
9．1．2單臂路由器實現VLAN間通信的過程
9．1．3三層交換機實現VLAN間通信的過程
9．1．4多個三層交換機互連
9．1．5三層交換機與路由器的區別
9．1．6校園網和三層交換機
9．1．7單臂路由器和三層交換機實現VLAN互連實例
9．2三層交換過程
9．2．1三層交換機結構
9．2．2三層轉發表的建立過程
9．2．3二層交換和三層路由交換過程
9．3三層交換機應用方式
9．3．1IP接口集中到單個三層交換機
9．3．2兩個三層交換機同時定義所有VLAN對應的IP接口
9．3．3兩個三層交換機分別定義兩個VLAN對應的IP接口
本章小結
習題
第10章IPv6
10．1IPv4的缺陷
10．1．1地址短缺問題
10．1．2復雜的分組首部
10．1．3QoS實現困難
10．1．4安全機制先天不足
10．2IPv6首部結構
10．2．1IPv6基本首部
10．2．2IPv6擴展首部
10．3IPv6地址結構
10．3．1IPv6地址表示方式
10．3．2IPv6地址分類
10．4IPv6網絡實現通信的過程
10．4．1網絡結構和基本配置
10．4．2鄰站發現協議
10．4．3路由器建立路由表的過程
10．5IPv6 over以太網
10．5．1IPv6地址解析過程
10．5．2IPv6多播地址和MAC組地址之間的關系
10．5．3IPv6分組傳輸過程
10．6IPv6網絡和IPv4網絡互連
10．6．1雙協議棧技術
10．6．2隧道技術
10．6．3網絡地址和協議轉換技術
本章小結
習題
附錄A部分習題答案
附錄B英文縮寫詞
參考文獻
新書資訊