前言

华为ICT学院路由与交换技术官方教材分为3册，是华为技术有限公司组织内部和业内技术专家，针对华为ICT学院的学生推出的诚意之作。教材的大纲结构到文字描述由业内专家执笔，内容更由多方顶级专家反复论证推敲。

本书定位的人群为学习《网络基础》或者已经参加过计算机网络（Computer Network）类专业课程的学习，对于网络技术具有一定了解的读者。

本书按照先交换后路由的顺序展开。本书首先会以交换机的基本工作原理为起点，对交换技术进行介绍；接下来，会用两章内容介绍交换网络中的常用技术，即VLAN技术和生成树（STP）协议。

在路由技术部分，首先对静态路由进行详细的讲解；接下来，会对VLAN间路由技术进行介绍。这个阶段介绍的VLAN 间路由技术，也可以帮助读者回顾前面几章介绍过的交换技术和路由技术，建立知识点间的联系。本书的最后4章均与动态路由协议有关，这4章将介绍RIP和OSPF两种常见动态路由协议的原理及部署方法。在这两种动态路由协议中，OSPF是重点，针对这个常用且复杂的协议，本书将使用3章的篇幅对其进行讲解。

本书主要内容

本书共分为9章，其中第1～3章为交换技术；第4、6、7、8、9章为路由技术；第5章的知识以路由技术为主，同时涉及交换网络。各自的内容分别包括如下。

第1章：交换网络

本章首先介绍了以太网的概念，包括共享型以太网、交换型以太网、冲突域和广播域等，同时会解释交换机在以太网中的工作方式。接下来，本章会对交换机的一些基本设置方法进行演示，包括如何设置交换机端口的速率、双工模式，如何修改交换机的MAC地址表等。

第2章：虚拟局域网（VLAN）技术

本章完全围绕着VLAN技术展开。首先，从需求出发，引出VLAN的作用和原理，解释在实际网络中如何设计和划分VLAN；接下来，介绍在一个包含多台交换机的交换网络中，如何设计和同步VLAN；最后，通过大量案例，演示如何在华为交换机上添加和删除VLAN、修改端口的工作模式、配置GVRP等。

第3章：生成树协议

本章会对各个版本的生成树协议进行介绍。首先，从网络对冗余链路的需求和潜在风险之间的矛盾引出生成树协议，并且介绍了与生成树协议有关的概念；接下来，对STP的工作原理，特别是不同端口角色的选举过程进行详细的介绍；最后，用两节分别介绍两种比传统STP协议更新、目前也更常用的STP版本，即快速生成树（RSTP）和多生成树（MSTP）。

第4章：静态路由

从本章开始，本书的重点从交换技术切换到路由技术。在本章中，首先回顾了《网络基础》中已经介绍的概念，包括路由、路由表、路由优先级、路由度量等；接下来，会介绍如何在华为路由设备上添加各类静态路由条目（包括普通静态路由、默认路由、汇总静态路由、浮动静态路由）的方法，以及如何找出与静态路由有关的网络故障。

第5章：VLAN间路由

本章重点介绍了如何在多个 VLAN 之间实现设备通信。在本章中，首先提出物理拓扑与逻辑拓扑的对应关系，继而介绍三种VLAN间路由的实现方法；接着，介绍三层交换技术的概念与配置；最后，提出了网络排错的整体思路，并通过三个不同的路由环境对排错思路进行举例。

第6章：动态路由

在本章中，本书对动态路由和动态路由协议进行了概述，并从两个角度介绍了路由协议的分类。接下来，本章详细介绍了距离矢量型路由协议RIP，其中包括RIP两个版本（RIPv1和RIPv2）的对比、RIP的基本工作原理，以及RIP的环路避免机制；此外，本章还以案例的形式具体展示了在华为设备上配置RIPv2的方法，包括RIPv2的基本配置、路由汇总配置、认证，以及公共特性的调试；最后，本章对链路状态型路由协议的信息交互进行介绍，为本书后续内容打下理论基础。

第7章：单区域OSPF

本章主要介绍OSPF的基础知识，其中包括OSPF使用的三个表（邻居表、链路状态数据库和路由表）、OSPF消息的封装格式、OSPF的报文类型以及OSPF中的网络类型、路由器ID、路由器角色（DR和BDR）。本章的后半部分则重点介绍了OSPF的整体工作原理，即路由设备之间发现OSPF邻居、形成OSPF邻居关系、建立完全邻接关系的过程。最后，提供了一个单区域OSPF的配置案例。

第8章：单区域OSPF的特性设置

本章延续了第7章的单区域OSPF配置，在相同的环境中展示OSPF一些高级特性的配置方法，其中包括OSPF邻居认证、调整网络类型与DR优先级、调整OSPF计时器、设置OSPF静默接口和路由度量值。最后还介绍了在部署OSPF的工作时，一些经常使用的排错命令。

第9章：多区域OSPF

本章重点介绍了多区域OSPF的工作原理和配置。首先对OSPF的分层结构进行概述，继而介绍OSPF路由器的类型；在多区域OSPF工作原理中，介绍了OSPF LSA类型；最后，演示了多区域OSPF的配置和排错方法。

本书配套资源

从理论到实战为高校提供贴合实际应用的定制化教学学习资源。

• 实验手册：教材配套实验材料，助力读者动手能力的提升，以实验促进读者对理论知识的理解。

• 视频讲解：教材配套重点知识讲解小视频，帮助读者更好地理解书中的重点、难点，相关视频可到华为ICT学院官方网站进行观看。

• 授课PPT：教材配套授课材料，方便高校授课，提升教师备课效率。

• 综合实验：教材配套综合练习课程，注重知识间的关联性，提升读者综合运用知识的能力。

• 综合实训：教材配套实训课程，还原真实项目，提升读者应对实际项目的能力。

关于本书读者

本书定位是华为ICT学院路由与交换技术官方教材，本书适合以下几类读者。

• 华为ICT学院的学生。

• 各大高校学生。

• 正在学习HCNA课程的学员和正在备考HCNA认证的考生。

• 有志于从事ICT行业的初学者。

• 网络技术爱好者。

本书阅读说明

读者在阅读本书的过程中，尤其是教师在使用本书作为教材的过程中，需要注意以下事项。

1.本书多处把路由器或计算机上的网络适配器连接口称为“接口”，把交换机上的网口称为“端口”，这种差异仅仅是称谓习惯上的差异。在平时的交流中，“接口”一词与“端口”一词完全可以混用。

2.在华为公司的作品中，串行链路常用虚线表示，以太链路而以实线表示。本书中所有链路一概用实线表示，虚线在各图中作特殊表意使用，如数据包前进路线、区域范围等。

3.本书学习目标中要求读者了解的内容，读者只需了解对应的概念及其表意；本书学习目标中要求读者理解的内容，读者应把握其工作原理，做到既知其然，也知其所以然；本书学习目标中要求读者掌握的内容，读者还应在理解的基础上有能力对其灵活运用。

4.本书章节名称前带星号的内容为选学模块，华为 ICT 学院授课教师可根据授课情况进行选择。

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本书作者

著：　　　刘丹宁、田果、韩士良

编委人员：刘丹宁、田果、韩士良、余建威、江永红、刘军、刘洋、闫建刚、刘耀林、谢金伟、苏函

技术审校：江永红、刘军、谢金伟、余建威