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《路由和交换技术》（第3版）着重培养学生设计、实施校园网和企业网的能力；研发交换机和路由器的能力；分析、设计和实现相关算法和协议的能力。在实际网络环境下深入讨论以太网和互连网络原理、算法、协议以及各协议间的相互作用过程，重点剖析主流网络技术的工作原理和数据传输机制，用大量案例培养学生的实际应用技能。
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| 內容簡介： |
《路由和交换技术》（第3版）详细讨论了MAC帧和IP分组端到端传输过程中涉及的设备、协议和算法。具体内容包括交换式以太网、VLAN、生成树协议、以太网链路聚合、网络互连、路由协议、组播、网络地址转换、三层交换、IPv6以及目前广泛应用的新技术VXLAN、EVPN和SRv6等。
本书在具体网络环境下深入讨论交换式以太网和互连网络的基本原理、算法、协议以及各协议间的相互作用过程，既有理论总结，又有应用实例。结合当前主流厂家的交换机和路由器设备，向读者介绍完整、深入的路由和交换技术，解决了其他教材中存在的内容与实际应用脱节的问题，使读者能够学以致用。
本书以通俗易懂、循序渐进的方式叙述路由和交换技术，并通过大量的例子来加深读者对路由和交换技术的理解，是一本理想的高等学校计算机网络工程专业的路由和交换技术教材，对于从事校园网、企业网设计与实施的工程技术人员和从事交换机、路由器研发的科研人员，也是一本非常好的参考书。
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| 目錄：
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第1章交换机和交换式以太网
1.1以太网概述
1.1.1以太网日志
1.1.2以太网体系结构
1.1.3以太网拓扑结构
1.1.4以太网成功的因素
1.2总线型以太网
1.2.1总线型以太网结构与功能需求
1.2.2总线型以太网各层功能
1.2.3基带传输与曼彻斯特编码
1.2.4MAC地址
1.2.5MAC帧
1.2.6CSMA/CD工作原理
1.2.7CSMA/CD算法的缺陷
1.2.8集线器和星形以太网结构
1.2.9例题解析
1.3网桥与冲突域分割
1.3.1网桥分割冲突域原理
1.3.2转发表和MAC帧转发过程
1.3.3网桥工作流程
1.3.4端到端交换路径
1.3.5网桥无限扩展以太网
1.3.6全双工通信扩展无中继传输距离
1.3.7以太网拓扑结构与生成树协议
1.3.8中继器与网桥
1.3.9网桥工作过程举例
1.4交换机转发方式和交换机结构
1.4.1交换机转发方式
1.4.2交换机结构
1.5以太网标准
1.5.110Mb/s以太网标准
1.5.2100Mb/s以太网标准
1.5.31Gb/s以太网标准
1.5.410Gb/s以太网标准
1.5.540Gb/s和100Gb/s以太网标准
1.5.6200Gb/s和400Gb/s以太网标准
本章小结
习题
第2章虚拟局域网
2.1广播域和广播传输方式
2.1.1单播传输方式和广播传输方式
2.1.2广播域
2.1.3传统分割广播域的方式
2.2VLAN定义和分类
2.2.1VLAN定义
2.2.2VLAN分类
2.3基于端口划分VLAN
2.3.1单交换机VLAN划分过程
2.3.2跨交换机VLAN划分过程
2.3.3IEEE 802.1q与VLAN内MAC帧传输过程
2.3.4VLAN例题解析
2.4基于MAC地址划分VLAN
2.4.1基于端口划分VLAN方式的缺陷
2.4.2Cisco基于MAC地址划分VLAN的过程
2.4.3华为基于MAC地址划分VLAN的过程
2.5华为MUX VLAN
2.5.1MUX VLAN的功能
2.5.2MUX VLAN基本概念
2.5.3MUX VLAN实现过程
2.6VLAN属性注册协议
2.6.1GVRP的作用
2.6.2GARP
2.6.3GVRP工作原理
2.6.4VTP
2.6.5GVRP例题解析
本章小结
习题
第3章生成树协议
3.1生成树协议的作用
3.1.1环路引发广播风暴
3.1.2树形网络的弱可靠性
3.1.3生成树协议的由来和发展
3.2STP工作原理
3.2.1STP基本概念
3.2.2STP基本步骤
3.2.3端口状态
3.2.4定时器
3.2.5STP构建生成树过程
3.2.6STP容错功能
3.2.7STP例题解析
3.3快速生成树协议
3.3.1STP的缺陷
3.3.2端口角色和端口状态
3.3.3端口状态快速迁移过程
3.3.4网桥转发表刷新机制
3.3.5RSTP应用实例
3.3.6RSTP例题解析
3.4多生成树协议
3.4.1MSTP的必要性
3.4.2MSTP基本思想
3.4.3MSTP基本步骤
3.4.4MSTP构建CIST实例
本章小结
习题
第4章以太网链路聚合
4.1链路聚合基础
4.1.1链路聚合含义
4.1.2链路聚合方式
4.1.3端口属性
4.2链路聚合机制
4.2.1功能组成
4.2.2交换机通过聚合组转发MAC帧的过程
4.2.3链路聚合组生成过程
4.3链路聚合控制协议
4.3.1LACP简介
4.3.2LACP报文格式
4.3.3LACP工作过程
4.3.4N∶M备份
本章小结
习题
第5章路由器和网络互连
5.1网络互连
5.1.1不同类型网络互连需要解决的问题
5.1.2信件投递过程的启示
5.1.3端到端传输的思路
5.1.4IP实现网络互连机制
5.1.5数据报IP分组交换网络
5.1.6路由器结构
5.2IP
5.2.1IP地址分类
5.2.2IP地址分层分类的原因
5.2.3IP地址分类的缺陷
5.2.4无分类编址
5.2.5IP分组格式
5.3路由表和IP分组传输过程
5.3.1互连网络结构与路由表
5.3.2IP分组传输过程
5.3.3实现IP分组传输过程的思路
5.3.4直连路由项和静态路由项
5.3.5例题解析
5.4IP over以太网
5.4.1ARP和地址解析过程
5.4.2逐跳封装
5.5虚拟路由器冗余协议
5.5.1容错网络结构
5.5.2VRRP工作原理
5.5.3VRRP应用实例
本章小结
习题
第6章路由协议
6.1路由协议和动态路由项
6.1.1静态路由项的缺陷
6.1.2路由协议定义
6.1.3路由协议生成动态路由项实例
6.1.4路由协议生成动态路由项过程
6.2路由协议基础
6.2.1路由协议分类
6.2.2路由协议要求
6.2.3距离向量路由协议
6.2.4链路状态路由协议
6.3RIP
6.3.1RIP消息格式
6.3.2RIP工作过程
6.3.3RIP建立路由表实例
6.3.4RIP动态适应网络变化的过程
6.3.5计数到无穷大和水平分割
6.3.6RIP的缺陷
6.4OSPF
6.4.1OSPF基本概念
6.4.2路由器确定自身链路状态
6.4.3泛洪链路状态通告
6.4.4构建路由表算法
6.4.5OSPF动态适应网络变化的过程
6.4.6OSPF和RIP的区别
6.4.7OSPF分区域建立路由表的过程
6.5路由引入
6.5.1路由引入的定义
6.5.2路由引入过程
6.5.3路由引入需要解决的问题
6.6BGP
6.6.1分层路由的原因
6.6.2BGP报文类型
6.6.3BGP工作机制
本章小结
习题
第7章组播
7.1组播的基本概念
7.1.1组播与单播和广播的区别
7.1.2组播地址
7.1.3组播实现技术
7.2IGMP
7.2.1IGMPv2消息类型和格式
7.2.2IGMPv2操作过程
7.2.3IGMP侦听
7.2.4IGMPv3
7.3组播路由协议
7.3.1DVMRP
7.3.2PIMSM
本章小结
习题
第8章网络地址转换
8.1NAT的基本概念
8.1.1NAT的定义
8.1.2私有地址空间
8.1.3NAT应用
8.1.4NAT引发的问题
8.2NAT的工作过程
8.2.1NAT分类
8.2.2PAT
8.2.3NAT
8.2.4应用层网关
8.2.5几种NAT技术的特点
8.3NAT的应用方式
8.3.1双穴网络结构
8.3.2实现内部网络和外部网络通信
8.3.3实现内部网络之间的通信
8.3.4解决内部网络与外部网络地址重叠问题
8.4例题解析
本章小结
习题
第9章三层交换机和三层交换
9.1三层交换机基础
9.1.1多端口路由器实现VLAN间通信的过程
9.1.2单臂路由器实现VLAN间通信的过程
9.1.3三层交换机实现VLAN间通信的过程
9.1.4多个三层交换机互连
9.1.5三层交换机与路由器的区别
9.1.6校园网和三层交换机
9.1.7单臂路由器和三层交换机实现VLAN互连实例
9.2三层交换过程
9.2.1三层交换机结构
9.2.2三层转发表建立过程
9.2.3二层交换和三层路由交换过程
9.3三层交换机应用方式
9.3.1IP接口集中到单个三层交换机
9.3.2两个三层交换机同时定义所有VLAN对应的IP接口
9.3.3两个三层交换机分别定义两个VLAN对应的IP接口
本章小结
习题
第10章IPv6
10.1IPv4的缺陷
10.1.1地址短缺问题
10.1.2复杂的分组
10.1.3QoS实现困难
10.1.4安全机制先天不足
10.2IPv6结构
10.2.1IPv6基本
10.2.2IPv6扩展
10.3IPv6地址结构
10.3.1IPv6地址表示方式
10.3.2IPv6地址分类
10.4IPv6网络实现通信的过程
10.4.1网络结构和基本配置
10.4.2邻站发现协议
10.4.3路由器建立路由表过程
10.5IPv6 over以太网
10.5.1IPv6地址解析过程
10.5.2IPv6组播地址和MAC组地址之间的关系
10.5.3IPv6分组传输过程
10.6IPv6网络和IPv4网络互连
10.6.1双协议栈技术
10.6.2隧道技术
10.6.3网络地址和协议转换技术
本章小结
习题
第11章VXLAN、EVPN和SRv6
11.1VXLAN
11.1.1VXLAN的定义
11.1.2产生VXLAN的原因
11.1.3VXLAN实现跨三层网络MAC帧传输过程的步骤
11.1.4VXLAN之间的通信过程
11.2EVPN
11.2.1EVPN的定义
11.2.2产生EVPN的原因
11.2.3VXLAN和EVPN
11.3SRv6
11.3.1SRv6的定义
11.3.2产生SRv6的原因
11.3.3SRv6的工作原理
11.3.4TILFA
11.3.5SRv6的工作模式
本章小结
习题
参考文献
附录A部分习题答案
附录B英文缩写词
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| 內容試閱：
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“路由和交换技术”课程的教学目标有3个： 一是帮助学生掌握MAC帧和IP分组端到端传输过程中所涉及的算法和协议的核心知识； 二是培养学生具备设计、构建校园网和企业网的能力； 三是引导学生了解主流厂家的网络设备和最新技术。目前市场上的相关教材主要分为两类，一类与“计算机网络”教材的内容高度重合，对于交换机和路由器结构，交换式以太网和互连网络相关算法和协议的工作原理、实现过程涉及较少，因而无法使学生深入掌握MAC帧和IP分组端到端传输过程中所涉及的算法和协议，也无法具备设计、实施校园网和企业网的能力。另一类教材类似于交换机和路由器配置指南，主要讨论常见交换机和路由器设备的配置过程，对于交换机和路由器的结构，交换式以太网和互连网络相关算法和协议的工作原理、实现过程，依然涉及较少。这类教材虽然可以培养学生具有一定设计、构建校园网和企业网的能力，但无法让学生掌握MAC帧和IP分组端到端传输过程中所涉及的算法和协议，也无法使学生了解主流厂家的最新技术。
本教材有以下特点： 一是详细讨论交换机和路由器结构，交换式以太网和互连网络相关算法和协议的工作原理、实现过程，提供完成校园网、企业网方案设计和实施所需要的交换式以太网和互连网络的知识； 二是在具体网络环境下，深入讨论交换式以太网和互连网络相关算法和协议的工作原理，以及各协议间的相互作用过程，为学生提供透彻、完整的交换式以太网和互连网络知识； 三是结合主流厂家设备讨论交换和路由技术，并将它们讲深讲透，让学生能够学以致用； 四是通过大量例题解析为学生提供运用所学知识分析、解决问题的方法和步骤； 五是通过对大量取自实际应用案例的分析，为学生提供设计、构建校园网和企业网以及分析、设计和实现相关算法和协议的思路。
“路由和交换技术”课程的实验性很强，掌握交换机和路由器配置过程以及交换式以太网和互连网络设计、实施过程，对于深入了解交换式以太网和互连网络相关算法和协议的工作原理及实现过程非常有用，鉴于目前只有少数学校可以提供能够完成各种规模校园网和企业网设计、实施实验的网络实验室的现实，编者编写了配套教材《路由和交换技术(第3版)实验及实训： 基于Cisco Packet Tracer》和《路由和交换技术(第3版)实验及实训： 基于华为eNSP》。这两本配套教材可以作为指导学生利用Cisco Packet Tracer和华为eNSP软件实验平台完成各种规模校园网和企业网设计、实施实验的实验指导书。Cisco Packet Tracer和华为eNSP软件实验平台的人机界面非常接近实际物理设备的配置环境，学生通过Cisco Packet Tracer和华为eNSP软件实验平台可以完成教材内容涵盖的全部实验，建立与现实网络世界相似的应用环境，真正掌握基于Cisco和华为网络设备完成交换式以太网和互连网络设计、配置和调试的方法和步骤。
《路由和交换技术》（第3版）对第2版内容做了以下修改： 一是重新梳理了教材内容，使得内容组织更加合理，知识点之间的逻辑性更强，对难点的讨论更加深入和详细； 二是根据最新标准对相关内容进行了更新； 三是在讨论企业专有技术时，主要以华为专有技术为主。四是增加了第11章“VXLAN、EVPN和SRv6”，详细讨论了目前广泛应用的最新路由和交换技术。
作为一本无论在内容组织、叙述方法还是教学目标方面都和已有《路由和交换技术》有一定区别的新教材，错误和不足之处在所难免，编者殷切希望使用该教材的老师和学生批评指正，也殷切希望读者能够就教材内容和叙述方式提出宝贵建议和意见，以便进一步完善教材内容。
编者
2024年10月于南京
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