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CCNP学习指南:组建Cisco多层交换网络之一：内容简介CCNP学习指南:组建Cisco多层交换网络是针对最新CCNPBCMSN考试(642至812)的参考书籍，反映了新版BCMSN考试(642至812)的目标。本书在第三版基础上更新或增加了知识点，特别增加了无线技术的内容。全书分为18章。首先，本书的前两章介绍多层交换网络设计的基本知识；随后，第3章讨论基本的多层交换机配置；后续章节分别讨论特定的设计特性，例如，生成树、QoS和高可用性等。本书内容丰富，条理清晰，是CCNP考生必备的复习资料。本书适合作为CCNPBCMSN课程的培训教材，也可作为网络专业人员了解和学习网络交换知识的参考书。CCNP学习指南:组建Cisco多层交换网络之二：作者简介RichardFroom（CCIE5120）是CiscoSystems公司数据中心业务部门客户运行组的工程经理。Richard目前主要从事客户Cisco存储解决方案的测试工作，其中包括Cisco存储解决方案的客户测试、概念论证测试和售后支持等。Richard已经在Cisco公司工作9年时间，他曾经担任负责排除客户网络故障的支持工程师，并且还曾经担任负责CiscoCatalyst产品的技术领导者。Richard长期从事Catalyst产品的现场测试工作，并且在推动Catalyst和MDS产品与软件的排错功能方面发挥至关重要的作用。此外，他还不定期地向Ciscocom提供LAN技术方面的技术技巧，并且曾经编写8023自动协商和HSRP方面的白皮书。Richard还是CiscoPress出版的CiscoCatalystQoSQualityofserviceinCampusNetworks（中文版CiscoCatalyst），Qos园区网中的服务质量已经由人民邮电出版社出版）的作者。Richard曾经在Clemson大学就读，并且获得计算机工程专业的理学学士学位。CCNP学习指南:组建Cisco多层交换网络之三：目录第1章组建Cisco多层交换网络入门11.1驱动企业架构的管理标准31.2硬件交换和软件交换术语31.3多层交换概述41.3.1理解第2、3、4和7层交换的术语51.3.2深入分析第2层交换81.3.3深入分析第3层交换91.3.4多层交换101.4企业网络体系结构111.4.1Cisco服务导向的网络体系结构121.4.2Cisco智能信息网络141.4.3Cisco AVVID框架141.4.4组建第3层网络的目的171.4.5企业模型171.4.6企业复合网络模型191.4.7企业园区221.4.8企业边缘261.4.9服务提供商边缘301.4.10Cisco企业数据中心321.5Cisco Catalyst交换机入门351.5.1Catalyst 6500系列交换机351.5.2Catalyst 4500和4900系列交换机371.5.3Catalyst 3560系列交换机391.5.4Catalyst 2960系列交换机401.6学习提示421.7总结421.8复习题43第2章交换机在Cisco多层交换网络设计中的角色492.1数据链路技术492.1.110Mbit/s以太网492.1.2快速以太网512.1.3吉比特以太网512.1.4快速以太网和吉比特以太网自动协商542.1.510吉比特以太网552.1.6吉比特接口转换器572.1.7Cisco长距离以太网572.1.8城域以太网572.2使用Cisco Catalyst交换机和数据链路技术设计Cisco多层交换网络582.2.1复习企业复合网络模型中园区基础设施模块582.2.2选择第2层或第3层交换机592.2.3小型园区网络设计592.2.4中等规模园区网络设计612.2.5大型园区网络设计622.2.6数据中心652.2.7企业边缘672.3案例研究：设计Cisco多层交换网络692.4学习提示712.5总结712.6复习题71第3章Cisco多层交换机的初始配置和排错773.1比较Cisco CatOS和Cisco IOS783.2Cisco Catalyst交换机管理参数的初始配置793.2.1系统名称803.2.2管理IP配置803.2.3时钟和NTP设置823.2.4Telnet和SSH853.2.5DNS883.2.6系统日志893.2.7SNMP903.3管理Catalyst交换机配置923.4理解Catalyst交换机的Cisco IOS文件系统和软件映像943.4.1确定IFS大小和内容963.4.2Cisco IOS映像命名规则983.5升级Catalyst交换机的软件版本993.6Cisco CatOS到Cisco Native IOS的转换1043.7基本排错实践1053.7.1show和debug命令1053.7.2排错时所使用的配置和命令1063.7.3debug命令的影响及其推荐用法1073.8初始配置的排错技巧1083.8.1当不能够通过控制台端口连接到交换机时的对策1083.8.2当不能够使用Telnet或SSH建立与交换机之间的IP连接时的对策1083.9学习提示1093.10总结1113.11配置练习：配置基于Cisco IOS软件的Catalyst交换机1113.11.1所需要的资源1113.11.2练习目标1123.11.3网络图1123.11.4命令列表1123.11.5任务1：建立控制台(带外)连接和配置交换机名称1143.11.6任务2：配置交换机的IP连接1153.11.7任务3：为特权和带内访问配置交换机的用户名/口令1163.11.8任务4：配置交换机支持SSH，并且禁用Telnet访问1163.11.9任务5：配置交换机的时间设置、NTP配置和系统日志配置1173.11.10任务6：将交换机Cisco IOS版本升级到新版本1173.12复习题121第4章实施和配置VLAN1254.1VLAN1254.1.1在多层交换网络中实施VLAN1284.1.2将VLAN映射到层次网络1294.1.3静态和动态VLAN1304.1.4VLAN范围1314.1.5配置VLAN1324.1.6验证VLAN配置1364.2VLAN排错1394.2.1吞吐量低的排错1394.2.2通信问题的排错1404.3私用VLAN1404.3.1在Cisco IOS中配置PVLAN1434.3.2在Cisco CatOS中配置PVLAN1454.4VLAN链路聚集1464.4.1在多层交换网络中实现链路聚集1474.4.2链路聚集协议1474.4.3理解DTP1524.4.4VLAN范围和映射1534.4.5服务提供商托管VLAN服务1534.4.6Cisco链路聚集模式和方法1544.4.7在Cisco IOS中配置ISL和802.1Q链路聚集1554.4.8在Cisco CatOS中配置VLAN链路聚集1564.4.9验证链路聚集配置1574.4.10链路聚集排错1594.5VLAN链路聚集协议1594.5.1VLAN修剪1624.5.2VTP版本1634.5.3VTP认证1644.5.4配置VTP1654.5.5验证VTP配置1674.5.6VTP排错1684.6案例研究：跨交换机的VLAN/链路聚集排错1694.7学习提示1694.8总结1724.9配置练习：在多层交换网络中配置VLAN、链路聚集和VTP1724.9.1所需要的资源1724.9.2练习目标1724.9.3网络图1734.9.4命令列表1734.9.5任务1：创建VTP管理域1754.9.6任务2：配置链路聚集1754.9.7任务3：配置VLAN1764.9.8任务4：根据交换机端口分配VLAN1764.9.9任务5：将新交换机增加到已有网络1764.9.10任务6：验证VLAN和VTP状态1774.9.11任务7：配置pVLAN1784.10复习题179第5章理解和配置IEEE 802.1D、IEEE 802.1s和IEEE 802.1w生成树协议1855.1生成树协议概述1855.2桥接环路1865.2.1避免桥接环路1875.2.2建立无环网络1885.3STP(IEEE 802.1D)1895.3.1网桥标识符1895.3.2生成树路径开销1905.3.3桥接协议数据单元1905.3.4生成树端口状态和BPDU计时器1925.4STP操作1945.4.1根网桥选举1955.4.2规划根网桥选择1965.4.3在非根网桥上选择根端口和指定端口1975.4.4理解主根网桥和备份根网桥1985.5STP选举过程示例1985.6STP拓扑变更1995.7增强的按VLAN的生成树(PVST+)2015.8STP和IEEE 802.1Q干道2035.9配置PVST+的基本参数2045.9.1配置根网桥2045.9.2配置端口开销2065.10验证STP配置2075.11快速生成树协议2095.11.1RSTP端口状态2105.11.2RSTP端口角色2105.11.3RSTP BPDU格式和BPDU操作2115.11.4快速过渡到转发状态2135.11.5RSTP拓扑变更机制2145.11.6与802.1D的兼容性2155.12多生成树2155.12.1PVST+案例2165.12.2802.1Q案例2175.12.3MST案例2175.12.4MST区域2185.12.5IST实例2195.12.6MST实例2205.13配置MST的基本参数2205.14学习提示2245.15总结2265.16配置练习：配置和验证生成树网桥优先级和生成树端口开销2265.16.1所需要的资源2265.16.2练习目标2265.16.3网络图2265.16.4命令列表2275.16.5任务1：配置和验证生成树的根网桥、备份网桥和STP网桥优先级2275.16.6任务2：配置和验证生成树端口开销2305.16.7任务3：识别STP拓扑变更2325.17复习题233第6章使用高级特性增加生成树弹性和STP排错2376.1802.1D生成树协议的增强2376.1.1PortFast2386.1.2UplinkFast2406.1.3BackboneFast2426.2提高生成树的弹性2456.2.1BPDU防护2466.2.2BPDU过滤2476.2.3根防护2486.3避免转发环路和黑洞2506.3.1环路防护2506.3.2比较积极模式UDLD和环路防护2536.4STP排错2546.4.1STP的潜在故障2546.4.2STP故障的排错方法2576.5学习提示2606.6总结2616.7配置练习：配置BackboneFast、UplinkFast、根防护和PortFast2616.7.1所需要的资源2626.7.2练习目标2626.7.3网络图2626.7.4命令列表2626.7.5任务1：配置和验证BackboneFast2636.7.6任务2：配置和验证UplinkFast2646.7.7任务3：配置和验证根防护2646.7.8任务4：配置和验证PortFast2656.8配置练习：识别和解决第2层环路2666.8.1所需要的资源2666.8.2练习目标2666.8.3网络图2666.8.4命令列表2666.8.5任务1：识别第2层环路2676.8.6任务2：分而治之(断开冗余连接)2696.8.7任务3：查找第2层环路的根本原因(检查网络和硬件)2706.8.8(可选)任务4：检查软件统计信息2706.9复习题272第7章使用高级特性增强网络稳定性、功能、可靠性和性能2757.1EtherChannel2767.1.1PAgP模式2777.1.2LACP模式2787.1.3EtherChannel指导原则2797.1.4EtherChannel配置示例2807.1.5EtherChannel负载均衡2867.2CDP2887.2.1语音VLAN和CDP2927.2.2安全问题2937.3多重默认网关2937.4MAC地址通知2947.5第3层协议过滤2957.6使用DHCP管理IP配置2967.7去抖动计时器特性2987.8广播和多播抑制3007.9小巨人和巨型帧3027.10Error-Disable特性3057.11IEEE 802.3流量控制3097.12UDLD和积极模式UDLD3107.13案例研究：积极模式UDLD的功能3147.14学习提示3197.15总结3207.16配置练习3207.16.1所需要的资源3217.16.2练习目标3217.16.3网络图3217.16.4命令列表3217.16.5任务1：配置和验证PAgP EtherChannel3227.16.6任务2：配置和验证LACP EtherChannel3257.16.7任务3：配置和验证CDP3277.16.8任务4：配置和验证积极模式UDLD3287.16.9任务5：配置和验证巨型帧特性3317.16.10任务6：配置和验证Error-disable3337.17复习题335第8章理解和配置VLAN间路由选择3398.1多层交换网络中的IP地址层次3398.2VLAN间路由选择入门3408.2.1通过多层Catalyst交换机连接VLAN3418.2.2单臂路由器(外部路由器)3478.2.3验证VLAN间路由选择配置3498.3IP广播转发3508.3.1DHCP中继代理3518.3.2UDP广播转发3528.4学习提示3538.5总结3548.6配置练习：在基于Cisco IOS的Catalyst交换机中配置VLAN间路由选择3548.6.1所需要的资源3548.6.2练习目标3548.6.3网络图3558.6.4命令列表3558.6.5任务1：在建筑物分布交换机中使用SVI配置VLAN间路由选择3568.6.6任务2：配置路由选择协议(EIGRP)3578.6.7任务3：使用单臂路由器配置VLAN间路由选择3578.6.8任务4：配置DHCP转发的SVI接口3588.7复习题358第9章理解和配置多层交换3619.1理解传统的MLS3629.2理解基于CEF的MLS3639.2.1集中式和分布式交换3649.2.2地址解析协议抑制3659.2.3交换表的体系结构3679.2.4基于CEF的MLS工作示例3709.2.5基于CEF的MLS的负载均衡3729.3配置、验证和排错基于CEF的MLS3729.3.1配置基于CEF的MLS3739.3.2基于CEF的MLS的验证和排错3739.3.3基于CEF的MLS的排错方法3799.4学习提示3809.5总结3829.6配置练习：对基于CEF的MLS进行排错3829.6.1所需要的资源3829.6.2练习目标3829.6.3网络图3829.6.4命令列表3839.6.5任务1：建立到交换机的控制台(带外)连接、Telnet或SSH连接3839.6.6任务2：确定在连接性或基于CEF的MLS方面存在问题的IP路由选择条目或子网3839.6.7任务3：验证路由的Cisco IOS IP路由表和ARP表条目3849.6.8任务4：验证路由的IP CEF FIB和邻接条目3849.6.9任务5：调试被下载到中央交换引擎和分布式交换引擎中的CEF FIB和邻接关系表，验证TCAM中的FIB和邻接关系表3859.7复习题385第10章理解和实施Cisco多层交换网络中的服务质量38910.1对QoS的需要39010.1.1延迟39210.1.2抖动39210.1.3丢包39310.1.4QoS解决方案39310.2QoS服务模型39410.2.1集成服务39410.2.2区分服务39510.2.3保证转发和快速转发39710.3Catalyst QoS基础39910.3.1分类40110.3.2标记40810.3.3流量调节：策略和整型41010.3.4拥塞管理41410.3.5拥塞避免42110.4多层交换网络中的QoS42410.4.1建筑物接入子模块中的QoS42510.4.2建筑物分布子模块中的QoS42610.4.3园区主干中的QoS42610.5Auto QoS42610.6学习提示42810.7总结42910.8配置练习：在基于Cisco IOS的Catalyst交换机上配置QoS43010.8.1所需的资源43010.8.2练习目标43010.8.3网络图43110.8.4命令列表43110.8.5任务1：全局启用QoS43210.8.6任务2：配置交换机的接口FastEthernet 0/10/10，使之如果连接的是Cisco IP电话，则信任DSCP43310.8.7任务3：配置交换机接口FastEthernet 0/11，使之将所有入站数据帧的CoS值设置为443410.8.8任务4：配置类别映射表和策略映射表，然后将其应用于接口FastEthernet 0/11，使之将所有TCP端口号为30000的入站数据包的DSCP值设置为1643410.8.9任务5：配置所有的出站队列，将CoS值为4、6和7的通信流加入到队列3中，CoS值为5的通信流加入到队列4中43510.8.10任务6：将队列4指定为严格优先级队列43510.8.11任务7：配置WRR权重，使队列3获得服务的频率为其他队列的两倍43510.8.12任务8：通过查看接口统计数据来验证所有配置43610.9复习题436第11章部署多层交换网络中的多播44111.1多播入门44111.1.1多播IP地址的结构44411.1.2多播MAC地址的结构44611.1.3反向路径转发44711.1.4多播转发树44911.2IP多播协议45111.2.1PIM45111.2.2IGMP45711.3基于硬件的多播转发方法46211.3.1MMLS46211.3.2基于CEF的MMLS46211.3.3MFIB46311.4第2层多播协议46311.4.1IGMP监听46411.4.2Cisco组管理协议46511.5多层交换网络中的IP多播46611.6配置多播46611.7监控和验证IP多播通信流47011.8学习提示47411.9总结47611.10配置练习：在多层交换网络中配置和验证多播47611.10.1所需的资源47611.10.2练习目标47711.10.3网络图47711.10.4命令列表47711.10.5任务1：在分布层交换机上配置使用稀疏-密集模式的多播路由选择47811.10.6任务2：在核心交换机上配置RP/映射代理以支持自动RP47911.11复习题480第12章设计多层交换网络中的网络弹性、冗余性和高可用性48512.1实现多层交换机中的高可用性48512.2在Catalyst交换机中提供冗余Supervisor Engine48812.2.1路由处理器冗余49012.2.2增强型路由处理器冗余(RPR+)49112.3状态化切换(SSO)49212.3.1配置和验证SSO49412.3.2NSF(SSO)49412.4Catalyst 6500系列交换机中使用单路由器模式的路由器冗余49612.4.1Catalyst 6500 Supervisor EngineII和MSFC2的SRM故障恢复49712.4.2Supervisor Engine IA的SRM故障恢复49812.4.3配置SRM49812.5理解Cisco IOS软件模块化和ISSU(In-Service Software Update，服务中软件升级)50012.6在Catalyst交换机中实现Supervisor上行链路模块冗余50112.7实现电源冗余50212.8在多层交换网络中实现默认网关路由器冗余50312.8.1代理ARP50312.8.2IRDP50412.8.3静态配置默认网关50512.8.4热备用路由选择协议50712.8.5虚拟路由器冗余协议52012.8.6VRRP案例52012.8.7网关负载均衡协议52312.9Cisco IOS服务器负载均衡52612.9.1Cisco IOS LSB的运行模式52812.9.2配置数据中心内部服务器服务器群组的实际服务器52812.9.3配置虚拟服务器53012.10学习提示53212.11总结53412.12配置练习：配置和验证RPR+和HSRP53412.12.1所需的资源53412.12.2练习目标53412.12.3网络图53512.12.4命令列表53512.12.5任务1：配置和验证RPR+53612.12.6任务2：配置和验证HSRP53712.13复习题539第13章使用Cisco Catalyst交换机部署Cisco IP电话的最佳实践54313.1为什么在组建融合网络时包含VoIP54313.2IP电话组件入门54413.3IP电话网络设计的建议54513.3.1QoS54613.3.2语音(辅助)VLAN54713.3.3网络带宽供应54913.3.4电源方面的考虑55013.3.5网络管理55113.3.6IP电话的高可用性55113.3.7安全性55113.4在企业复合网络模型中部署IP电话的最佳实践55213.5学习提示55413.6总结55513.7配置练习：在Catalyst交换机上配置语音VLAN55613.7.1所需的资源55613.7.2练习目标55613.7.3网络图55613.7.4命令列表55613.7.5任务1：配置接入VLAN和语音VLAN55713.7.6任务2：配置接入VLAN和语音VLAN的接口55813.7.7任务3：在接口FastEthernet 0/1到0/10上配置拥塞管理的QoS55813.7.8任务4：配置接口FastEthernet 0/1基于信任CoS的分类55913.7.9任务5：配置接口FastEthernet 0/1基于信任DSCP的分类55913.7.10任务6：在接口FastEthernet 0/3到0/10上根据是否连接IP电话配置信任CoS55913.7.11任务7：验证FastEthernet接口的语音VLAN配置55913.8复习题560第14章加强多层交换网络安全将服务损失和数据丢窃降到最低56314.1第2层安全和第2层攻击类型介绍56314.1.1理解欺诈设备如何获得非授权接入56414.1.2第2层攻击分类56514.2多层交换网络中Catalyst交换机的安全配置56614.2.1配置坚固的系统口令56714.2.2使用访问控制列表限制管理访问56714.2.3确保控制台的物理安全56814.2.4确保VTY接入安全56814.2.5配置系统警告标语56814.2.6禁用不需要或未用的服务56814.2.7尽可能少用CDP56914.2.8禁用集成的HTTP后台程序56914.2.9配置基本的系统日志57014.2.10确保SNMP的安全57014.2.11限制链路聚集连接和VLAN的传播57014.2.12确保生成树拓扑的安全57114.3配置AAA57114.3.1身份验证57114.3.2授权57214.3.3统计57314.3.4配置AAA身份验证57314.3.5配置AAA授权57414.3.6配置AAA统计57614.3.7在基于Cisco IOS软件的Catalyst交换机中配置AAA57714.3.8理解和配置AAA的其他辅助资料57814.4端口安全57814.4.1基于主机MAC地址允许流量57814.4.2基于主机MAC地址限制流量58314.4.3在期望的端口上阻塞单播扩散58514.4.4端口安全总结58614.5使用IEEE 802.1X管理网络访问安全58614.6理解Catalyst交换机的网络准入控制58814.7使用访问控制列表应用安全策略59014.7.1RACL59014.7.2VACL59114.7.3端口ACL59314.8使用防火墙实现网络安全59414.9使用NAT实现网络安全59514.10DHCP监听59614.11IP源防护59814.12动态ARP检测60014.13将私用VLAN理解为一种安全特性60414.14将QoS理解为一种安全特性60514.15STP安全机制60514.16案例研究：理解和避免VLAN跳跃攻击60614.17学习提示60814.18总结61014.19配置练习1：AAA、802.1X和VACL61114.19.1所需的资源61114.19.2练习目标61114.19.3网络图61114.19.4命令列表61114.19.5任务1：启用AAA、禁用Telnet及启用SSH61214.19.6任务2：配置VTY的AAA身份验证方式首先使用RADIUS服务器，如果服务器不可用，则使用本地用户名和口令数据库61314.19.7任务3：在接口上配置802.1X61314.19.8任务4：配置VACL以丢弃所有通过TCP端口8889进入的帧61414.20配置练习2：使用DHCP监听、IPSG和DAI实现Cisco多层交换网络的安全61414.20.1所需的资源61414.20.2练习目标61414.20.3网络图61414.20.4命令列表61514.20.5任务1：启用DHCP监听61614.20.6任务2：验证DHCP监听、IPSG和DAI状态61714.20.7任务3：模拟IP源防护和DAI违规行为61914.21复习题620第15章Catalyst交换体系结构入门62315.1Catalyst 6500交换机62315.1.1Catalyst 6500 Supervisor Engine 3262615.1.2Catalyst 6500 Supervisor Engine II62615.1.3Catalyst 6500 Supervisor Engine 72062815.1.4Catalyst 6500 模块62815.1.5Catalyst 6500服务模块62815.1.6Catalyst 6500总结62915.2Catalyst 4500交换机62915.3Catalyst 3750交换机63215.4Catalyst 3560交换机63415.5Catalyst 2960交换机63515.6学习提示63615.7总结63615.8复习题636第16章使用城域解决方案设计、组建和连接Cisco多层交换网络64116.1Cisco城域解决方案入门64216.2城域以太网64416.2.1城域以太网连接和传输64416.2.2SONET城域以太网64816.2.3波分复用光解决方案为基础的城域以太网65116.2.4光距离挑战65716.3总结65816.4复习题658第17章多层交换机的性能和连通排错工具66117.1提高性能的方法66117.2利用SPAN和VSPAN监控性能66217.2.1使用SPAN监控交换机的CPU接口66817.2.2使用RSPAN监控性能67017.2.3使用ERSPAN监控性能67517.3使用带有捕获选项的VACL监控性能67817.4使用第2层路由跟踪进行排错68017.5使用Cisco IOS嵌入式事件管理器加强排错和恢复68217.6使用Catalyst 6500系列交换机中的网络分析模块进行性能监控68317.6.1验证NAM配置68817.6.2排除NAM常见故障69017.7学习提示69017.8总结69117.9复习题691第18章园区网中的无线技术69518.1WLAN基本概念69518.2WLAN和以太网的相似之处69818.3WLAN和以太网的不同之处69918.3.1保