华为HCNA认证详解与学习指南

网络是复杂的，要想在一个领域取得更多的建树，打好基础非常重要。本书是华为网络认证系列丛书的*一本学习指南，相信本书对大家打好基础，通过考试有重要的促进作用；对网络管理人员和维护人员也起到重要的指导作用。

本书是通过华为网络技术职业认证HCNA（HCDA）-HNTD（考试代码为H12-211-CHS）的**学习指南，旨在帮助广大读者全面掌握考试内容，顺利通过考试（大家无须讨论证书的重要性，因为它实在是太重要）。本书共18章，内容涉及但不限于网络基础、华为网络操作系统VRP操作、二层网络技术及其实现、三层网络技术及其实现、OSPF协议及其实现、广域网技术及其实现、NAT技术及其实现、IPv6网络及其实现等。网络技术是一门复杂的应用科学，为了使得广大工程师可以更加实际地应用和操作，每章都配备了小结用于简明扼要地说明重点，多个章节配备了案例分析练习题，使读者可以迅速和准确地通过华为HCNA认证的考试。本书不仅适合所有华为HCNA应试人员，同时也可以供需要全面了解IPv4、IPv6的网络管理人员以及网络工程开发人员参考。相信书中对协议细节的讲解和对网络实例的探讨会让读者获益匪浅。

周亚军（网名安德），思科&华为讲师，CCIE#283**、HCIE#21**，思科、华为高级金牌讲师，资深考试辅导专家，是乾颐堂网络实验室创始人之一，当今*具实力的优秀名师之一，其编著有《思科CCIE路由交换V5实验指南》。主讲思科路由交换方向CCNA、CCNP、CCIE培训考试等课程。安德老师深谙培训考试之道，通过深入研究思科、华为路由交换考试命题趋势，深度把握考试重点，根据考试知识结构，使培训辅导真正做到有的放矢、轻松高效。　　安德老师授课的*大特点就是深入浅出，幽默生动，互动感强，能够站在备考学生角度抓住辅导关键点，从而达到高效辅导。安德老师通过现场、网真及YY课堂等各种方式授课，深受广大考生欢迎,是乾颐堂网络技术在线教育开创者。他门下有数百名CCIE、HCIE以及若干数的在职网络工程师，主持和开拓了在线网络工程师教育，经典《TCP/IP路由技术第一卷》视频让人耳熟能详，《思科CCIE路由交换V5实验指南》也被读者受捧。

目 录
第1章 华为数据通信认证指南和基础实验环境 1
1．1 华为认证体系介绍 1
1．2 使用eNSP搭建基础网络 2
1．2．1 eNSP模拟器的基本设置方法 2
1．2．2 使用eNSP搭建简单的端到端网络 7
1．2．3 eNSP使用Wireshark捕获报文 12
1．2．4 eNSP常见故障解决方案 13
1．3 网络协议模型基础 13
1．3．1 网络通信模型的意义 13
1．3．2 OSI参考模型 14
1．3．3 TCP/IP参考模型 18
1．4 小结 19
1．5 练习题 19
第2章 网络类型、传输介质和VRP基础 21
2．1 局域网和广域网的区别 21
2．2 物理拓扑和逻辑拓扑 22
2．3 传输介质和通信方式 23
2．4 认识VRP系统 24
2．4．1 什么是VRP 24
2．4．2 VRP发展史 25
2．5 VRP命令行基础 26
2．5．1 命令行视图 27
2．5．2 命令行功能和在线帮助 30
2．6 登录和管理设备 32
2．6．1 通过Console登录和管理设备 33
2．6．2 通过Mini USB登录和管理设备 36
2．6．3 通过Telnet登录设备 38
2．7 VRP基本配置 40
2．7．1 配置系统时钟 40
2．7．2 配置标题消息 41
2．7．3 命令行等级划分 42
2．8 VRP文件系统 43
2．8．1 VRP文件系统 43
2．8．2 VRP文件系统基本命令操作 43
2．8．3 配置文件管理 48
2．8．4 配置文件重置 50
2．8．5 指定系统启动配置文件 51
2．8．6 存储设备管理 53
2．9 VRP系统升级与管理 55
2．9．1 理解产品和VRP版本命名方式 55
2．9．2 FTP和TFTP的应用 59
2．9．3 VRP系统升级 61
2．9．4 指定下次启动系统 63
2．9．5 ISSU特性介绍 63
2．10 补丁文件激活和管理 69
2．10．1 补丁（patch）分类 70
2．10．2 上传并激活补丁 70
2．10．3 指定下次启动补丁 71
2．10．4 卸载补丁 72
2．11 小结 72
2．12 练习题 72
第3章 以太网和交换机基础 74
3．1 以太网介绍 74
3．1．1 冲突域 76
3．1．2 广播域 76
3．1．3 CSMA/CD 77
3．1．4 半双工和全双工 78
3．1．5 自协商 79
3．2 以太网帧结构 80
3．2．1 MAC地址 80
3．2．2 以太帧格式 81
3．3 交换网络基础 85
3．3．1 以太网交换机 85
3．3．2 交换机3种转发行为 86
3．3．3 交换机转发原理 87
3．4 小结 89
3．5 练习题 90
第4章 STP生成树协议 91
4．1 交换机环路问题分析 91
4．2 STP的选举 93
4．2．1 根桥选举 96
4．2．2 根端口选举 96
4．2．3 指定端口选举 99
4．2．4 替代端口选举 100
4．2．5 边缘端口 100
4．2．6 STP端口角色及端口状态 101
4．3 STP报文类型 102
4．3．1 配置BPDU 102
4．3．2 TCN BPDU 103
4．3．3 STP收敛时间 106
4．4 STP配置举例 108
4．4．1 启用和禁用STP 108
4．4．2 修改交换机STP模式 109
4．4．3 修改端口开销、控制根端口和指定端口的选举 112
4．4．4 配置边缘端口 117
4．5 小结 117
4．6 练习题 118
第5章 VLAN虚拟局域网 119
5．1 VLAN的作用 120
5．2 VLAN帧格式（802．1Q） 122
5．3 VLAN链路和端口类型 123
5．3．1 Access端口 124
5．3．2 Trunk端口 125
5．3．3 Hybrid端口 126
5．3．4 VLAN划分方法 127
5．4 VLAN实验 130
5．4．1 VLAN划分实验 130
5．4．2 Access端口和Trunk端口综合实验 138
5．4．3 Hybrid端口综合实验 143
5．5 小结 149
5．6 练习题 149
第6章 IP基础 152
6．1 IP报文介绍 152
6．1．1 IP地址格式 154
6．1．2 层次化的IP编址方案 155
6．1．3 特殊地址 157
6．1．4 私有IP地址 157
6．1．5 子网划分 158
6．2 ARP 166
6．2．1 ARP工作原理 166
6．2．2 ARP分类 166
6．2．3 ARP报文格式 168
6．3 小结 169
6．4 练习题 169
第7章 TCP与UDP 171
7．1 TCP 171
7．1．1 TCP协议特性 171
7．1．2 TCP报文格式 171
7．1．3 TCP会话的建立 173
7．1．4 TCP会话的终止 175
7．1．5 TCP的确认与重传 176
7．1．6 TCP滑动窗口 178
7．1．7 应用端口 180
7．2 UDP 180
7．2．1 UDP特性 180
7．2．2 UDP报文格式 180
7．3 小结 181
7．4 练习题 181
第8章 P路由基础 183
8．1 P转发原理 183
8．2 路由协议概述 184
8．3 路由选路原则 188
8．3．1 最长匹配原则 188
8．3．2 路由优先级 189
8．3．3 路由开销 190
8．4 静态路由 192
8．4．1 静态路由配置 192
8．4．2 默认静态路由配置 200
8．5 小结 201
8．6 练习题 202
第9章 RIP 203
9．1 RIP基本原理 203
9．1．1 RIP报文格式 205
9．1．2 RIPv1和RIPv2的区别 207
9．1．3 RIP计时器 209
9．1．4 RIP防环机制 211
9．2 RIP的实现 213
9．2．1 RIPv1案例 213
9．2．2 RIPv2案例 217
9．3 小结 227
9．4 练习题 227
第10章 OSPF 228
10．1 OSPF基本原理 229
10．1．1 OSPF和RIP的区别 229
10．1．2 OSPF区域分层结构 231
10．1．3 OSPF支持的网络类型 232
10．1．4 OSPF报文类型 234
10．1．5 链路状态与LSA 237
10．1．6 OSPF邻居与邻接 238
10．1．7 OSPF邻居状态机变迁 239
10．1．8 DR与BDR选举 241
10．2 单区域OSPF实现 242
10．3 多区域OSPF 248
10．4 小结 253
第11章 VLAN间路由 254
11．1 多臂路由实现VLAN间通信 254
11．2 单臂路由实现VLAN间通信 259
11．3 三层交换机实现VLAN间通信和现网应用 263
11．4 小结 264
11．5 练习题 264
第12章 链路聚合 266
12．1 链路聚合原理及适用场景 266
12．2 链路聚合模式 268
12．3 LACP基础 275
12．4 二层链路聚合实现 278
12．5 三层链路聚合实现 283
12．6 小结 289
12．7 练习题 290
第13章 Smart Link和Monitor Link 291
13．1 Smart Link概述 291
13．1．1 Smart Link基本原理 291
13．1．2 Smart Link负载分担 294
13．1．3 Smart Link配置 295
13．2 Monitor Link概述 304
13．2．1 Monitor Link实现 305
13．2．2 Monitor Link配置举例 305
13．3 小结 313
13．4 练习题 313
第14章 NAT网络地址转发 314
14．1 NAT基本工作原理 314
14．2 NAT的实现 316
14．2．1 静态NAT实现 317
14．2．2 NAT服务器实现 321
14．2．3 Easy IP实现 324
第15章 广域网 326
15．1 串行链路介绍 326
15．2 HDLC 328
15．2．1 HDLC介绍 328
15．2．2 HDLC帧结构 329
15．2．3 HDLC实现 330
15．2．4 借用地址 332
15．3 PPP 335
15．3．1 PPP应用场景 335
15．3．2 PPP组件 336
15．3．3 PPP数据帧格式 336
15．3．4 PPP PAP认证 339
15．3．5 PPP CHAP认证 341
15．4 PPPoE 346
15．4．1 PPPoE应用场景 347
15．4．2 PPPoE报文格式 348
15．4．3 PPPoE会话建立过程 349
15．4．4 PPPoE案例 351
15．4．5 PPPoE的优化和调整 352
15．5 小结 353
15．6 练习题 354
第16章 网络安全 355
16．1 ACL访问控制列表 355
16．1．1 ACL的工作原理和使用场景 355
16．1．2 基本ACL和实验 357
16．1．3 高级ACL和实验 367
16．1．4 基于时间的ACL和实验 374
16．2 AAA 377
16．2．1 AAA基本概念 378
16．2．2 AAA认证和授权 378
16．2．3 AAA基本配置实验 379
16．2．4 小结 384
16．3 练习题 384
第17章 IPv6和基础路由 386
17．1 IPv6基础 387
17．1．1 IPv6地址格式 387
17．1．2 IPv6地址分类 388
17．1．3 EUI-64计算IPv6地址 391
17．1．4 IPv6基本报头 393
17．1．5 IPv6扩展包头 394
17．1．6 IPv6无状态自动配置实现 397
17．1．7 IPv6地址冲突检测（DAD） 400
17．2 IPv6路由基础（RIPng） 401
17．2．1 RIPng基本原理 401
17．2．2 RIPng实验 403
17．2．3 RIPng的优化案例 407
17．3 IPv6路由基础（OSPFv3） 410
17．3．1 OSPFv3基础 410
17．3．2 OSPFv3报文格式 412
17．3．3 OSPFv3基本配置实验 415
17．3．4 OSPFv3实例ID实验 419
17．3．5 OSPFv3认证 422
17．4 小结 423
17．5 练习题 423
第18章 HCNA企业网综合实战 424
18．1 网络拓扑描述 424
18．2 网络实施需求描述 425
18．3 网络配置和实施 425
18．3．1 配置BORDER接口PPPoE拨号连接 426
18．3．2 配置单臂路由 426
18．3．3 配置两台CORE交换机Eth-Trunk连接 428
18．3．4 在交换机上创建VLAN并修改相连接口的模式 430
18．3．5 配置交换机的生成树模式 437
18．3．6 在BORDER路由器上配置DHCP服务 439
18．3．7 配置NAT 443
18．3．8 在BORDER设备上配置默认路由 444
18．4 服务器相关配置和PPPoE服务器端配置 449
附录A 术语 454
附录B 部分练习题答案 458

本书为乾颐堂网络实验室军哥（周亚军）等编著的一本关于华为数据通信技术的书籍，整个编写历经近一年时间，该书的主旨非常简单：尽量多地涵盖华为HCNA认证考试的内容以及为后续更深层次的认证（华为HCNP、HCIE）打好基础。

华为公司作为一个世界五百强企业，涉及的产业越来越多，但其最核心的业务还是基于网络通信内容的，而网络方面的认证，真正红火起来还是近3年的事情。当然，这主要还要归功于作为领头认证的顶尖级别的华为HCIE认证有所建树。华为的eNSP软件是一款正在逐步完善的华为设备仿真软件，在本书中，绝大部分案例内容都来源于此，它也可以作为工程师在日常设计网络、规划网络、模拟网络过程中一款非常实用的软件，请读者好好利用。当然，该软件还存在很多弊端，而华为正在逐步改善并更新版本。

网络技术是非常复杂的，虽然业界在近几年提出了SDN（软件定义网络），力图实现网络简单化和可编程化，而现实是要掌握和利用好SDN技术，没有深层次的网络知识几乎是不可能的，所以网络基础的巩固度是非常重要的，而这些基础正是从初级的知识开始积累，我相信本书可以帮助到读者。当然，也希望广大网络工程师在查阅本书的同时利用好互联网，它才是全球最大的图书馆。当然，到达一定的高度，你会发现知识是无穷无尽的，而互联网正是它的载体：学无前后达者为先！

本书特色

本书清晰地描述了华为职业认证框架，扩展性地讲解了华为数据通信方向、HCNA认证知识体系，通过精准的案例演示说明了知识点和现网常用知识。

图文结合是本书的另一大特色。本书使用了大量的拓扑讲解、演示华为HCNA知识，理论和实践相结合，使读者快速而精准地掌握知识，是备考华为HCNA认证的必读书籍。

本书作者为拥有十多年网络工作经验和六年以上教学经验的专业网络讲师，会从更加简练和实用的角度讲解华为网络技术，去繁就简，使读者更快速掌握相关知识。

关于作者

本书编著者为乾颐堂网络实验室军哥（周亚军）和他的“老伙计”们（杨学宝、徐建锟等）。确实如此，我们都已经算是大龄IT青年了，平均年龄35岁以上，军哥为3 IE认证专家讲师（两个思科CCIE认证和一个华为HCIE认证）。在乾颐堂这个专注于笔试服务的网络技术培训的实验室中，我们培养了很多优秀的HCIE认证人才，如HCIEv2.0升级版第一名HCIE、澳洲第一名HCIE等。乾颐堂网络实验室华为项目组开拓性地在本地实验室、互联网上讲解网络知识，华为网络学员已达7000多人；同时创造性地在课堂上布置作业，而且坚持工作日答疑8小时。这是一个注重服务的实验室，乾颐堂实至名归成为华为网络技术培训互联网教育第一品牌。在本书出版之后，我们将继续推出本系列丛书的HCNP级别、HCIE级别的学习指南，欢迎关注我们的学习讨论QQ群：542537984。

笔者的话

界定是否为Paper HCIE的标准是什么？是一颗HCIE的心，能配置、能排错；是一颗无往不利、勇于查阅的心，这就是HCIE的心，否则就是Paper HCIE！

这其中包含了很多学习的方法（多配置和排错）和学习的态度（查阅），成为华为的最高级HCIE认证工程师其实并不遥远，读者完全可以从HCNA开始积累，甚至其中的很多知识点就是HCIE认证必考的内容，如生成树、VLAN接口类型、PPP、RIP等。也就是说，本书其实已经包含了很多HCIE认证考试的要点。

适用读者

本书是“华为系列丛书”的第一本学习指南，后续我们还会推出华为数通HCNP级别、HCIE级别的学习指南。本书在讲解理论知识的同时也涵盖了很多案例详解，更好地帮助读者顺利通过华为初级认证，即HCNA认证考试。而网络是复杂的，要想在一个领域取得更多的建树，打好基础非常重要，笔者也看到过很多好高骛远的例子，不注重基础会影响后期技术的提高。相信本书对大家打好基础、通过考试具有重要的促进作用；对网络管理人员和维护人员也会起到重要的指导作用。

编著者