全書是一本聚焦局域以太網(wǎng)技術(shù)的實用型專業(yè)書籍。全書共 14 章,從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)背景與規(guī)模劃分切入,系統(tǒng)闡釋以太網(wǎng)物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層等七層架構(gòu)知識,深入剖析電路與分組交換差異、MAC 地址原理、路由協(xié)議等核心內(nèi)容 。
書中不僅涵蓋華為交換機(jī)典型配置、eNSP 和 WireShark 網(wǎng)絡(luò)工具實操,還結(jié)合 PowerLink 案例詳解實時以太網(wǎng)工作機(jī)制,同時對無線局域網(wǎng)、虛擬化與云技術(shù)等前沿領(lǐng)域展開介紹。作為市面上少見的局域網(wǎng)技術(shù)專著,本書兼具理論深度與實踐價值,通過精煉易懂的語言、豐富的工程案例,幫助工程師快速掌握核心技術(shù),尤其適合以太網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱的工程技術(shù)人員夯實基礎(chǔ)、進(jìn)階提升,是局域網(wǎng)環(huán)境應(yīng)用開發(fā)不可或缺的參考。
專為工程實踐打造的局域網(wǎng)技術(shù)寶典來了!由資深航天技術(shù)人員于繼超領(lǐng)銜編著的《局域網(wǎng)技術(shù)》,凝聚 10 年航電系統(tǒng)設(shè)計實戰(zhàn)經(jīng)驗,填補(bǔ)市場空白!
本書系統(tǒng)拆解局域以太網(wǎng)全知識體系,從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概念到物理層、數(shù)據(jù)鏈路層等核心架構(gòu),再到華為交換機(jī)配置、eNSP 與 WireShark 工具實戰(zhàn),手把手帶你突破理論與實踐壁壘。更聚焦前沿技術(shù),深入解析實時以太網(wǎng) PowerLink、無線局域網(wǎng)、虛擬化與云等熱門領(lǐng)域,助你緊跟行業(yè)趨勢。
告別知識碎片化,告別網(wǎng)絡(luò)說法矛盾的困擾!全書語言精煉、通俗易懂,搭配大量實際案例,無論是以太網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱的技術(shù)人員,還是尋求技術(shù)進(jìn)階的工程師,都能從中快速掌握局域網(wǎng)核心技術(shù),提升工作效率!
北京航空航天大學(xué)出版社權(quán)威出版,國家科研項目支持背書,現(xiàn)在入手,開啟局域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)階之旅!
前言
我作為一名航天技術(shù)人員,一轉(zhuǎn)眼已經(jīng)工作了10年了。這10年來我一直從事著航天飛行器航電系統(tǒng)設(shè)計工作,見證了我國航天飛行器技術(shù)的快速發(fā)展,學(xué)到了很多工程實踐技術(shù)知識。這些知識在市面上的書本中往往難以找到,所以當(dāng)我考慮以哪種方式來紀(jì)念我參加工作10周年時,發(fā)現(xiàn)把我積累的部分工作經(jīng)驗和知識總結(jié)成書,應(yīng)當(dāng)是最有意義的一種方式了。
在上大學(xué)的時候我就自學(xué)過以太網(wǎng)相關(guān)知識,還考取了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)四級證書。參加工作以后,接觸到各類通信總線,經(jīng)過比對發(fā)現(xiàn),以太網(wǎng)的復(fù)雜程度如此之高,以前通過書本獲得的知識缺乏針對性,在工作實踐中還是需要根據(jù)實際需求一點點去學(xué)習(xí)、去理解。航天飛行器所需要的以太網(wǎng)知識主要是與局域網(wǎng)相關(guān)的,然而市面上卻找不到專門講解局域網(wǎng)相關(guān)知識的書籍,學(xué)習(xí)者則需要查閱大量的書籍、網(wǎng)頁、視頻,根據(jù)實際需求甄選自己所需要的相關(guān)知識。然而,以太網(wǎng)的相關(guān)知識體系過于龐大和繁雜,學(xué)習(xí)者需要花費(fèi)大量的時間和精力去甄別,且網(wǎng)絡(luò)上很多說法也存在矛盾,并不能特別好地解決實際中的問題,還需要學(xué)習(xí)者去實踐和摸索。因此,我就產(chǎn)生了寫一本關(guān)于小型局域網(wǎng)相關(guān)知識書籍的沖動,結(jié)合自己實際工作過程中的應(yīng)用經(jīng)驗將局域網(wǎng)相關(guān)知識進(jìn)行提煉,以使后來人不必重蹈我的覆轍,能夠更快地掌握相關(guān)知識。
以太網(wǎng)具有強(qiáng)大的功能和眾多的工具支持,除了在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,在工業(yè)領(lǐng)域也逐漸得到廣泛應(yīng)用。尤其是實時以太網(wǎng)的出現(xiàn),其高帶寬、強(qiáng)實時、與普通以太網(wǎng)兼容等優(yōu)勢使其在工業(yè)控制、汽車自動駕駛、航天飛行器等領(lǐng)域逐漸獲得廣泛應(yīng)用。
本書內(nèi)容除了介紹一些必要的基本知識之外,還介紹了工作實踐中需要用到的一些技能,以及實時以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)的相關(guān)知識。書中無過多廢話,力求語言精煉、通俗易懂。
這里要特別感謝北航出版社董宜斌和各位編輯老師的認(rèn)真修改,正是在各位編輯老師的支持和辛苦工作下,這本書才終于得以面世。要特別感謝我的雇主公司東方空間的領(lǐng)導(dǎo)彭昆雅和布向偉,在我第一次表達(dá)要出版本書的時候就給與了我非常大的鼓勵和幫助。要特別感謝我的愛人時雨婷,因期待本書早日面市進(jìn)行了多次敦促,并給與了很好的后勤保障支持。此外,本書得到了國家自然科學(xué)基金(基金號12205008)青年項目、國家重點研發(fā)計劃基礎(chǔ)科研條件與重大科學(xué)儀器設(shè)備研發(fā)重點專項(課題號 2024YFF0726304)和北京市自然科學(xué)基金面上項目(基金號1252019)的支持,特別感謝。
由于作者水平有限,書中錯誤在所難免,敬請讀者不吝指正。
于繼超2024年12月寫于北京
于繼超,畢業(yè)于北京航空航天大學(xué),2013年1月畢業(yè)后一直從事航天飛行器設(shè)計工作,曾在航天科工四院十七所任某國家重點導(dǎo)彈武器型號控制系統(tǒng)副主任設(shè)計師職務(wù),獲得過航天科工集團(tuán)后備人才稱號,目前在商業(yè)火箭公司東方空間技術(shù)(山東)有限公司任航電系統(tǒng)副總師職務(wù),曾參與過多項核高基、973等國家重點課題研究,擁有多項航天領(lǐng)域發(fā)明專利。
第1章以太網(wǎng)概況1
1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的背景1
1.2網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的劃分2
第2章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識5
2.1電路交換和分組交換5
2.2OSI參考模型6
2.3TCP/IP參考模型9
2.4TCP/IP通信模型和包結(jié)構(gòu)10
第3章物理層12
3.1基礎(chǔ)知識12
3.2雙絞線13
3.3光纖16
3.4集線器17
3.5網(wǎng)橋(二層交換機(jī))17
3.64~7層交換機(jī)18
3.7網(wǎng)關(guān)18
3.8無線介質(zhì)19
第4章數(shù)據(jù)鏈路20
4.1數(shù)據(jù)鏈路層的作用20
4.2MAC地址21
4.3鏈路類型24
4.4環(huán)路檢測技術(shù)28
4.5生成樹協(xié)議STP29
4.6VLAN39
4.7以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議53
4.8ATM57
第5章網(wǎng)絡(luò)層60
5.1網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議60
5.2路由62
5.3路由器64
5.4IP地址的分類67
5.5廣播和多播68
5.6CIDR和VLSM68
5.7全局地址和私有地址69
5.8IP分割和重組處理69
5.9IPv4首 部數(shù)據(jù)格式72
5.10IPv6首 部數(shù)據(jù)格式76
5.11ARP77
5.12ICMP82
5.13DHCP87
5.14NAT87
5.15路由協(xié)議88
第6章傳輸層102
6.1傳輸層概述102
6.2端口號105
6.3UDP106
6.4TCP107
6.5UDPLite121
6.6SCTP121
6.7DCCP122
第7章組播123
7.1IP組播的基本概念123
7.2組播路由協(xié)議126
7.3IGMP131
7.4IGMP配置及部署138
第8章應(yīng)用層140
8.1遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用:Telnet協(xié)議140
8.2遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用:SSH協(xié)議141
8.3遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用:DHCP協(xié)議141
8.4遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用:DNS協(xié)議143
8.5遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用:HTTP協(xié)議144
8.6遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用:HTTPS協(xié)議146
8.7遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用:SMTP協(xié)議148
8.8遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用:POP3協(xié)議151
第9章交換機(jī)配置152
9.1華為交換機(jī)152
9.2基本配置155
9.3路由配置162
9.4組播配置163
9.5命令幫助165
9.6交換機(jī)狀態(tài)查看168
第10章實戰(zhàn)工具169
10.1eNSP169
10.2WireShark172
第11章實時以太網(wǎng)175
11.1現(xiàn)場總線和實時以太網(wǎng)175
11.2PowerLink工作原理185
第12章無線局域網(wǎng)217
12.1無線LAN基礎(chǔ)知識217
12.2無線LAN標(biāo)準(zhǔn)219
12.3無線LAN傳輸速率與覆蓋范圍要點221
第13章虛擬化和云225
13.1什么是虛擬機(jī)?225
13.2什么是容器?226
第14章其他網(wǎng)絡(luò)227
參考文獻(xiàn)229
5.前言/序言