本书是一本深度融合校企合作经验、以“工作手册”形式呈现的新形态实战教材。本书内容紧密围绕园区网络构建与运维的核心技术，涵盖了从 VLAN、 STP、 RSTP、 MSTP 到链路聚合、 VRRP、 IRF 堆叠、 M-LAG 及 BFD 等关键交换技术。全书以典型工作任务为导向，结构上按照“学习目标→项目概述→知识准备→项目实施→项目小结→课后练习”的逻辑展开，引导学生在一个完整的教学周期内实现“学中做、做中学”，有效地培养其网络规划、部署与排障的实战能力。本书内容精准对接 H3CSE-RS+ 认证的交换技术部分，既是高职院校网络技术相关专业的理想教学用书，也是网络工程师备考认证、提升岗位技能的实用参考指南。

王杰，男，湖北生态工程职业技术学院计算机网络技术系主任，主要著作方向为计算机网络技术，参与省级教研课题1项，主持校级教研项目1项，获软件著作权1项，实用新型专利2项。

项目一　园区网络基础架构部署 1
1.1　企业网络模型 3
1.1.1　引入 3
1.1.2　层级化网络模型 3
1.1.3　模块化企业网络架构 4
1.2　园区网的网络模型发展历程 5
1.2.1　引入 5
1.2.2　小型局域网 6
1.2.3　中型局域网 6
1.2.4　大型局域网 7
项目实施 8
项目小结 9
课后练习 9
项目二　虚拟局域网（VLAN）规划与部署 10
2.1 VLAN 的原理 11
2.1.1　引入 11
2.1.2 VLAN 的技术原理 11
2.1.3 VLAN 端口的划分 13
2.1.4 VLAN 的划分方式 15
2.1.5 VLAN 的匹配顺序 18
2.2 VLAN 的配置 19
2.2.1　引入 19
2.2.2　基于端口的 VLAN 基本配置 19
2.2.3　基于协议的 VLAN 基本配置 20
2.2.4　基于 IP 子网的 VLAN 基本原理 21
2.2.5 VLAN 显示及维护 21
2.3 QinQ 基本原理 21
2.3.1　引入 21
2.3.2 QinQ 产生的背景 22
2.3.3 QinQ 的工作原理 22
2.3.4 QinQ 报文结构 23
2.3.5 QinQ 实现方式 23
2.3.6 QinQ 基本配置 24
项目实施 24
项目小结 25
课后练习 25
项目三　实现 VLAN 间通信——单臂路由与三层交换机部署 27
3.1 VLAN 路由 28
引入 28
3.2 VLAN 路由的实现 28
3.2.1　单臂路由实现 VLAN 间路由 28
3.2.2　三层交换机实现 VLAN 间路由 30
3.3　交换机转发机制 31
3.3.1　最长匹配转发 31
3.3.2　交换机精确匹配转发 31
3.3.3　交换机精确匹配转发表 32
3.3.4　交换机最长匹配转发 34
3.3.5　交换机最长匹配转发表 34
3.4　本地三层转发流程 36
3.5　跨设备三层转发流程 37
3.6 VLAN 路由的相关配置 39
3.6.1　创建 VLAN 接口配置命令 39
3.6.2　交换机静态路由配置 39
3.6.3 VLAN 路由的相关维护调试命令 40
项目实施 41
项目小结 41
课后练习 42
项目四　构建无环网络——生成树协议（STP）部署与环路防护 43
4.1 STP 介绍 44
4.1.1　引入 44
4.1.2　什么是 STP 45
4.2 STP 的基本概念 46
4.2.1　桥和端口的角色 46
4.2.2　桥 ID 47
4.2.3　路径开销（ Path Cost） 47
4.2.4　配置 BPDU 48
4.3 STP 的计算过程 50
4.3.1　计算方法 51
4.3.2　根桥选举过程 51
4.3.3　确定端口角色 55
4.3.4 STP 计算结果 61
4.3.5　收到低优先级配置 BPDU 时的处理 64
4.4 STP 端口状态 64
4.4.1　临时环路问题 64
4.4.2　通过中间状态避免临时环路 65·VII·
4.4.3 STP 端口状态机 66
4.5 STP 拓扑改变处理 68
4.6 STP 的不足 71
4.6.1　收敛时间长 71
4.6.2　拓扑变化收敛机制不灵活 71
项目实施 72
项目小结 73
课后练习 73
项目五　提升网络收敛速度——快速生成树协议（RSTP）优化部署 74
5.1 RSTP 引入 75
5.1.1 RSTP 介绍 75
5.1.2 RSTP 的端口状态 76
5.1.3 RSTP 的端口角色 76
5.1.4 RSTP 的 BPDU 格式 77
5.1.5 RSTP 中 BPDU 的处理 78
5.2 RSTP 的快速收敛 79
5.2.1　边缘端口 79
5.2.2　根端口快速切换 80
5.2.3　指定端口快速切换 81
5.3 RSTP 的拓扑改变处理 83
5.4 RSTP 和 STP 的兼容 83
5.5 RSTP 的相关配置 85
5.5.1 RSTP 的基本配置命令 85
5.5.2 RSTP 可选参数 85
5.5.3　配置优先级、 端口对应链路的路径开销和定时器 86
5.5.4 RSTP 高级配置 86
5.5.5 RSTP 维护调试命令 87
项目实施 87
项目小结 88
课后练习 88
项目六　复杂网络中的负载分担与冗余——多生成树协议（MSTP）实例部署 89
6.1 MSTP 引入 90
6.2 MSTP 的基本概念 92
6.2.1 MST 域 92
6.2.2 CST、 IST、 CIST、 总根和域根 92
6.2.3 MSTI 和 MSTI 域根 93
6.2.4 MSTP 的端口角色 94
6.3 MSTP 的工作原理 95
6.3.1 MSTP 的 BPDU 格式 95
6.3.2 CIST 的优先级向量 97
6.3.3 MSTI 的优先级向量 97
6.3.4 MSTP 计算 97
6.3.5 MSTP 和 RSTP 的互操作 103
6.4 MSTP 的相关配置 103
6.4.1 MSTP 的基本配置 103
6.4.2 MSTP 的高级配置 104
6.5 STP 保护 104
6.5.1 BPDU 保护 104
6.5.2　根桥保护 105
6.5.3　环路保护 106
6.5.4 TC 保护 107
6.6 STP 保护相关配置 107
项目实施 107
项目小结 108
课后练习 109
项目七　提升链路带宽与可靠性——链路聚合原理及配置 110
7.1　链路聚合简介 111
7.1.1　链路聚合的产生 111
7.1.2　链路聚合的作用 112
7.1.3　链路聚合相关概念 112
7.1.4 LACP 113
7.2　链路聚合模式 115
7.2.1　静态聚合流程 115
7.2.2　动态聚合流程 116
7.3　链路聚合的相关配置 118
7.3.1　静态聚合组配置命令 118
7.3.2　动态聚合组配置命令 118
项目实施 118
项目小结 119
课后练习 120
项目八　保障网关的高可用性——虚拟路由冗余协议（VRRP）部署 121
8.1 VRRP 简介 122
8.1.1 VRRP 产生背景 122
8.1.2 VRRP 的应用 123
8.2 VRRP 工作原理 124
8.2.1 VRRP 标准 124
8.2.2 VRRP 相关概念 125
8.2.3 VRRP 选举 126
8.2.4 VRRP 监视端口功能 127
8.3 VRRP 报文和状态机 127
8.3.1 VRRP 报文 127
8.3.2 VRRP 状态机 128
8.4　配置 VRRP 129
项目实施 130
项目小结 131
课后练习 131
项目九　设备简化管理与带宽扩展——智能弹性架构（IRF）堆叠部署 132
9.1 IRF 概述 133
9.1.1 IRF 产生背景 133
9.1.2 IRF 堆叠的功能 134
9.2 IRF 技术原理 134
9.2.1 IRF 堆叠相关概念 134
9.2.2 IRF 堆叠角色选举 135
9.2.3 IRF 堆叠物理拓扑 137
9.2.4 IRF 堆叠的形成 138
9.2.5 IRF 堆叠维护 140
9.2.6 IRF 堆叠的高可靠性管理 141
9.3 IRF 典型应用 144
9.4 IRF 配置和维护 146
项目实施 146
项目小结 147
课后练习 147
项目十　保障堆叠高可靠性实现——MAD 冲突检测与恢复配置 149
10.1 MAD 概述 150
10.1.1 MAD 产生背景 150
10.1.2 MAD 的功能 151
10.2 MAD 技术原理 151
10.2.1 MAD 冲突处理 151
10.2.2 MAD 故障恢复 152
10.2.3 MAD 机制 153
10.2.4 LACP MAD 153
10.2.5 BFD MAD 154
10.2.6 ARP MAD 155
10.3 MAD 配置和维护 156
10.3.1 LACP MAD 配置命令 156
10.3.2 BFD MAD 配置命令 156
10.3.3 ARP MAD 配置命令 156
10.3.4 ND MAD 配置命令 157
10.3.5　其他 MAD 配置命令 157
项目实施 157
项目小结 158
课后练习 158
项目十一　跨设备链路冗余与带宽扩展——跨设备链路聚合（M-LAG）部署 160
11.1 M-LAG 技术简介 161
11.2 M-LAG 工作原理 162
11.2.1 M-LAG 网络模型及基本概念 162
11.2.2 DRCP 164
11.2.3 Keepalive 机制 164
11.2.4 MAD 机制 165
11.2.5 M-LAG 设备角色计算 166
11.2.6 M-LAG 工作过程 167
11.2.7 M-LAG 安全机制 169
11.2.8 M-LAG 系统的流量转发 170
11.2.9　故障处理机制 173
11.3 M-LAG 典型组网 176
11.3.1　单级 M-LAG 场景 176
11.3.2　多级 M-LAG 场景 177
11.3.3 M-LAG 与 STP 结合应用场景 178
11.3.4 M-LAG 与 VRRP 结合应用场景 179
11.3.5 M-LAG 与双活网关结合应用场景 180
11.4 M-LAG 基本配置 181
项目实施 182
项目小结 183
课后练习 183
项目十二　网络故障的快速感知——双向转发检测（BFD）联动部署 185
12.1 BFD 协议 186
12.1.1 BFD 协议概述 186
12.1.2 BFD 协议的特点 186
12.2 BFD 基本原理 187
12.2.1 BFD 单跳及多跳检测 187
12.2.2 BFD 会话的建立与拆除 187
12.2.3 BFD 报文 188
12.2.4 BFD 会话建立过程 190
12.2.5 BFD 会话检测模式 192
12.2.6 BFD 计时器协商 193
12.3 BFD 基本配置 194
项目实施 195
项目小结 196
课后练习 196