课程大纲

网络基础
Course Introduction

课程目标

本课程旨在为学生提供综合性的IT Support Engineer培训，通过整合Cisco CCNA和Windows Server Hybrid Administrator Associate的知识点，学生将能够掌握网络与服务器管理的核心技能。课程采用项目驱动的学习方式，以一个50人规模的澳大利亚公司为案例，覆盖网络拓扑设计、VLAN配置、路由协议、AD DS部署、Hyper-V虚拟化等实际操作，帮助学生在实践中掌握理论知识，并为CCNA和Windows Server认证考试做好充分准备。

课程概览

模块 1: 网络基础

• TCP/IP ArchitectureTCP/IP模型和协议栈，网络层和传输层协议。
• Network Topology Design 和 IP Addressing Scheme企业网络拓扑设计。
• IP地址配置和子网划分，路由和管理。

模块 2: 交换网络

• Introduction to Switching Concepts 和 Introduction to VLANs交换机概念，交换机工作原理。
• VLAN概念及其实现，VLAN的配置和管理。
• Spanning Tree Protocol 和 Port-Channel生成树协议（STP）概述及配置，STP的作用和实现。
• 端口通道（Port-Channel）概述及配置，聚合链路的实现和应用。

模块 3: 路由技术

• Routing Concepts 和 Advanced Routing Protocols路由概念，静态路由和动态路由。
• 高级路由协议，OSPF、EIGRP、BGP等协议的介绍和配置。
• NAT 和 GRE VPN网络地址转换（NAT）的概念、类型和配置。
• GRE VPN的概念及其实现，GRE VPN的配置和应用。

模块 4: 网络安全

• VRRP Configuration and Testing 和 Access Control Lists虚拟路由冗余协议（VRRP）概述及配置，VRRP的测试方法。
• 访问控制列表（ACL）的概念和配置，ACL的应用场景。

模块 5: 域服务

• AD DS and FSMO Roles 和 Group Policy ManagementActive Directory域服务（AD DS）概述及配置，FSMO角色的管理。
• 组策略对象（GPO）的创建和管理，GPO的应用场景。

模块 6: 虚拟化技术和云计算

• Hyper-V 和 Azure Hybrid Cloud SolutionHyper-V的概述和配置，Hyper-V虚拟化技术的应用。
• Azure混合云解决方案的概述和实现。
• VM Management虚拟机（VM）的管理，虚拟机的部署和维护。

模块 7: 网络服务

• DHCP, DNS Services 和 IP Address Management动态主机配置协议（DHCP）的概述和配置。
• 域名系统（DNS）的概述和配置。
• IP地址管理（IPAM）的概述和实现。

模块 8: 存储服务

• Storage Configuration and Management, Data and Storage Replication存储配置和管理，存储解决方案的实现。
• 数据和存储的复制，数据保护和备份的实现。

项目介绍

Request for Information (RFI)

Introduction

Company A is a 50-person Australian company seeking to develop a new IT environment that meets the needs of our growing business. We are looking for a vendor to provide a comprehensive solution that includes network design, infrastructure implementation, and ongoing support. This document outlines the requirements and specifications for the new IT environment.

Company Overview

Company A has multiple departments with branch offices located in Sydney and Melbourne. The new IT environment must support the following:

• A connection between the Sydney and Melbourne offices using one MPLS link and one GRE over the Internet.
• Two internet access points for redundancy and high availability.
• Network access for 50 computers.
• Centralized management of company accounts and Windows services through domain services.
• IP address management and assignment.
• Website hosting and backup using Hyper-V.
• Comprehensive data protection and backup solutions.

Scope of Work

The scope of work includes the design, implementation, and management of the following components:

Network Infrastructure

• TCP/IP ArchitectureDevelop a robust and scalable TCP/IP architecture to support current and future business needs.
• Network Topology DesignDesign a network topology that includes branch offices, MPLS link, GRE VPN, and internet access.
• Ensure high availability and redundancy in the network design.
• IP Addressing SchemeDevelop an IP addressing scheme that supports efficient routing and management.
• Implement IP address configuration and subnetting.
• Introduction to Switching ConceptsDesign and configure switches to support the network topology.
• Implement VLANs and trunking for efficient network segmentation and traffic management.
• Configuring SwitchesConfigure switches to support VLANs and inter-VLAN routing.
• Implement Spanning Tree Protocol and Port-Channel for network stability and redundancy.
• Introduction to Routing ConceptsImplement static and dynamic routing protocols to ensure efficient data flow between branch offices and the internet.
• Implement Network Address Translation (NAT) and GRE VPN for secure and efficient remote connections.
• Introduction to VRRP Configuration and TestingImplement and test VRRP for high availability of network gateways.
• Configure Access Control Lists (ACL) and remote access for secure network management.

Server and Virtualization

• Introduction to AD DS and FSMO RolesImplement Active Directory Domain Services (AD DS) and manage FSMO roles.
• Develop and implement Group Policy Objects (GPO) for centralized management.
• Introduction to Hyper-VPlan and deploy Windows Server IaaS Virtual Machines using Hyper-V.
• Secure Hyper-V workloads and manage virtual machines.
• DHCP and DNS ServicesConfigure DHCP and DNS servers for efficient IP address management.
• Implement IP Address Management (IPAM) and test the configuration.
• Storage Configuration and ManagementConfigure and manage storage solutions.
• Implement data and storage replication for high availability.
• Configure file and storage spaces for efficient data management.
• Implement data protection and backup solutions.

Hybrid Cloud Solutions

• Introduce Azure Hybrid Cloud SolutionExplore and implement Azure hybrid cloud solutions to extend on-premises infrastructure.
• Ensure seamless integration and management of hybrid cloud resources.

Project Review and Assessment

• Final Implementation and Integration TestingConduct thorough testing of the implemented solutions.
• Review and assess the project to ensure all requirements are met.
• Provide documentation and training for ongoing management and support.

Requirements

Vendors are requested to provide detailed information on the following:

• Company ProfileOverview of your company, including experience and expertise in similar projects.
• Proposed SolutionDetailed description of the proposed solution, including network design, hardware, and software components.
• Implementation PlanComprehensive implementation plan, including timelines, milestones, and resource requirements.
• Support and MaintenanceDetails on support and maintenance services, including response times and service level agreements (SLAs).
• Cost EstimatewoDetailed cost estimate for the proposed solution, including hardware, software, implementation, and ongoing support costs.

 

TCP/IP Architecture

TCP/IP模型和协议栈，网络层和传输层协议

学习目标

• 理解TCP/IP模型的四层架构及其各层的功能与作用。
• 熟悉TCP/IP协议栈中各个主要协议的工作原理和应用场景。
• 掌握IP、ICMP和ARP等网络层协议的基本概念和实际应用。
• 深入理解TCP和UDP协议的工作机制及其在网络传输中的应用。

知识点介绍

1. TCP/IP模型和协议栈
   • 概述：详细介绍TCP/IP模型的四层架构（应用层、传输层、网络层和链路层），解析每一层的功能和工作原理。
   • 协议栈解析：深入解析TCP/IP协议栈中各个主要协议的作用，包括但不限于HTTP、FTP、SMTP、TCP、UDP、IP、ARP等。
2. 网络层协议
   • IP协议：讲解IP协议的基本概念、IP地址结构、子网划分以及路由选择算法。
   • ICMP协议：介绍ICMP协议的作用及其在网络诊断工具（如ping和traceroute）中的应用。
   • ARP协议：深入了解ARP协议的工作机制及其在IP地址与MAC地址映射中的重要性。
3. 传输层协议
   • TCP协议：详细讲解TCP协议的连接管理（三次握手与四次挥手）、数据传输可靠性保证（如序列号、确认号、流量控制、拥塞控制等）。
   • UDP协议：介绍UDP协议的特点和适用场景，强调其在实时应用（如视频流、在线游戏）中的重要性。

 

Network Topology Design 和 IP Addressing Scheme

• 企业网络拓扑设计。
• IP地址配置和子网划分，路由和管理。

学习目标

• 理解和设计不同类型的企业网络拓扑结构，满足企业的实际需求。
• 掌握IP地址配置和子网划分的技巧，能够高效地进行IP地址规划和管理。
• 熟悉路由协议的工作原理和配置方法，能够有效地进行路由管理和网络优化。
• 掌握网络管理和监控工具的使用，提升网络运维和故障排除能力。

知识点介绍

1. 企业网络拓扑设计
   • 拓扑结构概述：讲解不同类型的网络拓扑结构（如星型、总线型、环型、混合型等），并分析各自的优缺点和应用场景。
   • 企业网络设计原则：介绍企业网络设计的基本原则，包括可扩展性、可靠性、安全性和高效性等。
2. IP地址配置和子网划分
   • IP地址基础：介绍IP地址的分类（IPv4和IPv6）、结构和作用。
   • 子网划分：详细讲解子网划分的原理和方法，包括子网掩码的计算、子网数量和主机数量的确定。
3. 路由和管理
   • 路由基础：介绍路由的基本概念、静态路由和动态路由协议（如RIP、OSPF、BGP等）的工作原理和应用场景。
   • 路由管理：讲解路由表的维护和管理，路由器配置和管理工具的使用。
   • 网络管理和监控：介绍网络管理的基本概念和方法，包括SNMP、NetFlow等工具和协议的使用，确保网络的正常运行和故障排除。

 

交换网络
Introduction to Switching Concepts 和 Introduction to VLANs

• 交换机概念，交换机工作原理。
• VLAN概念及其实现，VLAN的配置和管理。

学习目标

• 理解交换机的基本概念和工作原理，熟悉不同类型交换机的特点和应用场景。
• 掌握VLAN的基本概念和实现方法，能够根据实际需求划分和配置VLAN。
• 熟悉VLAN配置和管理的具体操作步骤，能够进行VLAN间路由和高级VLAN管理。
• 能够识别和解决常见的VLAN配置问题，确保网络的高效和稳定运行。

知识点介绍

1. 交换机概念及工作原理
   • 交换机基础：介绍交换机的定义、功能和在网络中的作用，区别交换机与集线器和路由器的不同。
   • 工作原理：详细讲解交换机的工作机制，包括MAC地址表的构建、帧转发过程和STP（生成树协议）的作用。
   • 交换机类型：分析不同类型的交换机（如二层交换机、三层交换机和多层交换机）的特点和应用场景。
2. VLAN概念及其实现
   • VLAN基础：介绍VLAN（虚拟局域网）的定义、作用及其在网络管理中的重要性。
   • VLAN划分：讲解如何根据部门、功能或安全需求划分VLAN，实现网络隔离和流量管理。
   • VLAN标记：解释VLAN标记技术（如IEEE 802.1Q），以及Trunk端口在跨交换机VLAN通信中的作用。
3. VLAN的配置和管理
   • VLAN配置：演示在不同品牌交换机上创建和配置VLAN的具体步骤，包括设置访问端口和Trunk端口。
   • VLAN管理：讲解VLAN间路由（Router-on-a-Stick）、VLAN Trunking Protocol（VTP）等高级VLAN管理技术。
   • 故障排除：介绍常见的VLAN配置问题和故障排除方法，确保网络稳定性和高效性。

 

Spanning Tree Protocol 和 Port-Channel

• 生成树协议（STP）概述及配置，STP的作用和实现。
• 端口通道（Port-Channel）概述及配置，聚合链路的实现和应用。

学习目标

• 理解生成树协议（STP）的基本概念和工作原理，掌握STP的配置方法。
• 熟悉STP在防止网络环路和实现冗余路径中的作用，了解不同类型STP的应用场景。
• 熟悉端口通道（Port-Channel）的基本概念和实现方法，掌握链路聚合的配置步骤。
• 理解端口通道在提高带宽、实现冗余和负载均衡中的应用，能够在实际网络中配置和管理Port-Channel。

知识点介绍

1. 生成树协议（STP）概述及配置
   • STP概述：介绍生成树协议（Spanning Tree Protocol, STP）的基本概念，解释其在网络中防止环路的重要性。
   • STP的工作原理：详细讲解STP的工作机制，包括BPDU（桥协议数据单元）的交换过程、根桥选举、端口状态（阻塞、监听、学习、转发、禁用）等。
   • STP配置：演示如何在不同品牌交换机上配置STP，包括启用STP、设置优先级、调整路径成本等步骤。
2. STP的作用和实现
   • 网络环路问题：阐述网络环路的危害，如广播风暴和网络拥塞，强调STP在防止环路中的作用。
   • STP类型：介绍标准STP（IEEE 802.1D）、快速生成树协议（RSTP, IEEE 802.1w）和多生成树协议（MSTP, IEEE 802.1s）的特点及应用场景。
   • 高级STP配置：讲解如何通过调整优先级、路径成本和边缘端口配置，优化STP性能和网络冗余。
3. 端口通道（Port-Channel）概述及配置
   • Port-Channel概述：介绍端口通道（Port-Channel）和链路聚合（Link Aggregation）的基本概念，解释其在提高带宽和增强冗余性方面的作用。
   • 聚合链路的实现：详细讲解链路聚合控制协议（LACP, IEEE 802.3ad）的工作机制和实现方法。
   • Port-Channel配置：演示如何在不同品牌交换机上配置Port-Channel，包括静态链路聚合和动态链路聚合（LACP）的配置步骤。
4. 聚合链路的实现和应用
   • 带宽提升：解释如何通过端口聚合实现带宽叠加，以满足高流量应用的需求。
   • 冗余与负载均衡：讲解端口聚合在网络冗余和负载均衡中的应用，提高网络的容错能力和性能。
   • 实际应用案例：通过实际案例展示端口通道在企业网络中的具体应用，说明其在数据中心和企业局域网中的重要性。

 

路由技术
Routing Concepts 和 Advanced Routing Protocols

• 路由概念，静态路由和动态路由。
• 高级路由协议，OSPF、EIGRP、BGP等协议的介绍和配置。

学习目标

• 理解路由的基本概念和工作原理，熟悉路由表的结构和路由选择的基本原理。
• 掌握静态路由和动态路由的配置方法，了解其优缺点和适用场景。
• 深入了解高级路由协议OSPF、EIGRP和BGP的基本概念、工作机制和配置方法。
• 能够在实际网络中配置和管理OSPF、EIGRP和BGP协议，优化网络性能和路由选择。

知识点介绍

1. 路由概念
   • 路由基础：介绍路由的基本概念和作用，解释路由器在网络中的功能及其工作原理。
   • 路由表：讲解路由表的结构和组成部分，如何查看和理解路由表中的信息。
   • 路由选择：介绍路由选择的基本原理和决策过程，包括最优路径选择的标准和算法。
2. 静态路由和动态路由
   • 静态路由：详细讲解静态路由的配置方法、优缺点及其应用场景，演示在不同品牌路由器上的静态路由配置步骤。
   • 动态路由：介绍动态路由的概念和工作机制，讲解动态路由协议的分类及其应用场景。
   • 动态路由协议：简要介绍常见的动态路由协议，如RIP、OSPF、EIGRP、BGP等。
3. 高级路由协议
   • OSPF（开放最短路径优先）
     • OSPF概述：介绍OSPF协议的基本概念、特点和优势，解释OSPF的区域划分和层次化设计。
     • OSPF配置：演示在不同品牌路由器上配置OSPF的具体步骤，包括网络类型、接口配置、邻居关系建立等。
     • OSPF高级配置：讲解OSPF认证、区域划分、虚链路等高级配置方法，优化OSPF网络性能。
   • EIGRP（增强型内部网关路由协议）
     • EIGRP概述：介绍EIGRP协议的基本概念、特点和优势，解释EIGRP的度量值计算和DUAL算法。
     • EIGRP配置：演示在不同品牌路由器上配置EIGRP的具体步骤，包括网络声明、接口配置、邻居关系建立等。
     • EIGRP高级配置：讲解EIGRP认证、负载均衡、汇总等高级配置方法，优化EIGRP网络性能。
   • BGP（边界网关协议）
     • BGP概述：介绍BGP协议的基本概念、特点和优势，解释BGP的自治系统、路由选择机制和路径属性。
     • BGP配置：演示在不同品牌路由器上配置BGP的具体步骤，包括邻居关系建立、路由策略配置等。
     • BGP高级配置：讲解BGP路径选择策略、社区属性、反射器等高级配置方法，优化BGP网络性能。

 

NAT 和 GRE VPN

• 网络地址转换（NAT）的概念、类型和配置。
• GRE VPN的概念及其实现，GRE VPN的配置和应用。

学习目标

• 理解网络地址转换（NAT）的基本概念和作用，熟悉不同类型NAT的特点和应用场景。
• 掌握静态NAT、动态NAT和端口地址转换（PAT）的配置方法，能够在实际网络中配置和管理NAT。
• 理解GRE VPN的基本概念和工作原理，掌握GRE VPN的配置步骤。
• 熟悉GRE VPN在不同应用场景中的配置和应用，能够在实际网络中实现和管理GRE VPN。

知识点介绍

1. 网络地址转换（NAT）的概念、类型和配置
   • NAT概念：介绍网络地址转换（Network Address Translation, NAT）的基本概念和作用，解释其在IP地址重用和网络安全中的重要性。
   • NAT类型：讲解不同类型的NAT，包括静态NAT、动态NAT和端口地址转换（PAT，或称为NAT过载）的特点和应用场景。
   • NAT配置：演示在不同品牌路由器上配置NAT的具体步骤，包括配置静态NAT、动态NAT和PAT，确保内网设备可以访问外网资源。
2. GRE VPN的概念及其实现
   • GRE VPN概念：介绍通用路由封装（Generic Routing Encapsulation, GRE）和虚拟专用网（Virtual Private Network, VPN）的基本概念，解释GRE VPN在实现隧道通信中的作用。
   • GRE工作原理：详细讲解GRE的工作机制，包括封装和解封装过程、隧道接口的建立和维护。
   • GRE VPN配置：演示在不同品牌路由器上配置GRE VPN的具体步骤，包括创建隧道接口、配置隧道源和目的地址、启用GRE隧道等。
3. GRE VPN的配置和应用
   • GRE VPN应用场景：介绍GRE VPN在跨地域连接、远程访问和分支机构互联中的应用场景，强调其在复杂网络环境中的优势。
   • GRE VPN安全性：讲解如何结合IPSec提高GRE VPN的安全性，确保数据在传输过程中的机密性和完整性。
   • 实际应用案例：通过实际案例展示GRE VPN在企业网络中的具体应用，说明其在实现安全、稳定的远程连接中的重要性。

 

网络安全
VRRP Configuration and Testing 和 Access Control Lists

• 虚拟路由冗余协议（VRRP）概述及配置，VRRP的测试方法。
• 访问控制列表（ACL）的概念和配置，ACL的应用场景。

学习目标

• 理解虚拟路由冗余协议（VRRP）的基本概念和工作原理，掌握VRRP的配置方法。
• 掌握VRRP的测试方法，能够搭建测试环境并进行故障排除。
• 理解访问控制列表（ACL）的基本概念和作用，熟悉标准ACL和扩展ACL的区别及其配置方法。
• 掌握ACL在不同应用场景中的具体应用，能够在实际网络中配置和管理ACL，提升网络安全性和性能。

知识点介绍

1. 虚拟路由冗余协议（VRRP）概述及配置
   • VRRP概述：介绍虚拟路由冗余协议（Virtual Router Redundancy Protocol, VRRP）的基本概念和作用，解释其在提高网络可靠性和可用性方面的优势。
   • VRRP工作原理：详细讲解VRRP的工作机制，包括虚拟路由器、主路由器和备份路由器的角色划分、VRRP优先级和故障切换过程。
   • VRRP配置：演示在不同品牌路由器上配置VRRP的具体步骤，包括创建VRRP组、设置优先级、配置虚拟IP地址等，确保网络的高可用性。
2. VRRP的测试方法
   • 测试环境搭建：介绍如何搭建VRRP测试环境，确保在实验室环境中模拟真实网络情况。
   • 功能测试：讲解如何测试VRRP的基本功能，包括主备切换、优先级调整等。
   • 故障排除：介绍常见VRRP配置问题及其解决方法，确保网络稳定性和可靠性。
3. 访问控制列表（ACL）的概念和配置
   • ACL概述：介绍访问控制列表（Access Control List, ACL）的基本概念和作用，解释其在网络安全和流量管理中的重要性。
   • ACL类型：讲解标准ACL和扩展ACL的区别及应用场景。
   • ACL配置：演示在不同品牌路由器和交换机上配置ACL的具体步骤，包括配置标准ACL和扩展ACL、应用ACL到接口等。
4. ACL的应用场景
   • 流量过滤：讲解如何使用ACL进行流量过滤，限制不必要的流量，提升网络安全性。
   • 访问控制：介绍ACL在控制网络访问权限中的应用，如限制特定IP地址或端口的访问。
   • 网络性能优化：讲解如何利用ACL进行网络流量的优先级管理和优化，提升网络性能。
   • 实际应用案例：通过实际案例展示ACL在企业网络中的具体应用，说明其在实现网络安全和流量管理中的重要性。