计算机网络工程是构建和维护数字通信基础设施的核心技术，而Cisco作为全球领先的网络设备供应商，其路由器和交换机在行业中被广泛应用。本教程将指导您掌握基于Cisco设备的网络工程基础知识、配置方法和实际应用场景。

一、计算机网络工程概述
计算机网络工程涉及设计、实施和管理网络系统，以支持数据传输、资源共享和通信服务。它涵盖局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网架构，强调可用性、安全性和可扩展性。在现代企业中，网络是业务运营的支柱，而Cisco设备因其可靠性和丰富的功能集成为首选。

二、Cisco路由器基础
路由器是连接不同网络的关键设备，负责数据包的转发和路径选择。Cisco路由器运行IOS（Internetwork Operating System），提供命令行界面（CLI）进行配置。初学者应熟悉以下核心概念：

• IP地址和子网划分：理解IPv4和IPv6地址结构，以设计高效的网络拓扑。
• 路由协议：如OSPF（开放最短路径优先）和EIGRP（增强内部网关路由协议），用于动态路由管理。
• 基本配置：通过CLI设置主机名、接口IP和默认路由。例如，使用enable进入特权模式，configure terminal进入全局配置模式。

三、Cisco交换机操作
交换机用于连接设备在同一局域网内，基于MAC地址转发数据帧。Cisco交换机支持VLAN（虚拟局域网）划分，提高网络安全性和性能。关键操作包括：

• VLAN配置：创建VLAN并分配端口，隔离广播域。
• 生成树协议（STP）：防止网络环路，确保冗余路径的稳定性。
• 端口安全：限制设备接入，防止未经授权的访问。

四、网络设计与故障排除
一个高效的网络工程需要合理的设计和及时的维护。使用Cisco设备时，遵循分层模型（如核心层、分布层和接入层）以简化管理。故障排除工具包括：

• Ping和Traceroute：测试连通性和路径跟踪。
• Show命令：如show ip route检查路由表，show vlan验证VLAN状态。
• 日志和监控：利用Syslog和SNMP收集数据，快速定位问题。

五、实际应用与安全考虑
在部署Cisco网络时，安全是重中之重。实施访问控制列表（ACL）过滤流量，启用SSH替代Telnet进行远程管理，并定期更新固件以防漏洞。典型应用场景包括企业办公网络、数据中心和云连接。通过模拟器如Cisco Packet Tracer或GNS3，您可以在虚拟环境中练习配置，积累实战经验。

掌握基于Cisco路由器和交换机的计算机网络工程，需要理论与实践结合。从基础知识到高级配置，逐步学习将帮助您构建可靠、安全的网络系统，适应不断发展的技术需求。持续学习和认证（如CCNA）可进一步提升专业技能。