
本书作者是北京理工大学资深的《计算机网络》课程授课教师,有20余年丰富的一线教学经验,在《计算机网络》课程及配套实验课程方面有深入的研究。作者以谢希仁教授编著的《计算机网络》为依托,结合多年计算机网络教学实践经验,对计算机网络实验内容进行了科学的规划和设计。全书共设计了56个实验,每个实验都涵盖了知识点、实验内容和具体步骤,书中还针对实验设计了问题和动手练。实验项目的设置紧密结合《计算机网络》重点内容,按学习进度安排实验内容。实验内容分为网络协议分析、网络编程和网络配置三种类型,共计45个实验项目,20个实验学时。每个实验均列出了所涉及的知识点、实验任务和步骤,以及与实验有关的问题,以便于完成规定的实验内容,评估实验效果。
在学习计算机网络时,很多人感觉其内容繁杂、概念抽象,无法把握要点,不能深入理解和掌握网络协议的工作原理和作用,不知道或不确定应该运用哪些知识和技术解决什么样的问题,进而逐渐失去学习的兴趣。造成这种情况的原因有很多,编者认为主要原因有两个:一是计算机网络是一个复杂系统,涉及通信、计算机系统的组织与结构、操作系统、数据结构与程序设计等较多领域的专业知识,这对学习者提出了很高的要求,很多学习者还不能贯通融合不同领域的专业知识;二是计算机网络具有很强的实践性,但由于种种条件的限制,通常过多重视理论知识的学习,缺少或忽视网络技术的实践,理论学习与工程实践脱节,因而不能掌握网络设计和配置的基本方法,体会不到网络协议或技术应用的效果,无法理解网络中不同组件、协议和系统之间的相互关系。 本书编者长期从事计算机网络教学工作。近年来,一直使用谢希仁教授编著的《计算机网络》(第7版)作为教材,教学中重点讲授第1章至第6章的内容。在教学改革与实践过程中,不断努力探索如何将案例教学、实践教学与理论教学有效融合,期望通过特色实验教学方法,使学生巩固理论知识学习成果,提升运用知识和解决问题的能力,克服“本领恐慌”。为此,编者根据教学计划和课程设计需要,结合多年的教学实践经验编写了本书。 本书按章设置实验单元和实验项目,共设计了26个实验单元,56个实验项目,每个实验单元突出该章的一个重点内容,每个实验项目突出其中的一个知识点,易于实现与教学计划的同步。在内容设计上,以某校园网建设的基本需求为案例,启发学生找到并掌握满足需求的技术方案。同时,采用“复用”思想,在尽可能相同或有限扩展的网络拓扑上,按新需求完成网络的配置。这样,一方面可以通过必要的重复,使学生巩固所学知识和技能,另一方面便于学生理解不同技术方案的效果。为帮助学生熟悉实验中所运用的理论知识,每个实验单元列出了实验目的、实验装置和工具以及所涉及的实验原理或背景知识,每个实验项目列出了任务要求和实验步骤,说明了重要配置命令的目的和使用方法,设置了一系列问题,要求学生根据所学知识、配置前后的系统状态或数据报文分析的结果进行即时回答,帮助学生锻炼和提高网络设计及分析能力,深入理解不同网络协议或机制的作用和相互联系,切实掌握计算机网络的基本原理和设计、配置、分析的基本方法。 本书实验基于华为公司的网络设备,可使用华为公司的企业网络仿真平台(eNSP)完成,也可在真实的华为网络设备上完成,具有较高的灵活性。使用eNSP,学生可以随时、多次进行实验,可以较好地解决实验学生多、实验设备少的矛盾,增强学生的积极性和自主性。此外,每个实验项目的规模都不是很大,便于学生在课堂教学过程中完成实验。 本书特别适合作为谢希仁教授编著的《计算机网络》(第7版)的配套教材,也可以作为不同类型高校本科生“计算机网络”课程的技术实践或课程设计的配套教材,还可以作为其他读者学习计算机网络理论、进行网络技术实践的参考读物。为满足不同学习需求,适应不同教学计划安排,可以对本书内容进行选择、组合或扩展。本书中的实验已经在编者所讲授的本科生“计算机网络”课程教学中经历了实践,效果良好。 本书的编写得到了所在教学团队、多位一线教师和网络工程师的热情帮助和指导。电子工业出版社的郝志恒、项红、周林、牛晓丽对本书的架构设计、内容组织与编辑出版给予了大力支持和帮助。在此向大家表示诚挚的感谢。 本书由北京理工大学郑宏和宿红毅担任主编。宿红毅完成了实验设计,李仲君编写了第1、2、6章,李冬妮编写了第3章,袁红季完成了拓扑设计和配置脚本的编写和运行测试。全书由郑宏设计、统稿和审核。 鉴于编者水平有限,书中可能存在实验设计不够合理、协议理解不够准确、配置脚本不够正确和完整等问题,敬请专家和读者朋友批评指正。
第1章 网络基础 1 1.1 配置主机的IP地址 1 实验1.1.1:打开Windows命令(控制台)窗口 1 实验1.1.2:获取主机系统信息 2 实验1.1.3:主机IP设置 3 1.2 ipconfig实战 6 实验1.2.1:获取本地主机所有网络连接的基本信息 7 实验1.2.2:获取本地主机所有网络连接的详细信息 7 实验1.2.3:释放和更新自动分配的主机 IPv4 地址 8 1.3 ping实战 10 实验1.3.1:测试本地主机的IP设置是否正确 12 实验1.3.2:测试本地主机是否正确接入网络 13 实验1.3.3:测量网络延迟 14 1.4 tracert实战 15 实验1.4.1:跟踪到不同网站的路由 17 1.5 arp实战 20 实验1.5.1:查看 ARP Cache 内容 21 实验1.5.2:删除ARP Cache中的条目 22 第2章 物理层 23 2.1 华为企业网络仿真平台(eNSP)软件的安装与使用 23 实验2.1.1:下载和安装eNSP 24 实验2.1.2:启动和设置eNSP 24 2.2 简单交换式以太网的实现 26 实验2.2.1:组建交换式以太网 27 实验2.2.2:数据报文的采集与分析 29 2.3 双绞线标准研究 30 实验2.3.1:无屏蔽双绞线UTP分类探究 31 实验2.3.2:RJ-45连线标准学习 32 第3章 数据链路层 34 3.1 PPP配置与分析 34 实验3.1.1:PPP基本配置 35 实验3.1.2:PAP鉴别配置 40 实验3.1.3:CHAP鉴别配置 43 实验3.1.4:IP 地址协商 47 3.2 交换机的MAC地址表管理 50 实验3.2.1:配置静态 MAC 地址表项 52 实验3.2.2:配置黑洞 MAC 地址表项 57 3.3 STP配置与分析 60 实验3.3.1:广播风暴分析 63 实验3.3.2:配置STP 69 实验3.3.3:控制根网桥的选举 72 3.4 虚拟局域网(VLAN)配置与分析 75 实验3.4.1:基于端口的VLAN的划分 77 实验3.4.2:基于MAC地址的VLAN的划分 83 实验3.4.3:基于IP地址的VLAN的划分 87 实验3.4.4:跨以太网交换机的VLAN扩展 90 3.5 链路聚合配置与分析 93 实验3.5.1:手工模式链路聚合 95 第4章 网络层 100 4.1 VLANIF配置 100 实验4.1.1:第三层交换机配置VLANIF接口实现VLAN之间的通信 101 4.2 单臂路由器配置 105 实验4.2.1:配置单臂路由器实现VLAN之间的通信 106 4.3 静态路由与默认路由配置 111 实验4.3.1:交换机配置静态和默认路由实现 VLAN 之间的通信 113 实验4.3.2:路由器配置静态和默认路由实现 VLAN 之间的通信 120 实验4.3.3:路由器配置静态和默认路由实现 IP 子网之间的通信 128 实验4.3.4:地址聚合与最长前缀匹配路由配置 135 4.4 RIP配置与分析 139 实验4.4.1:路由器配置RIPv1基本功能 140 实验4.4.2:路由器配置 RIPv2 基本功能 145 实验4.4.3:路由器配置RIPv2鉴别 149 实验4.4.4:RIP路由环路和慢收敛的验证与解决方法 154 4.5 OSPF配置 166 实验4.5.1:路由器配置单区域OSPF基本功能 168 实验4.5.2:路由器配置多区域OSPF基本功能 174 4.6 IPv6网络配置与分析 180 实验4.6.1:IPv6 基本配置 181 实验4.6.2:RIPng基本配置 186 实验4.6.3:手工配置IPv4隧道 192 4.7 NAT配置 202 实验4.7.1:静态NAT配置 203 实验4.7.2:动态NAT配置 208 实验4.7.3:NAPT配置 213 第5章 运输层 218 5.1 UDP分析 218 实验5.1.1:UDP 用户数据报分析 218 5.2 TCP分析 224 实验5.2.1:TCP连接建立和释放过程分析 225 第6章 应用层 233 6.1 DNS服务器配置与分析 233 实验6.1.1:DNS 简单配置与分析 233 6.2 FTP服务器配置与分析 237 实验6.2.1:FTP服务器简单配置与分析 238 6.3 WEB服务器配置与HTTP分析 243 实验6.3.1:WEB服务器简单配置与HTTP分析 244 6.4 DHCP服务器配置与分析 248 实验6.4.1:DHCP服务器配置与分析 249 参考文献与网址 256