《计算机网络实验》教学大纲

Experiment of Computer Network

课程代码：XF067011学时：16学分：0.5

适用专业：信息与计算科学、数学与应用数学等课程性质：选修

撰稿人：王媛媛审定人：杨传栋

一、实验课的性质与任务

计算机网络实验是计算机网络课程的重要教学环节，是信息与计算科学、数学与应用数学等专业的必修课程。通过相应的网络实验，使得学生熟悉和深入理解在体系结构各层的协议功能，熟悉并掌握互联网环境下常用网络设备-交换机、路由器的基本工作原理和操作方法，加深学生对计算机网络的基本概念和基本原理的理解，巩固课堂理论教学内容。并在此基础上强化学生的实践意识、提高学生实际动手能力，激发学生的应用创新能力的。

二、实验目的与要求

通过本课程的学习，主要让学生掌握链路层、网络层、传输层(运输层)、应用层等各层相关协议的分析方法，及交换机和路由器的基本配置方法。通过各层协议的分析，理解实验中数据的一般格式、配置及其计算过程，使学生加深对网络基本原理的理解。

每一个实验进行前，由任课教师讲清实验的基本原理、方法及要求；学生预习实验指导，弄清实验目的和实验步骤。实验小组为5-6人一组，每组均配有实验用计算机和相关的配套设备(如：双网卡、集线器、路由器等)，每次均为2学时。要求学生掌握各实验所需知识、操作方法或步骤，记录实验中所遇到的问题，并写出详细的实验报告。实验报告按照学校的统一格式填写。

三、实验项目设置情况

序号实验项目名称学时开出要求实验项目类型

必做选做基础型综合设计研究创新

演示验证

1实验支撑环境与简单局域网组建2√√

2以太网链路层帧格式分析2√√

3交换机的基本配置2√√

4Vlan划分2√√

5路由器的基本配置和直连路由2√√

6ARP地址解析协议分析实验2√√

7静态路由2√√

8TCP连接建立和释放过程分析2√√

四、各实验项目教学内容

实验项目一：实验支撑环境与简单局域网组建2学时

(一)实验目的要求

熟悉网络实验室的实验支撑环境，为后续实验的顺利进行打下基础；

掌握简单局域网的规划与配置方法

(二)实验材料和仪器设备

PC机、交换机、网线和PacketTracer模拟器

(三)实验内容

首先用PacketTracer模拟器建立如下局域网，进行设置，使计算机之间能够通信。

然后使用实验室设备建立局域网，并进行设置，使计算机之间能够通信。

实验项目二：以太网链路层帧格式分析2学时

(一)实验目的要求

掌握协议分析软件的基本使用方法；

分析并掌握MAC层帧结构。

(二)实验材料和仪器设备

PC机、交换机、网线和协议分析软件。

(三)实验内容

建立局域网，在此基础上，使用协议分析软件发送并接收LLC帧，分析其中的MAC帧结构，重点是首部各字段数据的含义，发送的帧应该包括：单播帧、多播帧、长度小于64字节的帧、长度超过1518字节的帧等，并分析执行结果。

实验项目三：交换机的基本配置2学时

(一)实验目的要求

掌握交换机的基本配置命令和方法。

(二)实验材料和仪器设备

PC机、交换机、网线和RCMS设备。

(三)实验内容

学生使用RCMS登陆交换机并进行配置。

主要掌握的命令如下：

操作模式切换命令：enable、configure terminal、Interface、Exit、end

帮助命令：？

名称配置命令：hostname

提示信息配置命令：banner

端口配置命令：speed、duplex

信息显示命令：show

实验项目四：Vlan划分2学时

(一)实验目的要求

理解并掌握Port Vlan的配置方法。

(二)实验材料和仪器设备

PC机、交换机、网线和RCMS设备。

(三)实验内容

构建如下两种结构的网络，分别进行配置，并保证网络畅通，然后按要求进行vlan划分，并验证是否正确。

实验项目五：路由器的基本配置和直连路由2学时

(一)实验目的要求

掌握路由器的基本配置命令和方法；

掌握如何用路由器连接网络。

(二)实验材料和仪器设备

PC机、路由器、网线和RCMS设备。

(三)实验内容

练习路由器的基本配置命令。

完成如下图的设备连接，并配置路由器和计算机，使得两台计算机可以相互ping通。

实验项目六：ARP地址解析协议分析实验2学时

(一)实验目的要求

分析并掌握ARP协议报文格式；

分析并掌握ARP协议在同一网络和不同网络间的解析过程。

(二)实验材料和仪器设备

PC机、交换机、路由器、网线、RCMS设备和协议分析软件。

(三)实验内容

创建如下两种拓扑结构的网络，分别进行配置，保证网络畅通，在两台计算机之间互ping，并用协议分析软件接收数据，分析接收到的数据，并比较两种网络环境下的不同，分析原因。

实验项目七：静态路由2学时

(一)实验目的要求

掌握如何通过静态路由方式实现网络的连通性。

(二)实验材料和仪器设备

PC机、路由器、网线和RCMS设备。

(三)实验内容

创建如下结构的网络，进行静态路由配置，使得两台计算机能够连通。

实验项目八：TCP连接建立和释放过程分析2学时

(一)实验目的要求

掌握TCP协议的报文形式；

掌握TCP连接的建立和释放过程。

(二)实验材料和仪器设备

PC机、交换机、网线和协议分析软件。

(三)实验内容

建立具有如下结构的网络，使用Telnet服务器端程序进行TCP连接建立和释放，通过协议分析软件接收数据，并分析连接建立的三次握手报文和连接释放报文的内容。

五、实验报告要求

1形式：手写。

2内容包括：

(1)实验题目；

(2)实验内容；

(3)实验设备及拓扑结构；

(4)实验步骤和方法；

(5)实验中出现的问题和解决方法；

(6)讨论、心得。

六、课程考核方式及成绩评定

(一)考核方式

平时成绩：ð课堂提问//R学习态度//ð课外资料收集整理//ð预习报告//R实验报告//ð其他；

结课后考试：ð笔试//ð操作。

(二)课程成绩评定办法

成绩构成：考勤40%//平时60%//考试0%

七、实验应配套的主要仪器设备及台(套)数(以一个实验教学班为标准)

台式计算机，每人一台，配备两块网卡；跳线架，八人一台；交换机，每两人一台；路由器，每两人一台；每人应有两根进行设备(跳线架、集线器和路由器)连接的网线。

附：教学参考资料

1、选用的教材：

自编讲义：《计算机网络基础实验指导》

2、主要参考书：

[1]Andrew S.Tanenbaum，《计算机网络》，清华大学出版社，2013年3月，第5版。

[2]Larry L. Peterson，《计算机网络：系统方法》，机械工业出版社，2015年6月，第1版。

[3]W.Richard Stevens著，范建华，胥光辉，张涛等译，《TCP/IP详解卷1：协议》，机械工业出版社，2014年6月，第1版。

[4]谢希仁，《计算机网络》，电子工业出版社，2013年6月，第6版。

3、其他参考资料：

无