《计算机网络》实验教学大纲

一、实验课程性质、目的与任务

《计算机网络》实验课是计算机科学与技术专业、网络工程专业和软件工程专业计算机网络课教学的重要组成。它是理解计算机网络原理、应用计算机网络理论、培养学生动手能力的重要环节。将计算机网络实验单独作为一门课来开设，目的是为了加强学生动手能力训练，加深对网络原理知识的理解，培养学生分析问题和解决问题的能力。

计算机网实验包括网线制作及网络测试仪的使用、组建简单网络、交换机的相关配置、路由器的相关配置、广域网数据链路层协议、VLAN的相关配置等。通过网络原理实验教学，使学生能更好地理解和掌握计算机网络的组成、各层内部的工作过程和涉及的相应技术，为后续网络工程等课程的学习和今后从事计算机网络方面的研究和实际工作打下良好的基础。

二、实验教学基本要求

（1）对计算机网络的硬件设备有较全面地了解和认识。

（2）掌握交换和路由器的基本配置方法。

（3）掌握组建简单网络。

（4）理解并掌握网络协议的分析方法。

（5）为今后学习网络工程课打下理论基础，培养基本的网络设置能力。

三、实验项目与类型：

序号	实验项目	学时	实验性质				备注
			验证	综合	设计	研究 探索	必做	选做
1	网线的制作及电缆测试仪的使用	2	√				√
2	局域网简单组网	2	√				√
3	交换机的基本配置与远程登录	2	√				√
4	路由器的基本配置	2	√					√
5	路由器交换机综合实验	2		√			√
6	VLAN的配置与分析	2	√				√
7	VLAN主干道配置	2	√					√
8	利用三层交换机实现不同VLAN间通信	2		√			√
9	交换机端口聚合	2	√					√
10	快速生成树配置	2	√					√
11	广域网数据链路层协议	2		√				√
12	静态路由配置	2	√					√
13	基本网络命令	2	√					√
14	单臂路由实现不同vlan间通信	2		√				√

四、实验教学内容

实验一：网线的制作及电缆测试仪的使用

1、实验目的

1）通过亲手制作网线，掌握网线（直通UTP和交叉UTP）制作的方法；

2）了解标准568A和568B网线的线序；

3）学会电缆测试仪的使用，并用来测试网线的连通性。

2、方法原理

原理与方法：按T568B和T568A标准制作网线（直通线或交叉线）；用电缆测试仪对所制作的网线的连通性进行测试。

实验手段：动手操作

3、主要实验仪器及材料

计算机、Linux操作系统

4、实验内容

1）观察常见的各种网络工具和器材。

2）使用剥线钳、网线钳等工具，制作直通线、交叉线。

3）可简单归纳为“剥”、“理”、“插”和“压”四个字。

4）对制作的网线进行测试。

实验二：局域网简单组网

1、实验目的

1、理解对等网的概念，掌握组建简单对等网的方法。

2、掌握用集线器、交换机进行简单组网的方法。

理解集线器、交换机的工作原理。

2、方法原理

原理与方法：使用集线器组建共享式以太网，使用交换机组建交换式以太网，实现各PC间的互联互通。

1、将两台电脑利用以太网卡和UTP电缆直接连接组成一个小网络；

2、用一台集线器将多台电脑连接组成一个小网络，用两台集线器将多台电电脑连接组成一个小网络。

3、用交换机组建交换式以太网。

实验手段：对网络设备进行动手操作和采用PT软件结合实验

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

使用集线器组建共享式以太网，使用交换机组建交换式以太网，实现各PC间的互联互通。

具体采用

1）真实平台实验

2）模拟平台实验

实验三：交换机的基本配置与远程登录

1、实验目的

1）认识交换机的外型接口，了解交换机的基本工作原理。

2）通过对锐捷3760和cisco 2900系列交换机的配置，掌握交换机几种常用的配置方法。

3）为学习网络工程、网络系统集成与综合布线等课程和今后从事组建网络等打下基础。

2、方法原理

原理与方法：用Console口对交换机进行配置；掌握一些基本的配置命令的使用方法。

实验手段：对网络设备进行动手操作和采用PT软件结合实验

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

1）通过Console口配置

2）通过RCMS控制台进行配置

3）采用cisco packet tracer软件进行模拟操作

4）采用Telnet进行远程登录

实验四：路由器的基本配置

1、实验目的

1）认识路由器的外型接口，了解路由器的基本工作原理。

2）通过对cisco和锐捷路由器的配置，掌握路由器常用的配置方法。

3）为学习网络工程、网络设备等课程和今后从事组建网络等打下基础。

2、方法原理

原理与方法：通过Console口对路由器进行配置；掌握路由器一些基本的配置命令的功能和使用方法。

实验手段：对网络设备进行动手操作和采用PT软件结合实验

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

1）通过Console口搭建路由器的配置环境

2）通过RCMS控制台进行配置

3）采用cisco packet tracer软件进行模拟操作

实验五：路由器交换机综合实验

1、实验目的

1）学会用路由器和交换机组建互联网络。

2）掌握对路由器、交换机进行连接和配置的方法。

3）掌握对IP地址进行规划和设置。

2、方法原理

原理与方法：使用交换机将一些PC机连接起来，然后用路由器再将交换机互联构成一个网络网；进行IP地址规划；对PC机的IP地址进行设置，对路由器的接口IP地址进行设置。

实验手段：对网络设备进行动手操作和采用PT软件结合实验

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

（1）网络拓扑结构

（2）网段规划

（3）配置路由器R1的接口E0和E1的IP地址

（4）测试网络连通性

实验六：VLAN的配置与分析

1、实验目的

1）了解VLAN的作用。

2）掌握在一台交换机上划分VLAN的方法和跨交换机的VLAN的配置方法。

3）掌握Trunk端口的配置方法。

2、方法原理

原理与方法：在交换机上划分VLAN，用ping命令测试其连通性。进行交换机端口Trunk属性配置。

实验手段：对网络设备进行动手操作和采用PT软件结合实验

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

1）运行Cisco Packet Tracer软件，在逻辑工作区放入两台交换机和四台工作站PC，用直连线（CopperStraight-Through）连接交换机和工作站PC。

2）分别点击工作站PC1~PC4，进入其配置窗口，选择桌面（Desktop）项，选择运行IP设置（IP Configuration），设置IP地址和子网掩码分别为

3）划分VLAN之前测试工作站PC间的连通性：

4）创建VLAN 和VLAN

5）测试划分VLAN后工作站PC间的连通性

实验七：VLAN主干道配置

1、实验目的

掌握交换机上创建交换机间的主干道，实现对多VLAN的运输。

2、方法原理

原理与方法：1、配置两个交换机上分别创建两个VLAN：VLAN2和VLAN3并为其分配静态成员。2、创建两个交换机上的主干道，测试主干道的工作情况。

实验手段：对网络设备进行动手操作和采用PT软件结合实验。

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

1）运行Cisco Packet Tracer软件，在逻辑工作区放入两台交换机和六台工作站PC，按用直连线 连接交换机和工作站PC，用交叉双绞线连接两台交换机。

2）创建VLAN，分别在两台交换机上创建VLAN 2和VLAN 3。

3）静态分配VLAN成员。

4）设置工作站IP地址和子网掩码

5）测试工作站PC间的连通性。

实验八：利用三层交换机实现不同VLAN间通信

1、实验目的

1、 掌握交换机Tag VLAN的配置

2、掌握三层交换机基本配置方法；

3、 掌握三层交换机VLAN路由的配置方法；

4、通过三层交换机实现VLAN间相互通信；

2、方法原理

原理与方法：三层交换机基本配置。通过三层交换机实现VLAN间互相通信。三层交换机具备网络层的功能，实现VLAN相互访问的原理是：利用三层交换机的路由功能，通过识别数据包的IP地址，查找路由表进行选路转发，三层交换机利用直连路由可以实现不同VLAN之间的相互访问。三层交换机给接口配置IP地址。采用SVI（交换虚拟接口）的方式实现VLAN间互连。SVI是指为交换机中的VLAN创建虚拟接口，并且配置IP地址。

实验手段：对网络设备进行动手操作和采用PT软件结合实验。

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

步骤一：在交换机上创建VLAN，并将端口划分到VLAN中。

步骤二：把交换机相连端口（假设为0/1）定义为tag vlan模式。

步骤三：在交换机上创建VLAN，并将端口划分到另一个VLAN中。

步骤四：把交换机相连端口（假设为0/1）定义为tag vlan模式。

步骤五：设置三层交换机VLAN间通信。

实验九：交换机端口聚合

1、实验目的

理解链路聚合的配置及原理。

2、方法原理

如果聚合的每个链路都遵循不同的物理路径,则聚合链路也提供冗余和容错。通过聚合调制解调器链路或者数字线路,链路聚合可用于改善对公共网络的访问。链路聚合也可用于企业网络,以便在吉比特以太网交换机之间构建多吉比特的主干链路。

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

配置aggregate port：本实验描述如何在2层接口上配置AP，一旦AP配置完成，则AP配置将应用到所有的AP成员端口上。如果一个端口加入AP，则该端口的与AP相同类别的特性将被AP的配置所取代。

实验十：快速生成树配置

1、实验目的

理解快速生成树协议RSTP的配置及原理。

2、方法原理

生成树协议的主要功能有两个：一是在利用生成树算法、在以太网络中，创建一个以某台交换机的某个端口为根的生成树，避免环路。二是在以太网络拓扑发生变化时，通过生成树协议达到收敛保护的目的。

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

1）打开、关闭Spanning Tree协议

2）配置交换机优先级（Switch Priority）

3）配置端口优先级（Port Priority）

4）配置Hello Time

5）配置Forward-Delay Time

实验十一：广域网数据链路层协议

1、实验目的

1）掌握广域网链路层协议的基本原理。

2）掌握广域网链路层协议的基本配置。

2、方法原理

在进行路由器接口配置前，先要按照网络拓扑结构图对设备进行正确连接，并通过PC机建立超级终端连接，通过Console口对路由器进行配置。

由于实验中并不存在真实的广域网，因此这里利用背靠背连线模拟广域网。配置广域网的数据链路层协议PPP协议、帧中继协议、x.25协议等，使各网络互通。体会广域网协议的工作过程和配置方法。

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

1）配置接口封装协议

2）配置PPP CHAP被验证方

3）配置PPP CHAP验证方

4）配置PPP PAP被验证方

5）配置PPP PAP验证方

实验十二：静态路由配置

1、实验目的

掌握静态路由配置方法。

2、方法原理

置两台路由器上的静态路由，实现模拟远程网络互联。

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

1）环境设置

2）设置静态路由

3）测试工作站PC间的连通性。

实验十三：基本网络命令

1、实验目的

1）了解网络命令的基本功能

2）掌握基本网络命令的使用方法

3）握使用网络命令观察网络状态的方法。

2、方法原理

在本实验中对WINDOWS环境下的基本网络命令的使用方法进行介绍，并给出具体范例。

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

ARP命令、PING命令、TRACERT命令、hostname命令、ipconfig命令、netstat命令

实验十四：单臂路由实现不同vlan间通信

1、实验目的

(1)进一步熟悉交换机vlan间互通的配置方法；

(2)熟悉和掌握不同vlan间互通的测试方法。

2、方法原理

Ethernet交换机（二层或三层交换机）被配置成两个VLAN：VLAN1和VLAN2。端口8配置为一个中继端口，也就是说端口8属于VLAN 1和VLAN 2。在路由器的一个快速以太口上配置两个子接口，每个子接口被配置到一个独立的IP子网上，并为每个子接口封装一个VLAN ID，分别对应VLAN 1和VLAN 2。因此，交换机中VLAN 1或VLAN 2的数据流可以通过中继端口8到达路由器子接口f0.1或f0.2，通过两个子接口实现两个VLAN之间的路由。因为路由器只有一个物理接口同一个交换机端口相连接，所以这种路由器有一种别名：单臂路由！

实验手段：对网络设备进行动手操作和采用PT软件结合实验

3、主要实验仪器及材料

计算机、交换机，路由器

4、实验内容

配置路由器

实现vlan之间的通信

五、考核方法

1．教师对学生实验过程完成情况进行详细登记，记入实验成绩中。

2．学生完成实验后按要求撰写实验报告，根据实验报告确定每次实验的等级。

3．实验成绩按20%比例计入课程期评总成绩中。

六、实验指导书及主要参考书目

1、实验指导书

自编实验指导书。

2、主要参考书：

陈代武主编，计算机网络技术.北京：北京大学出版社，2009

谢希仁编著，计算机网络(第5版).北京：电子工业出版社,2007

吴功宜编著，计算机网络（第2版）.北京：清华大学出版社,2007

（美）James F.Kurose Keith W.Ross著；陈鸣译，计算机网络自顶向下方法与Internet特色.北京：机械工业出版社,2007

主 撰 人：陈代武 彭智朝

审 核 人：彭智朝

2012.6