《計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教程(第2版)》共有十七個實驗,內(nèi)容分為網(wǎng)絡(luò)基本原理、路由協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)綜合應(yīng)用四部分,包括實驗入門、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層、RIP、OSPF協(xié)議、BGP、組播、IPv6、MPLS、無線網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)編程、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)組建、綜合組網(wǎng)實驗。每個實驗均設(shè)計了預(yù)習(xí)報告和實驗報告,以方便實驗教學(xué)使用。同時,與《計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教程(第2版)》配套的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗MOOC課程和在線網(wǎng)絡(luò)實驗平臺已在北航學(xué)堂MOOC平臺上線。 《計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教程(第2版)》在實驗設(shè)計中力圖覆蓋計算機網(wǎng)絡(luò)基本原理的主要內(nèi)容和知識點,突出通過實驗使學(xué)生系統(tǒng)深入地分析和理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的原理和實現(xiàn)過程,并面向工程實踐,通過實際操作網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和模擬真實網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,提高學(xué)生的工程實踐能力。同時緊跟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的前沿,設(shè)計了一些網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)相關(guān)的實驗。 《計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教程(第2版)》可作為計算機類專業(yè)本科生和研究生的網(wǎng)絡(luò)實驗課程教材,對從事計算機網(wǎng)絡(luò)工作的工程技術(shù)人員也有參考價值。
計算機網(wǎng)絡(luò)對人類生活、工作、學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的方式產(chǎn)生著越來越重要的影響。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為計算機學(xué)科最重要的研究領(lǐng)域和社會信息基礎(chǔ)設(shè)施的支撐技術(shù)之一,在飛速發(fā)展的同時也存在大量急需解決的挑戰(zhàn)性問題。因此,研究網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論,解決網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),培養(yǎng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時代需要的高質(zhì)量人才,是計算機類學(xué)科在新形勢下的重要任務(wù)之一。而建設(shè)先進的網(wǎng)絡(luò)實驗體系和實驗教材,對于培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)時代高質(zhì)量人才尤其重要。
本書是在北京航空航天大學(xué)(以下簡稱北航)計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程建設(shè)過程中逐步形成的。通過與H3C公司合作,建設(shè)了北航-H3C計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室,并合作開發(fā)教材!队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)實驗教程(第一版)》自2005年4月正式出版以來,經(jīng)過了十余屆學(xué)生的使用,取得了良好的教學(xué)效果,受到了學(xué)生和同行們的廣泛好評。
在十余年的教學(xué)實踐中,針對網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中出現(xiàn)的問題,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,課程團隊每年都不斷地對教材進行改進和補充,經(jīng)過十多年的積累,形成了《計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教程》的第二版。
本書在第一版的基礎(chǔ)上進行了較大的調(diào)整與修改,刪去了第一版的實驗十五(基于IXA架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)實驗),新增了實驗十三(無線網(wǎng)絡(luò)實驗)、實驗十四(無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實驗)和實驗十七(綜合組網(wǎng)實驗)3個實驗;對實驗二(數(shù)據(jù)鏈路層實驗)、實驗四(傳輸層實驗)、實驗七(OSPF協(xié)議實驗)、實驗九(網(wǎng)絡(luò)管理實驗)、實驗十(組播實驗)、實驗十一(IPv6技術(shù)實驗)和實驗十五(網(wǎng)絡(luò)編程實驗)7個實驗進行了重新編寫;其他實驗也都進行了調(diào)整與改進,充實了實驗內(nèi)容和實驗類型。
本書作為計算機類專業(yè)本科生和研究生的網(wǎng)絡(luò)實驗課程教材,內(nèi)容分為網(wǎng)絡(luò)基本原理、路由協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)綜合應(yīng)用四部分。在內(nèi)容的安排上采取由易到難、循序漸進的方式,先通過基礎(chǔ)的原理實驗以加深對網(wǎng)絡(luò)原理和技術(shù)的理解,進而逐步涉及難度較大的設(shè)計型和研究型實驗。
第一部分是網(wǎng)絡(luò)基本原理實驗,包括實驗入門、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層實驗。第二部分是路由協(xié)議實驗,主要包括RIP、OSPF協(xié)議、BGP實驗。第三部分是網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)實驗,包括組播、IPv6、MPLS、無線網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實驗。第四部分是綜合應(yīng)用實驗,包括網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)編程、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)組建、綜合組網(wǎng)實驗。
本書是在參考國內(nèi)外相關(guān)文獻資料和H3C公司培訓(xùn)教材的基礎(chǔ)上,結(jié)合北航自己的教學(xué)實踐而編寫的,有一定的特色。本書使用H3C公司網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計和開發(fā)實驗,將直接適用于擁有H3C網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實驗室,但對擁有其他公司產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)計也有一定的參考作用。
本書實驗一一實驗七的內(nèi)容涉及計算機網(wǎng)絡(luò)的基本原理,可以根據(jù)具體情況選擇使用。實驗八~實驗十四可作為計算機類專業(yè)研究生網(wǎng)絡(luò)實驗課程的主體內(nèi)容,可以根據(jù)課時安排和實驗環(huán)境選擇其中一部分,對于實驗十五~實驗十七的綜合實驗部分,可以根據(jù)教學(xué)需求選擇卜2個實驗供本科生或研究生教學(xué)使用。當(dāng)然,也可以選擇本書的一部分內(nèi)容作為非計算機類專業(yè)本科生或研究生教學(xué)使用。本書的每個實驗均附有預(yù)習(xí)報告和實驗報告,以方便實驗教學(xué)使用。
另外,與本書配套的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗MOOC課程和在線實驗平臺已上線,讀者可以在北航學(xué)堂在線網(wǎng)站訪問本課程,下載相關(guān)的教學(xué)視頻、課件、實驗報告、學(xué)習(xí)資料。并且可以訪問計算機網(wǎng)絡(luò)在線實驗平臺,遠程預(yù)約實驗設(shè)備,通過遠程組網(wǎng),配置交換機、路由器,分析截獲報文等方式,體驗突破時間空間的限制,隨時隨地進行網(wǎng)絡(luò)實驗的感覺。
本書由北航錢德沛教授和張力軍副教授主編,統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計全書。全書共分為十七個實驗,實驗一、實驗四、實驗五、實驗七、實驗十、實驗十二、實驗十三、實驗十四、實驗十六由張力軍老師編寫,實驗二由張力軍和呂良雙老師編寫,實驗三由吳秀娟老師編寫,實驗六和實驗八由焦福菊老師編寫,實驗十一由呂良雙老師編寫,實驗九、實驗十五、實驗十七由劉艷芳老師編寫。另外,研究生連林江、王曉雷、臧海峰、崔雪菲、賀會龍、紀(jì)金堡、祝銘、劉銳、楊岱青、張毅、高山、石新凌、胡莉婷、徐海航、袁園園、喬俊龍、袁永鑫、孟振偉、孫青、付陳和李若巍等同學(xué)也參加了部分教材的編寫工作。
本書很多實驗內(nèi)容參考了H3C公司培訓(xùn)中心的培訓(xùn)教材和有關(guān)資料,H3C公司的工程師朱冬光、劉鳳敏、陳喆、李彥賓等在教材編寫中給予了很大的支持與幫助。謹(jǐn)在此表示衷心的感謝。
作者水平有限,不妥和錯誤之處請讀者批評指正,編者郵箱:ljzhang@buaa.edu.cn。
錢德沛,1952年8月生,北京航空航天大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,中德聯(lián)合軟件研究所所長。中國計算機學(xué)會監(jiān)事長、中國計算機學(xué)會會員。1996年至2010年擔(dān)任國家863計劃計算機主題專家組和信息領(lǐng)域?qū)<医M專家,2002年至2011年擔(dān)任863計劃“高性能計算機及核心軟件”、“高效能計算機及網(wǎng)格服務(wù)環(huán)境”等重大項目總體組組長,F(xiàn)任863計劃“高效能計算機及應(yīng)用服務(wù)環(huán)境”重大項目總體組(籌)成員、國家自然科學(xué)基金委信息學(xué)部咨詢專家委員會成員、國家973計劃信息領(lǐng)域咨詢專家組成員、中國下一代互聯(lián)網(wǎng)專家委員會成員。主要研究方向為高性能計算機體系結(jié)構(gòu)、分布式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)計算、多核/眾核編程支持、層疊網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理與性能測量等。
張力軍,1971年3月生,博士,副教授。北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院教學(xué)實驗中心副主任。1998年北京航空航天大學(xué)博士畢業(yè)后留校任教,主要研究方向:計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用,計算機應(yīng)用項目開發(fā),主持和參加過多項國家自然科學(xué)基金和航空科學(xué)基金的研究工作。教學(xué)方面主要從事計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程的教學(xué)工作,先后獲得過國家教學(xué)成果二等獎、北京市教學(xué)成果一等獎、二等獎各一項,北京市精品教材兩項,北京航空航天大學(xué)教學(xué)成果一等獎三項,北京航空航天大學(xué)精品課程兩門,發(fā)表教學(xué)和科研學(xué)術(shù)論文30余篇。
實驗一 網(wǎng)絡(luò)實驗入門
1 實驗內(nèi)容
2 實驗環(huán)境及設(shè)備簡介
3 網(wǎng)線的制作
4 交換機和路由器的基本配置
5 報文分析軟件介紹
6 簡單局域網(wǎng)組建實驗
7 基于地址轉(zhuǎn)換的組網(wǎng)實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗二 數(shù)據(jù)鏈路層實驗
1 實驗內(nèi)容
2 以太網(wǎng)鏈路層幀格式分析
3 交換機的MAC地址表和端口聚合
4 VLAN的配置與分析
5 廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議
6 設(shè)計型實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗三 網(wǎng)絡(luò)層實驗
1 實驗內(nèi)容
2 ARP分析
3 ICMP分析
4 IP分析
5 網(wǎng)絡(luò)層分片實驗
6 VLAN間通信
7 設(shè)計型實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗四 傳輸層實驗
1 實驗內(nèi)容
2 TCP基本分析
3 TCP的擁塞控制
4 UDP分析
5 TCP編程實驗
6 設(shè)計型實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗五 應(yīng)用層實驗
1 實驗內(nèi)容
2 DNS協(xié)議分析
3 HTTP分析
4 電子郵件相關(guān)協(xié)議分析
5 FTP分析
6 DHCP分析
預(yù)習(xí)報告
實驗六 RIP實驗
1 實驗內(nèi)容
2 靜態(tài)路由及默認路由配置
3 RIP配置及RIPvl報文結(jié)構(gòu)分析
4 距離矢量算法分析
5 觸發(fā)更新和水平分割
6 RIPv2報文結(jié)構(gòu)分析
7 設(shè)計型實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗七 OSPP協(xié)議實驗
1實驗內(nèi)容
2 OSPP協(xié)議概述及基本配置
3 OSPP協(xié)議報文交互過程
4 OSPP協(xié)議的鏈路狀態(tài)描述
5 區(qū)域劃分及LSA的種類
6 OSPF協(xié)議路由的計算
7 設(shè)計型實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗八 BGP實驗
1 實驗內(nèi)容
2 BGP的基本分析
3 BGP狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析
4 BGP的路由聚合
5 BGP的基本路由屬性分析
6 BGP的路由策略
7 BGP的同步機制
8 設(shè)計型實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗九 網(wǎng)絡(luò)管理實驗
1 實驗內(nèi)容
2 網(wǎng)管軟件基本功能實驗
3 SNMP基本原理驗證與分析實驗
4 網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗十 組播實驗
1 實驗內(nèi)容
2 IP組播基礎(chǔ)實驗
3 IGMP實驗
4 PIM-DM協(xié)議實驗
5 PIM-SM協(xié)議實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗十一 IPv6技術(shù)實驗
1 實驗內(nèi)容
2 IPv6基礎(chǔ)實驗
3 ICMPv6分析實驗
4 IPv6組網(wǎng)實驗
5 IPv6地址解析實驗
6 OSPFv3協(xié)議分析實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗十二 MPLS技術(shù)實驗
1 實驗內(nèi)容
2 MPLS技術(shù)實驗
3 MPLS VPN技術(shù)實驗
預(yù)習(xí)報告
實驗十三 無線網(wǎng)絡(luò)實驗
1 無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)實驗
2 802.11網(wǎng)絡(luò)掃描和加入網(wǎng)絡(luò)過程分析
3 802.1l網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程分析
4 802.11協(xié)議控制幀分析
預(yù)習(xí)報告
實驗十四 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實驗
1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡介
2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)演示實驗
3 傳感器節(jié)點OTAP實驗
4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議實驗
5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合設(shè)計實驗
實驗十五 網(wǎng)絡(luò)編程實驗
1 實驗內(nèi)容
2 簡單數(shù)據(jù)流Socket網(wǎng)絡(luò)程序的開發(fā)實驗
3 多客戶數(shù)據(jù)流Socket網(wǎng)絡(luò)程序的開發(fā)實驗
4 數(shù)據(jù)報Socket網(wǎng)絡(luò)程序的開發(fā)實驗
5 ICMP應(yīng)用編程實驗
6 TCO測試軟件的實現(xiàn)
實驗十六 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)組建實驗
1 實驗內(nèi)容
2 實驗?zāi)康?/span>
3 實驗原理
4 總體設(shè)計
5 實驗環(huán)境
6 網(wǎng)絡(luò)詳細設(shè)計
7 網(wǎng)絡(luò)測試
8 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
預(yù)習(xí)報告
實驗十七 綜合組網(wǎng)實驗
1 實驗內(nèi)容
2 實驗?zāi)康?/span>
3 實驗原理
4 總體設(shè)計
5 網(wǎng)絡(luò)詳細設(shè)計
6 實驗環(huán)境與分組
7 實驗步驟
預(yù)習(xí)報告
參考文獻