计算机网络实验教程——基于华为eNSP

以问题为牵引,引导学生进行实验操作和结果分析的计算机网络实验教程
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谢钧 , 缪志敏 (主编) 袁恩 , 岳淑贞 , 赵洪华 (副主编) 978-7-115-60426-2

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1.《计算机网络教程 第6版 微课版》配套实验教程,实验设计紧密围绕原理知识
2. 将网络设备配置操作与协议分析相结合,使学生通过实验手段分析问题、运用所学知识解决问题
3. 以问题为牵引,实验中设置大量问题启发学生思考,不机械照搬命令完成实验任务,常用命令需要学生自己补全
4. 每个实验都由多个难度递进的任务和问题组成,教师可根据实际教学需要选取
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内容摘要

本书是《计算机网络教程(第 6 版)(微课版)》配套的实验指导书。全书共 7 章,内容包括常用命令与实验工具、物理层实验、数据链路层实验、网络层实验、运输层实验、应用层实验和网络安全实验。本书中的实验与主教材《计算机网络教程(第 6 版)(微版)》中的相关理论相互印证,实验步骤详尽,内容安排科学,能够帮助教师合理组织计算机网络实验教学,帮助读者更好地理解计算机网络的原理、掌握一定组网能力、为进一步学习打下坚实的基础。
本书可作为高等学校计算机、人工智能、大数据、电子信息等专业相关课程的教材,也可作为计算机网络应用领域技术人员和科学研究工作者的参考资料。

前言

计算机网络是高等学校计算机及电子信息等相关专业的核心课程。该课程内容庞杂,
知识点之间的关系复杂。学生普遍反映计算机网络课程比较难学,网络原理比较抽象,理
解起来比较困难。因此,利用计算机网络实验教学来帮助学生理解计算机网络的原理和相
关知识,已成为广大教师的共识。目前,市场上有很多计算机网络方面的实验教程和实验
指导书,但这些书在教学思路、实验内容、实验平台等方面差别较大,可谓是仁者见仁、
智者见智。
本书作为配套的实验指导书,与主教材《计算机网络教程(第 6 版)(微课版)》内容
结合紧密,适用于高等学校计算机网络课程的实验教学。
本书的主要特点如下。
(1)实验内容的设计紧密围绕计算机网络的原理和相关知识,在培养学生基本组网技
能的同时,加深学生对计算机网络中各种协议和网络设备工作原理的理解。
(2)将网络设备配置操作与协议分析相结合,不仅教会学生基本的网络设备配置命令,
更重要的是教会学生通过实验手段分析问题、运用所学知识解决问题的方法。
(3)强调以理论指导实践,用实践验证理论的教学思想。以问题为牵引,引导学生进
行实验操作和结果分析。多数实验项目采用“配置→预测→测试→分析”的步骤。学生按
要求配置网络后,先运用知识预测结果,再通过相关测试手段验证结果,最后总结分析实
验结果。
(4)本书并未将所有操作命令都罗列出来,一些常用命令需要学生自己补全,学生不
能通过简单、机械地照搬命令来完成实验任务。
(5)实验中设置了大量问题来启发学生思考,课后思考题有助于拓展学生思维。
(6)每个实验都由多个难度递进的任务和问题组成,教师可根据学生的具体情况,在
实际教学中进行合理安排。
(7)实验环境以华为网络模拟器 eNSP 为主,这有利于国产网络设备的推广。
本书是编者团队多年实验教学经验的总结,感谢团队各成员的支持和帮助,感谢胡谷
雨教授、金凤林教授和刘鹏副教授给出的重要参考意见。
由于编者水平有限,书中难免存在一些缺点和不足,殷切希望广大读者批评指正。
编 者
2023 年 2 月于中国人民解放军陆军工程大学

目录

第1章 常用命令与实验工具 1
1.1 常用网络命令 1
1.1.1 “命令提示符”窗口 1
1.1.2 “ipconfig”命令 2
1.1.3 “ping”命令 4
1.1.4 “tracert”命令 7
1.1.5 “arp”命令 9
1.2 网络协议分析器 Wireshark 10
1.2.1 Wireshark 主界面 10
1.2.2 捕获分组 11
1.2.3 查看分组格式与内容 13
1.2.4 分组过滤 14
1.3 网络仿真平台 eNSP 16
1.3.1 eNSP 主界面 17
1.3.2 建立网络拓扑 18
1.3.3 配置和操作设备 19
1.3.4 在 eNSP 中启动分组捕获 功能 20
1.4 华为网络设备的 CLI 21
1.4.1 命令行视图 22
1.4.2 常用的网络设备配置命令 23
1.4.3 命令行的使用技巧 26
第2章 物理层实验 29
2.1 双绞线制作及简单组网 29
2.1.1 相关知识 29
2.1.2 制作 RJ-45 双绞线 30
2.1.3 用网线测试仪测试双绞线 32
2.1.4 连接交换机并配置主机 IP 地址 32
2.1.5 测试网络连通性 34
2.1.6 实验小结 35
2.1.7 思考题 35
2.2 使用控制台接口配置交换机 35
2.2.1 相关知识 35
2.2.2 使用 Console 线连接 交换机 37
2.2.3 通过终端管理软件登录 交换机 37
2.2.4 使用交换机的基本配置 命令 39
2.2.5 实验小结 41
2.2.6 思考题 41
第3章 数据链路层实验 42
3.1 PPP 基本配置与分析 42
3.1.1 相关知识 42
3.1.2 建立网络拓扑 43
3.1.3 基于 PAP 鉴别的 PPP 配置与分析 44
3.1.4 基于 CHAP 鉴别的 PPP 配置与分析 47
3.1.5 实验小结 50
3.1.6 思考题 50
3.2 交换机原理分析 50
3.2.1 相关知识 50
3.2.2 建立网络拓扑 51
3.2.3 分析交换机的工作原理 52
3.2.4 分析交换机 MAC 地址表的 老化时间 55
3.2.5 比较交换机与集线器的 功能 56
3.2.6 实验小结 56
3.2.7 思考题 56
3.3 虚拟局域网配置与分析 56
3.3.1 相关知识 57
3.3.2 建立网络拓扑 57
3.3.3 基于端口的 VLAN 配置 58
3.3.4 直接连接不同交换机的 相同 VLAN 59
3.3.5 使用 Trunk 连接不同 交换机的相同 VLAN 59
3.3.6 实验小结 61
3.3.7 思考题 61
3.4 生成树协议配置与分析 61
3.4.1 相关知识 61
3.4.2 建立网络拓扑 62
3.4.3 验证生成树协议的作用 63
3.4.4 验证单实例生成树对 VLAN 的作用 65
3.4.5 MSTP 的多实例配置与 验证 66
3.4.6 配置 Trunk 链路,验证 生成树协议的功能 67
3.4.7 实验小结 68
3.4.8 思考题 68
第4章 网络层实验 69
4.1 ARP 分析 69
4.1.1 相关知识 69
4.1.2 建立网络拓扑 72
4.1.3 分析同一网络内通信时
ARP 的工作过程 72
4.1.4 分析不同网络间通信时
ARP 的工作过程 74
4.1.5 实验小结 77
4.1.6 思考题 77
4.2 路由表与 IP 数据报的转发 77
4.2.1 相关知识 77
4.2.2 建立网络拓扑 80
4.2.3 直连路由实验 81
4.2.4 静态路由实验 82
4.2.5 路由聚合实验 83
4.2.6 最长前缀匹配实验 84
4.2.7 实验小结 85
4.2.8 思考题 85
4.3 RIP 配置与分析 85
4.3.1 相关知识 86
4.3.2 建立网络拓扑 87
4.3.3 RIPv1 的基本配置 88
4.3.4 RIPv2 的基本配置 89
4.3.5 验证水平分割功能 90
4.3.6 验证 RIP 的慢收敛问题 91
4.3.7 实验小结 93
4.3.8 思考题 93
4.4 OSPF 配置与分析 93
4.4.1 相关知识 93
4.4.2 建立网络拓扑 95
4.4.3 单区域 OSPF 配置与分析 96
4.4.4 多区域 OSPF 配置与分析 99
4.4.5 实验小结 102
4.4.6 思考题 102
4.5 VLAN 互连与三层交换机 103
4.5.1 相关知识 103
4.5.2 建立网络拓扑 104
4.5.3 用路由器互连 VLAN 105
4.5.4 用单臂路由器互连 VLAN 106
4.5.5 用三层交换机互连 VLAN 107
4.5.6 实验小结 110
4.5.7 思考题 110
4.6 网络地址转换 111
4.6.1 相关知识 111
4.6.2 建立网络拓扑 112
4.6.3 静态 NAT 配置与分析 113
4.6.4 动态 NAT 配置与分析 115
4.6.5 NAPT 配置与分析 115
4.6.6 实验小结 118
4.6.7 思考题 118
第5章 运输层实验 119
5.1 UDP 分析 119
5.1.1 相关知识 119
5.1.2 建立网络拓扑 120
5.1.3 UDP 报文格式分析 120
5.1.4 捕获并分析 UDP 长报文 122
5.1.5 捕获并分析 UDP 短报文 123
5.1.6 实验小结 124
5.1.7 思考题 124
5.2 TCP 分析 124
5.2.1 相关知识 124
5.2.2 捕获 TCP 踪迹文件 125
5.2.3 熟悉 TCP 踪迹文件 125
5.2.4 分析 TCP 序号和流量 控制 126
5.2.5 分析应用层内容 128
5.2.6 分析 TCP 拥塞控制 128
5.2.7 实验小结 129
5.2.8 思考题 129
第6章 应用层实验 130
6.1 DNS、HTTP 分析 130
6.1.1 相关知识 130
6.1.2 建立网络拓扑 132
6.1.3 配置 eNSP 使模拟网络与 物理 PC 连通 132
6.1.4 配置 DNS 服务 134
6.1.5 分析 DNS 报文 135
6.1.6 配置 WWW 服务 136
6.1.7 分析 HTTP 137
6.1.8 实验小结 138
6.1.9 思考题 138
6.2 DHCP 配置与分析 139
6.2.1 相关知识 139
6.2.2 建立网络拓扑 141
6.2.3 配置 DHCP 服务器 142
6.2.4 分析 PC1 通过 DHCP 自动获取 IP 地址配置的 过程 143
6.2.5 配置 DHCP 中继代理 服务 146
6.2.6 分析 PC2 通过 DHCP 代理自动获取 IP 地址 配置的过程 146
6.2.7 实验小结 147
6.2.8 思考题 147
6.3 TCP 套接字编程 147
6.3.1 相关知识 148
6.3.2 编写并编译 TCP 服务器端 代码 152
6.3.3 编写并编译 TCP 客户端 代码 156
6.3.4 运行程序 158
6.3.5 程序功能分析 158
6.3.6 增加功能 159
6.3.7 编写新的文件传输程序 159
6.3.8 实验小结 159
6.3.9 思考题 159
第7章 网络安全实验 160
7.1 ACL 配置 160
7.1.1 相关知识 160
7.1.2 建立网络拓扑 163
7.1.3 完成路由和服务器配置 164
7.1.4 配置基本 ACL 165
7.1.5 配置高级 ACL 166
7.1.6 实验小结 168
7.1.7 思考题 168
7.2 IPsec VPN 配置与分析 169
7.2.1 相关知识 169
7.2.2 建立网络拓扑 171
7.2.3 完成路由配置 172
7.2.4 在 IPsec 隧道方式下采用 AH 协议 173
7.2.5 在 IPsec 隧道方式下采用 ESP 协议 175
7.2.6 实验小结 176
7.2.7 思考题 176

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作者介绍

谢钧 陆军工程大学教授、计算机网络领域专家、博士生导师,军用网络技术国家级实验教学示范中心常务副主任。长期从事网络技术研究和本科生《计算机网络原理》、研究生《无线网络》等课程的教学工作。获军队科技进步一等奖2项、二等奖1项、三等奖3项,军队教学成果二等奖1项。

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