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计算机网络工程实验手册

计算机网络工程实验手册

本手册旨在为计算机网络工程课程的学习者提供一套系统、实用的实验指导,帮助读者将理论知识转化为动手能力,深入理解网络技术的核心原理与实际应用。

一、 实验目标与安全须知

  1. 核心目标:通过系列实验,掌握网络设备的配置与管理、网络协议的分析与验证、网络服务的搭建与排错,最终具备设计、构建和维护中小型企业网络的能力。
  2. 安全须知
  • 操作安全:实验前务必保存现有配置,谨慎进行可能中断网络连通性的操作(如修改接口IP、关闭端口)。
  • 设备安全:遵守实验室规章制度,勿随意插拔设备线缆或更改硬件连接。
  • 环境安全:部分实验可能使用模拟器(如GNS3, EVE-NG, Packet Tracer),部分实验需在真实物理设备上进行,请根据指导老师要求选择合适环境。

二、 基础实验模块

实验一:双机互联与基础配置
目的:理解直连网络通信原理,掌握终端设备(PC)的IP地址、子网掩码等基础网络参数配置。
内容:使用交叉线或通过交换机连接两台PC,配置同网段IP地址,使用ping命令测试连通性。分析ARP协议工作过程。

实验二:交换机基本配置与VLAN划分
目的:掌握交换机的命令行配置模式,理解VLAN在广播域隔离中的作用。
内容:通过Console线或Telnet/SSH登录交换机,进行主机名、管理IP、登录密码等基础配置。创建VLAN,将端口划分至不同VLAN,验证相同与不同VLAN内主机的通信情况。

实验三:路由器基本配置与静态路由
目的:掌握路由器的接口配置,理解路由表构成及IP数据包跨网段转发原理。
内容:配置路由器各接口IP地址。搭建包含多个子网的拓扑,在路由器上配置静态路由条目,实现全网互联互通。使用show ip route命令查看路由表,使用traceroute命令跟踪数据包路径。

实验四:动态路由协议 - RIP / OSPF
目的:理解动态路由协议的概念与优势,掌握常见IGP(内部网关协议)的基本配置。
内容
* RIP版本2:在多台路由器上配置RIPv2,宣告直连网络,观察路由的自动学习和收敛过程。

  • OSPF:配置OSPF单区域,设置Router ID,宣告网络,查看邻居关系建立及链路状态数据库(LSDB)。比较RIP与OSPF的异同。

三、 进阶与综合实验模块

实验五:网络地址转换(NAT)
目的:理解NAT解决IPv4地址短缺问题的工作原理,掌握静态NAT、动态NAT及PAT(NAPT)的配置。
内容:搭建模拟企业网络拓扑(内网、外网)。配置PAT实现内网多个私有IP通过一个公网IP访问互联网;配置静态NAT实现内网服务器对外提供服务。

实验六:访问控制列表(ACL)
目的:掌握使用标准ACL和扩展ACL进行流量过滤与安全控制。
内容:基于IP地址、协议类型、端口号等条件,编写ACL规则,并将其应用到路由器接口的特定方向(in/out),实现如禁止特定主机访问、仅开放特定服务(如WWW)等安全策略。

实验七:DHCP与DNS服务搭建
目的:掌握自动分配IP地址(DHCP)和域名解析(DNS)两项核心网络服务的原理与配置。
内容
* 在路由器或专用服务器上配置DHCP服务池,为客户端自动分配IP、网关、DNS等信息。

  • 搭建DNS服务器(可使用Linux BIND或Windows Server),配置正向与反向解析区域,实现内部域名的解析。

实验八:无线局域网(WLAN)配置
目的:了解无线接入点(AP)和无线控制器的基本功能,掌握小型无线网络的组建与安全设置。
内容:配置AP的SSID、信道、加密方式(WPA2/WPA3)。在“胖AP”或“瘦AP+AC”两种模式下,实现无线客户端的接入与认证。

实验九:网络故障排查与性能分析
目的:培养网络排错思维,熟练使用常用诊断工具。
内容:教师预设常见网络故障(如线缆故障、IP配置错误、路由环回、ACL误阻等)。学生使用ping, traceroute, show, debug(谨慎使用)等命令,结合协议分析软件(如Wireshark)抓包分析,定位并排除故障。分析网络带宽、延迟、丢包率等性能指标。

四、 实验报告要求

每次实验后需提交报告,内容应包括:

  1. 实验名称与目的
  2. 实验拓扑图(手绘或软件绘制)
  3. 主要配置步骤与关键命令清单
  4. 测试结果与现象分析(粘贴测试命令输出截图,并加以说明)
  5. 思考题解答与实验心得(对实验原理的深入思考、遇到的问题及解决方法)

五、

计算机网络工程是一门实践性极强的学科。本手册提供的实验由浅入深,覆盖了从局域网到广域网、从有线到无线、从基础连通到安全管理的核心技能点。希望学习者能严格按照步骤操作,勤于思考,勇于尝试,在不断的实践与排错中巩固理论,真正成长为一名合格的网络工程师。

注:具体实验命令可能因设备厂商(如Cisco, Huawei, H3C等)或软件版本不同而有差异,请以实际实验环境为准。

更新时间:2026-01-13 04:22:27

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