前 言
計算機網(wǎng)絡(luò)課程具有實踐性強、學科交叉、協(xié)議復雜、不同層次間協(xié)議需要相互配合運行等特點，這些特點對于理解計算機網(wǎng)絡(luò)原理帶來了不少的挑戰(zhàn)：需要理解較多的知識點、需要較強的實踐能力。計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程的設(shè)計，應該有助于學習者更好理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及協(xié)議的運行過程，使學習者能夠透過表象，理解協(xié)議原理的本質(zhì)特征�；�于這種思路，本實驗教程在一個簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與實現(xiàn)基礎(chǔ)上，綜合應用計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并對這些協(xié)議進行必要的分析，讓難以理解的、煩瑣的計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 看得見、摸得著。
區(qū)別于同類實驗教程，本實驗教程以真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實現(xiàn)為背景，以理解、分析網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的語法、語義、同步為主線來綜合設(shè)計實驗內(nèi)容，內(nèi)容涵蓋物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運輸層和應用層五層協(xié)議中的大多數(shù)知識點。這里所述的知識點，是指謝希仁教授編著的《計算機網(wǎng)絡(luò)（第7版）》中所描述的部分五層協(xié)議內(nèi)容，教材中第7章及以后的內(nèi)容，本實驗教程沒有設(shè)計實驗內(nèi)容。雖然實驗2和實驗3的主要內(nèi)容為路由器和交換機的基本配置（在其他實驗中，也涉及少量的配置任務(wù)），但這部分內(nèi)容是本實驗教程使用的基礎(chǔ)，需要讀者準確無誤地完成配置任務(wù)。
本實驗教程以理解并使用協(xié)議為主，實驗設(shè)計思路新穎獨特，其主要內(nèi)容是在一個小型校園網(wǎng)絡(luò)上使用協(xié)議和分析協(xié)議，主要通過GNS3仿真和Wireshark抓包實現(xiàn)。
由于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)，需要使用網(wǎng)絡(luò)層相關(guān)協(xié)議，這部分內(nèi)容又是后續(xù)協(xié)議分析實驗的基礎(chǔ)，因此，建議讀者在學習完網(wǎng)絡(luò)層之后開始系統(tǒng)使用本教程。有些實驗內(nèi)容可以在理論學習時同步使用，例如VLAN劃分、部分網(wǎng)絡(luò)命令等。受不同實驗環(huán)境的影響，讀者的實驗結(jié)果與本實驗教程中的結(jié)果可能不同，請讀者按本實驗教程的思路設(shè)計并分析實驗結(jié)果。
一、教程特點
1. 以應用為基礎(chǔ)
實驗緊密聯(lián)系實際，始終以協(xié)議在實際網(wǎng)絡(luò)中的應用與分析為主線設(shè)計實驗。
2. 以協(xié)議為中心
本實驗教程以謝希仁教授編著的《計算機網(wǎng)絡(luò)（第7版）》核心內(nèi)容為基礎(chǔ)，緊緊圍繞學習協(xié)議、理解協(xié)議、使用協(xié)議這個中心設(shè)計實驗。對部分協(xié)議的分析，給出了一些生活實例描述。
3. 以問題為導向
在實驗分析和思考題中，從為什么出發(fā)倒推協(xié)議運行過程。
4. 虛實無縫結(jié)合
大多數(shù)實驗在仿真環(huán)境下實現(xiàn)，無須昂貴的計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，部分實驗可在真實PC機設(shè)備與虛擬實驗設(shè)備無縫結(jié)合下實現(xiàn)，例如TFTP實驗、DNS實驗以及RIP程序設(shè)計等。
5. 內(nèi)容由易及難
前三章的實驗為實踐性實驗，其他均為驗證性實驗（其中一些包含有少量實踐性驗證），在實驗內(nèi)容安排上由淺入深、由易及難。
二、實驗環(huán)境
1. 操作系統(tǒng)：Windows、MAC OS、Linux。
2. 仿真軟件：GNS3仿真軟件（參考附錄A）。
3. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
1) 可管理的二層交換機：vIOS-L2.vmdk。
2) 不可管理的二層交換機：SW1-SW4直接使用GNS3仿真軟件中的二層交換機。
3) 三層交換機：IOS版本為c3660-a3jk9s-mz.124-25d.image。
4) WWW、DNS、R1、R2：IOS版本為c3745-adventerprisek9-mz.124-25d.image。
5. 協(xié)議分析：npcap-0.99-r7、Wireshark（參考附錄C）。
三、適用對象
本實驗教程側(cè)重于計算機網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境與方法的創(chuàng)新，部分實驗僅僅給出了大致的實驗結(jié)果，更為詳細的協(xié)議分析還需讀者深入研究學習。本實驗教程可用于計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學的實驗、課程設(shè)計、綜合實踐參考用書，也可作為計算機網(wǎng)絡(luò)理論教學的補充材料，適用于從事計算機網(wǎng)絡(luò)教學的教師和學習計算機網(wǎng)絡(luò)課程的學生使用，也可供計算機網(wǎng)絡(luò)從業(yè)人員參考。
本實驗教程是教學團隊多年教學工作經(jīng)驗的總結(jié)，黃月華對實驗教程提出了很多重要的參考意見，簡寧對實驗內(nèi)容進行了全面的驗證。在這里，還要感謝魏星、柯捷、楊鳴坤、楊華等計算機網(wǎng)絡(luò)重點課程建設(shè)組成員的大力支持，特別要感謝出版社的郝志恒、牛曉麗兩位編輯：在僅僅與他們交談了一下計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程的想法之后，便得到了他們的大力支持和鼓勵，促生了將多年計算機網(wǎng)絡(luò)教學工作經(jīng)驗總結(jié)成書本的想法，在同事們的幫助下，實驗教程終于如期出版。
由于水平有限，加之時間較為緊張，實踐教程中一定存在諸多問題：實驗設(shè)計不夠合理、協(xié)議的理解不夠準確、舉例不夠恰當、程序設(shè)計不夠嚴謹、實驗描述不夠準確等問題，敬請讀者批評指正。
由于每個讀者的計算機平臺存在各種差異性，對在實驗環(huán)境的搭建出現(xiàn)的各種問題，我們無法提供強有力的技術(shù)支持，請讀者參考附錄內(nèi)容，建議讀者在虛擬機中搭建實驗環(huán)境。另外，受版權(quán)的限制，我們無法提供Cisco相關(guān)設(shè)備IOS。


作 者
2010年 5月