动手做计算机网络仿真实验（微课视频版） 教学大纲

《计算机网络》实践教学大纲

一、课程说明

1.课程名称计算机网络

2.英文名称Computer Network

3.课程类别专业必修课

4.课程编码

5.课程学时与学分根据各开课单位培养方案确定

6.实验项目数根据各开课单位培养方案确定

7.开课单位

8.开课学期按培养方案规定的学期开设

9.适用专业计算机科学与技术，信息安全，物联网工程，软件工程，数据科学与大数据技术，信息与计算科学，网络工程，电子信息工程，电气工程及其自动化，通信工程，自动化

二、课程简介掌握计算机网络原理及关键技术需要经过理论学习、观察思考、动手实践三个阶段的学习本实验课是《计算机网络》理论课程的配套实验计算机网络的协议数量繁多，针对计算机网络原理体系结构各层的重难点，精心设计了39个实验，帮助学生进一步理解实验所涉及的原理和技术，加深对教学内容的理解同时通过亲自动手配置网络软硬件、运用综合技能来搭建网络并提供网络管理和服务，培养学生分析问题、解决问题的能力

三、课程学习目标《计算机网络》实验是理工科相关专业计算机网络课程教学的重要组成，是学生进入IT领域必须要掌握的技能，TCP/IP协议是网络工程师和软件开发人员必须要掌握的技术，具有很强的实践性它是帮助学生进一步理解计算机网络的层次结构和原理、应用计算机网络理论、培养学生对计算机网络问题的分析能力和实际动手能力的重要手段通过实验课程的系统学习和训练，学生应达到下列要求

1.掌握计算机网络的基本概念，深入理解计算机网络的基本原理

2.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

3.掌握相关网络设备的基本配置方法

4.根据网络需求对相关设备进行设置、规划和组建网络、排除网络故障

5.培养学生分析问题和解决问题的能力、提高学生的实际动手能力，为后续相关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

四、主要仪器设备安装有Windows和Cisco Packet Tracer仿真软件的计算机若干台

五、实验项目内容与学时分配计划学实验类序号实验项目内容提要时别Packet Tracer软件的获取、安装以及运行Packet Tracer软件的基本使用方法构建网络拓认识Packet Tracer仿真1扑、配置网络设备、进行网络测试、查看网络设备1探索软件的相关网络信息、单步模拟和协议分析、IOS命令行模式和命令辅助熟悉计算机、集线器、以太网交换机以及路由器等熟悉常用网络设备及其互2常用网络设备1探索连掌握常用网络设备之间的互连认识点对点协议（PPP）3点对点协议掌握不带认证的PPP协议的配置方法1验证掌握带CHAP认证的PPP协议的配置方法使用集线器构建共享式以4验证使用集线器构建的共享式以太网的广播特性1验证太网验证在共享式以太网中可能出现碰撞（冲突）使用交换机构建交换式以5验证经过自学习的交换机可以明确地转发单播帧1验证太网验证在交换式以太网中不会出现碰撞（冲突）以太网交换机自学习和转验证以太网交换机的自学习算法验证以太网交换61验证发帧的过程机转发帧的过程掌握使用集线器在物理层扩展以太网的方法掌握使用交换机在数据链路层扩展以太网的方法以太网的扩展（集线器和7验证集线器既不隔离碰撞域（冲突域），也不隔离1验证交换机的对比）广播域验证交换机隔离碰撞域（冲突域），但不隔离广播域验证冗余链路与以太网交换机的生成树协议（STP）配合使用，可在提高以太网可靠性的同时消以太网交换机的生成树协8除网络环路1验证议验证广播帧会在网络环路中永久兜圈并充斥整个网络，严重浪费网络资源掌握在以太网交换机上划分VLAN的方法验证划分VLAN可将庞大的广播域分隔成若干个9划分虚拟局域网1验证独立的广播域验证同一VLAN中的计算机之间可以直接通信，不同VLAN中的计算机之间不能直接通信地址解析协议的基本工作掌握地址解析协议（ARP）的基本工作原理验证101验证原理ARP请求报文被封装在广播帧中发送验证ARP响应报文被封装在单播帧中发送地址解析协议不能跨网络验证地址解析协议（ARP）不能跨网络直接使用，111验证直接使用而只能逐个网络（或链路）使用熟悉IPv4地址的分类编址方法121验证IPv4地址的分类编址方法验证不同网络中的计算机之间不能直接通信熟悉IPv4地址的划分子网编址方法IPv4地址的划分子网编址13验证不同网络中的计算机之间需要通过路由器进1验证方法行通信熟悉IPv4地址的无分类编址方法IPv4地址的无分类编址方14掌握路由聚合的方法1验证法掌握静态路由配置方法默认路由和特定主机路由掌握默认路由的特点和相关配置151设计的配置掌握特定主机路由的特点和相关配置理解IPv4数据报首部中生存时间TTL字段的作用16路由环路问题1验证验证静态路由配置错误可能导致路由环路问题验证IP数据报可能在路由环路中“兜圈”路由器既隔离碰撞域也隔验证路由器隔离碰撞域（冲突域）验证路由器隔171验证离广播域离广播域掌握路由信息协议（RIPvl）的特点和配置方法18路由信息协议RIPvl验证RIPvl是基于距离向量的，它认为好的路由是1验证“RIP距离最短”的路由验证RIPvl的等价负载均衡验证RIPvl是有类路由协议，不支持变长子网掩码路由信息协议RIPv2与19VLSM；RIPv2是无类路由协议，支持VLSMo1验证RIPvl的对比验证RIPvl广播发送RIP更新报文，RIPv2组播发送RIP更新报文掌握开放最短路径优先OSPF协议的特点和配置20开放最短路径优先协议验证OSPF是基于链路状态的，它认为好的路由是1验证“路径代价最少”的路由验证OSPF的等价负载均衡21OSPF可以划分区域验证OSPF可以划分区域1验证了解边界网关协议BGP的特点22边界网关协议1验证掌握BGP的基本配置方法验证利用网际控制报文协议（ICMP）实现PING应用的基本原理23网际控制报文协议的应用1验证验证利用网际控制报文协议（ICMP）实现traceroute应用的基本原理24网络地址与端口号转了解网络地址与端口号转换NAPT的作用1设计换掌握NAPT的原理和配置方法理解从IPv4向IPv6过渡所使用的隧道技术从IPv4向IPv6过渡所掌握在路由器上配置隧道的方法251验证使用的隧道技术验证经过隧道可以实现两个IPv6网络通过IPv4网络进行通信理解“多臂路由”的含义26VLAN间单播通信的实现掌握通过“多臂路由”实现VLAN间单播通信的1设计方法一一“多臂路由”方法理解“单臂路由”的含义27VLAN间单播通信的实现掌握通过“单臂路由”实现VLAN间单播通信的1设计方法一一“单臂路由方法认识三层交换机28VLAN间单播通信的实现掌握使用三层交换机实现VLAN间单播通信的方1设计方法一一使用三层交换机法验证TCP通过“三报文握手”建立TCP连接验29TCP的运输连接管理1验证证TCP通过“四报文挥手”释放TCP连接理解用户数据报协议UDP是无连接的理解运输30用户数据报协议1验证层端口号的作用了解动态主机配置协议Dynamic HostConfigurationProtocol,DHCP的作用掌握在服31动态主机配置协议1验证务器上配置DHCP的方法观察DHCP的基本工作过程了解DHCP中继代理的作用32配置DHCP中继代理掌握在路由器上配置DHCP中继代理的方法1设计观察DHCP中继代理的基本工作过程了内华域名系统Domain NameSystem,DNS的作用33域名系统的递归查询方法1验证理解DNS的工作原理观察DNS递归查询过程观察DNS缓存的作用了解文件传送协议FTP的作用掌握FTP服务器的配置方法34文件传送协议1验证掌握FTP客户端常用命令的使用方法观察FTP的基本工作过程了解电子邮件系统的组成理解电子邮件的发送和接收过程35电子邮件相关协议观察简单邮件发送协议SMTP的基本工作过1验证程观察邮局协议POP3的基本工作过程了解万维网文档的种类和作用万维网文档的作用和超文36了解统一资源定位符URLo1设计本传输协议尝试编写万维网文档观察超文本传输协议HTTP的基本工作过程37配置访问控制列表理解访问控制的相关基木概念1验证掌握在路由器上配置访问控制列表ACL的方法掌握在路由器上配置IPSec并实现虚拟专用网VPN配置基于IPSec的虚拟专的方法381设计用网VPN观察普通IP数据报经IPSec处理后成为IP安全数据报并在VPN中传送的过程构建采用三层网络架构的将之前各章中的重点实验进行融合综合392小型园区网构建采用三层网络架构的小型园区网设计

七、教学方法本书提供了详细的微课视频和线上课程（中国大学MOOC和学银在线），可以采用线上线下混合教学的方式，让学生通过线上学习的方式对相关实验进行预习，课堂以学生动手实践和交流总结为主，有效地提高教学效率不同专业对计算机网络课程的教学安排不同，各专业可根据实际情况有针对性的进行实验安排和设计

七、考核方式现场检查，实验报告检查实验按要求独立完成或分组合作完成每个实验后，按时提交书写规范的实验报告实验报告基本内容包括实验名称、实验目的、实验环境、网络拓扑图、实验内容及步骤、实验过程的详细记录、实验结果分析、实验总结

八、教材和主要参考书

1.高军陈君唐秀明张剑主编.《深入浅出计算机网络（微课视频版）》，清华大学出版社，2022年BuattMH-ttHiuusvaa-计算机网络深入浅出**■■■，,««««•

2.高军吴亮红卢明席在芳唐秀明主编.《动手做计算机网络仿真实验-基于PacketTracer（微课视频版）》，清华大学出版社，2023年BMaMXB«samn«动手做计算机网络仿真实验•JacketTracer。