计算机网络实验路由器的时钟,《计算机网络》实验教学大纲

《计算机网络》实验教学大纲

一、基本信息

中文名称

计算机网络

英文名称

Computer Networks

课程编号

054205

开课单位

管理学院

课程性质

必修课

学 分

2.5

考核方式

考试

总 学 时

40

理论

学时

32

实验

学时

8

上机

学时

8

实践

学时

0

适用专业

信息管理与信息系统

先修课程

计算机基础、计算机语言(C语言、JAVA语言)、数据库原理

二、实验课性质、目的、任务

性质：本实验是《计算机网络》课程的实验教学部分,开设本实验可以使学生能够将课堂知识与实践相结合，让学生进一步理解计算机网络的基本原理和具体的通信机制，熟悉基本的计算机网络的组网技术，了解主要的网络应用，掌握初步的网络应用编程技术，为学生进一步深入学习网络应用、网络设计、网络应用开发打下一个坚实的基础，同时也能使学生在实践中体会、深化了解课堂中学习的知识。

目的：为了使学生在课程学习的同时，通过在计算机网络环境中的实际操作，对现代计算机网络的基本功能有一个初步的了解。通过实验教学增强学生对计算机网络的基本知识和理论的理解，掌握初步的网络连接设备(交换机、路由器)的配置和使用方法，掌握网络线缆的制作方法，掌握选择和配置网络系统的基本步骤和方法，熟悉网络常用工具命令与功能，并能利用这些命令进行简单网络故障的诊断，深入理解网络功能与网络体系结构各层协议的分析，掌握Internet的基本应用。

任务：在学生掌握计算机网络基础理论知识的前提下，通过四个不同类型的实验，进一步加深学生对理论知识的理解与分析；通过实验，培养学生在不同情况下处理问题、解决问题的能力，以及让学生动手对一些常用网络服务器进行配置与构建。

三、教学目标及其对毕业要求的支撑

(一)教学目标

以自上向下的视角，基于因特网协议框架开设计算机网络实验，使学生认识和理解计算机网络的基本概念、组成和原理；弄清网络通信协议的设计过程和工作机理；掌握互联网配置过程和组网要素。这是本课程实验教学所应达到的目标。

本课程实验设计原则是：面向全面能力培养，面向最新技术发展，面向网络工程实践；实验设计模块化，内容组成层次化；在保证基础概念原理的理解基础上，加大综合、研究和创新性实验比重；发挥学科整体优势，教学中引进最新教学研究和科研成果；配套实验教材，并同步设计实验报告。

本课程实验教学要求学生通过实验、课程设计等实践活动，应该对计算机网络课程相关知识点有较全面的基本把握。诸如：网络模型、通信量模型、路由选择算法、拥塞退避算法等网络理论基础；局域网、因特网的体系结构；网际互联基本原理与TCP/IP协议的基本功能、工作机理以及IP、TCP和应用三层主要协议提供的操作与服务；网络安全的基础知识、技术与方法；互联网环境下组网基本方法与技能。

教学目标具体要求如下：

教学目标1：要求学生了解计算机网络的相关概念、发展演变、相关原理；

教学目标2：掌握计算机网络基本理论和层次模型；

教学目标3：掌握计算机网络常用工具、设备和辅助器件的性能和使用技术。 。

(二)教学目标及其对毕业要求的支撑

毕业要求及其指标点

教学目标1

教学目标2

教学目标3

1工程知识

1.1

√

1.2

√

2问题分析

2.1

√

2.2

√

5使用现代工具

5.1

√

5.2

√

12.终身学习

12.1

√

12.2

√

备注：包含通识教育、学科平台教育、专业教育中的实验课程，教学目标及其对毕业要求的支撑以“√”标注，若本课程对应总的毕业要求，则合并单元格，不分指标点。

四、教学内容

(一)具体教学内容

实验一：制作双绞线实验

(1)预习要求

熟悉双绞线的基本原理；

了解实验所需设备的使用方法；

掌握TIA 568A/568B两种线序。

(2)实验内容

(a)准备好实验所需材料；

(b)用压线钳的剥线刀口将5类线的外保护套管划开，剥去保护套管；

(c)按照EIA/TIA-568B标准和导线颜色将导线按规定的序号排好；

(d)剪断电缆线，将剪断的电缆线放入RJ-45插头；

(e)将RJ-45插头放入压线钳的压头槽内，压实；

(f)测试。

(3)实验目的

理解直通线和交叉线的应用范围，掌握直通线和交叉线的制作方法。

(4)作业

认真按照要求完成实验，写出实验报告，上课交给老师。

实验二：VLAN实验(二层交换机)

(1)教学要求

(a)认真阅读实验指导书的相关指导；

(b)熟悉二层交换机的工作原理。

(2)教学目的

(a)熟悉二层交换机的配置方法；

(b)掌握二层交换机与VLAN的结合技术及功能。

(3)教学内容

第一步：在交换机SwitchA上创建Vlan 10，并将0/5端口划分到Vlan 10中

第二步：在交换机switchA上创建Vlan 20，并将0/15端口划分到Vlan 20中

第三步：把交换机SwitchA上与交换机SwitchB相连的F0/24端口定义为Trunk模式

第四步：在交换机SwitchB上创建Vlan 10，并将0/5端口划分到Vlan 10中

第五步：把交换机SwitchB与交换机SwitchA相连的F0/24端口定义为Trunk模式

第六步：验证测试

(4)作业

认真按照要求完成实验，写出实验报告，上课交给老师。

实验三 IP地址的划分与配置实验

(1)预习要求

(a)熟悉IP地址的分类方法，熟悉划分子网的方法；

(b)理解IP地址与子网掩码的关系。

(2)实验目的

(a)掌握有类IP地址的使用及主机IP地址、子网掩码的设置；

(b)掌握子网掩码与子网划分的原理。

(3)实验内容

(a)设置IP地址、子网掩码、默认网关以及DNS服务器地址

(b)子网掩码实验

为每组两台计算机配置地址；

用ping命令检查PC1和PC2之间的连通性，并分析原因。

将PC1的子网掩码改为255.255.255.0，其他设置保持不变。

在两台PC上分别执行arp -d命令，然后在PC1上ping PC2，观察并记录结果；

在两台PC上分别执行arp -d命令，然后在PC2上ping PC1，观察并记录结果。

(4)作业

认真按照要求完成实验，写出实验报告，上课交给老师。

实验四 配置静态路由实验

(1)教学要求

(a)了解路由器的配置和使用方法。

(b)掌握静态路由的配置方法。

(2)实验目的

(a)在实验过程中，加深学生对路由器工作原理的理解；

(b)通过校园网具体案例，使学生掌握通过静态路由方式实现网络的连通性。

(3)实验内容

第一步：在路由器Router1上配置接口的 IP 地址和串口上的时钟频率。

第二步：在路由器Router1上配置静态路由

第三步：在路由器Router2上配置接口的IP地址和串口上的时钟频率

第四步：在路由器Router2上配置静态路由

第五步：按照拓扑结构图连线，分别将PC1的IP地址设置为172.16.1.11，网关为172.16.1.1。测试网络的互连互通性。

(4)作业

认真按照要求完成实验，写出实验报告，上课交给老师。

实验五 TCP握手验证实验

(1)预习要求

熟悉Wireshark的使用方法，熟悉TCP协议三次握手和四次挥手的原理。

(2)实验目的

掌握Wireshark的基本操作；通过报文分析TCP协议建立连接和释放连接的过程。

(3)实验内容

(a)TCP报文的捕获与分析

(b)三次握手报文的分析，进入TCP报文内部看连接过程：

本机(客户)向目标地址(服务器)发出的第一次握手，seq=0，SYN=1。

服务器的回复，SYN=1，ACK=1，seq=0，ack=1。

本机再向服务器发出第三次握手，可以看到ACK=1，seq=1，ack=1。

(c)四次挥手报文的分析，分析TCP连接释放过程：

本机向服务器发出的释放请求，可以看到FIN=1，seq=1。

服务器的回复，并且半关闭TCP连接，也就是本机不再向服务器发送信息，此时可以看到ACK=1，seq=1，ack=2。

服务器发送完所有数据之后向本机发出的释放信息，可以看到FIN=1，ACK=1，seq=1，ack=2。

本机向服务器发出确认信息，可以看到ACK=1，seq=2，ack=2。

(4)作业

认真按照要求完成实验，写出实验报告，上课交给老师。

(二)学时分配

序号

实验项目名称

学时分配

实验类型

每组人数

必做/选做

1

制作双绞线实验

2

综合

3(一人一机)

必做

2

VLAN实验(二层交换机)

2

上机

3(一人一机)

必做

3

IP地址的划分与配置实验

2

上机

3(一人一机)

必做

4

配置静态路由实验

2

上机

3(一人一机)

必做

5

TCP握手验证实验

2

上机

3(一人一机)

必做

实验项目名称及学时分配应完善无误，其中实验类型包括演示、设计研究、验证、综合、上机几种类型，其他不算，表格可适当调整。

五、实验方法

在学院实验室机房，学生每人一台计算机，老师有教学机和投影设备，老师辅导学生自己独立完成实验内容。

六、实验课考核方式

1．实验报告：要求每个学生每次实验都要依据实验内容真实的写出实验报告；

2．考核方式：从考勤、完成实验的认真程度以及实验报告的内容综合考查。

七、推荐教材及实验指导书

文鸿 刘铁武等编 《计算机网络》 吉林大学出版社2016年9月 第1版

书中包含有实验内容，包括：实验目的、实验用设备、操作步骤等内容。

撰写人：薛顺利 审核人：王渊审批人：刘瑞霞