動(dòng)手做計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)（微課視頻版） 教學(xué)大綱

PAGE1-《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)踐教學(xué)大綱課程說明課程名稱：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)英文名稱：ComputerNetwork課程類別：專業(yè)必修課課程編碼：課程學(xué)時(shí)與學(xué)分：根據(jù)各開課單位培養(yǎng)方案確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)：根據(jù)各開課單位培養(yǎng)方案確定開課單位：開課學(xué)期：按培養(yǎng)方案規(guī)定的學(xué)期開設(shè)適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，信息安全，物聯(lián)網(wǎng)工程，軟件工程，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，信息與計(jì)算科學(xué)，網(wǎng)絡(luò)工程，電子信息工程，電氣工程及其自動(dòng)化，通信工程，自動(dòng)化課程簡(jiǎn)介掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理及關(guān)鍵技術(shù)需要經(jīng)過理論學(xué)習(xí)、觀察思考、動(dòng)手實(shí)踐三個(gè)階段的學(xué)習(xí)。本實(shí)驗(yàn)課是《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》理論課程的配套實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議數(shù)量繁多，針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理體系結(jié)構(gòu)各層的重難點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)了39個(gè)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解實(shí)驗(yàn)所涉及的原理和技術(shù)，加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。同時(shí)通過親自動(dòng)手配置網(wǎng)絡(luò)軟硬件、運(yùn)用綜合技能來搭建網(wǎng)絡(luò)并提供網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。課程學(xué)習(xí)目標(biāo)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)是理工科相關(guān)專業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的重要組成，是學(xué)生進(jìn)入IT領(lǐng)域必須要掌握的技能，TCP/IP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)工程師和軟件開發(fā)人員必須要掌握的技術(shù)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。它是幫助學(xué)生進(jìn)一步理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)和原理、應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)問題的分析能力和實(shí)際動(dòng)手能力的重要手段。通過實(shí)驗(yàn)課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)達(dá)到下列要求：掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念，深入理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成、各層內(nèi)部的工作過程和涉及的相應(yīng)技術(shù)掌握相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本配置方法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置、規(guī)劃和組建網(wǎng)絡(luò)、排除網(wǎng)絡(luò)故障培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力、提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和今后從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的研究和實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。主要儀器設(shè)備安裝有Windows和CiscoPacketTracer仿真軟件的計(jì)算機(jī)若干臺(tái)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容與學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容提要計(jì)劃學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類別1認(rèn)識(shí)PacketTracer仿真軟件PacketTracer軟件的獲取、安裝以及運(yùn)行。PacketTracer軟件的基本使用方法：構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、查看網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息、單步模擬和協(xié)議分析、IOS命令行模式和命令輔助1探索2熟悉常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其互連熟悉計(jì)算機(jī)、集線器、以太網(wǎng)交換機(jī)以及路由器等常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。掌握常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互連1探索3點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議認(rèn)識(shí)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（PPP）。掌握不帶認(rèn)證的PPP協(xié)議的配置方法。掌握帶CHAP認(rèn)證的PPP協(xié)議的配置方法。1驗(yàn)證4使用集線器構(gòu)建共享式以太網(wǎng)驗(yàn)證使用集線器構(gòu)建的共享式以太網(wǎng)的廣播特性。驗(yàn)證在共享式以太網(wǎng)中可能出現(xiàn)碰撞（沖突）。1驗(yàn)證5使用交換機(jī)構(gòu)建交換式以太網(wǎng)驗(yàn)證經(jīng)過自學(xué)習(xí)的交換機(jī)可以明確地轉(zhuǎn)發(fā)單播幀。驗(yàn)證在交換式以太網(wǎng)中不會(huì)出現(xiàn)碰撞（沖突）。1驗(yàn)證6以太網(wǎng)交換機(jī)自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)幀的過程驗(yàn)證以太網(wǎng)交換機(jī)的自學(xué)習(xí)算法。驗(yàn)證以太網(wǎng)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)幀的過程。1驗(yàn)證7以太網(wǎng)的擴(kuò)展（集線器和交換機(jī)的對(duì)比）掌握使用集線器在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)的方法。掌握使用交換機(jī)在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以太網(wǎng)的方法。驗(yàn)證集線器既不隔離碰撞域（沖突域），也不隔離廣播域。驗(yàn)證交換機(jī)隔離碰撞域（沖突域），但不隔離廣播域。1驗(yàn)證8以太網(wǎng)交換機(jī)的生成樹協(xié)議驗(yàn)證冗余鏈路與以太網(wǎng)交換機(jī)的生成樹協(xié)議（STP）配合使用，可在提高以太網(wǎng)可靠性的同時(shí)消除網(wǎng)絡(luò)環(huán)路。驗(yàn)證廣播幀會(huì)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)路中永久兜圈并充斥整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)重浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。1驗(yàn)證9劃分虛擬局域網(wǎng)掌握在以太網(wǎng)交換機(jī)上劃分VLAN的方法。驗(yàn)證劃分VLAN可將龐大的廣播域分隔成若干個(gè)獨(dú)立的廣播域。驗(yàn)證同一VLAN中的計(jì)算機(jī)之間可以直接通信，不同VLAN中的計(jì)算機(jī)之間不能直接通信。1驗(yàn)證10地址解析協(xié)議的基本工作原理掌握地址解析協(xié)議（ARP）的基本工作原理。驗(yàn)證ARP請(qǐng)求報(bào)文被封裝在廣播幀中發(fā)送。驗(yàn)證ARP響應(yīng)報(bào)文被封裝在單播幀中發(fā)送。1驗(yàn)證11地址解析協(xié)議不能跨網(wǎng)絡(luò)直接使用驗(yàn)證地址解析協(xié)議（ARP）不能跨網(wǎng)絡(luò)直接使用，而只能逐個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）使用。1驗(yàn)證12IPv4地址的分類編址方法熟悉IPv4地址的分類編址方法。驗(yàn)證不同網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)之間不能直接通信。1驗(yàn)證13IPv4地址的劃分子網(wǎng)編址方法熟悉IPv4地址的劃分子網(wǎng)編址方法。驗(yàn)證不同網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)之間需要通過路由器進(jìn)行通信。1驗(yàn)證14IPv4地址的無分類編址方法熟悉IPv4地址的無分類編址方法。掌握路由聚合的方法。掌握靜態(tài)路由配置方法。1驗(yàn)證15默認(rèn)路由和特定主機(jī)路由的配置掌握默認(rèn)路由的特點(diǎn)和相關(guān)配置。掌握特定主機(jī)路由的特點(diǎn)和相關(guān)配置。1設(shè)計(jì)16路由環(huán)路問題理解IPv4數(shù)據(jù)報(bào)首部中生存時(shí)間TTL字段的作用。驗(yàn)證靜態(tài)路由配置錯(cuò)誤可能導(dǎo)致路由環(huán)路問題。驗(yàn)證IP數(shù)據(jù)報(bào)可能在路由環(huán)路中“兜圈”。1驗(yàn)證17路由器既隔離碰撞域也隔離廣播域驗(yàn)證路由器隔離碰撞域（沖突域）。驗(yàn)證路由器隔離廣播域。1驗(yàn)證18路由信息協(xié)議RIPv1掌握路由信息協(xié)議（RIPv1）的特點(diǎn)和配置方法。驗(yàn)證RIPv1是基于距離向量的，它認(rèn)為好的路由是“RIP距離最短”的路由。驗(yàn)證RIPv1的等價(jià)負(fù)載均衡。1驗(yàn)證19路由信息協(xié)議RIPv2與RIPv1的對(duì)比驗(yàn)證RIPv1是有類路由協(xié)議，不支持變長子網(wǎng)掩碼VLSM；RIPv2是無類路由協(xié)議，支持VLSM。驗(yàn)證RIPv1廣播發(fā)送RIP更新報(bào)文，RIPv2組播發(fā)送RIP更新報(bào)文。1驗(yàn)證20開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議掌握開放最短路徑優(yōu)先OSPF協(xié)議的特點(diǎn)和配置。驗(yàn)證OSPF是基于鏈路狀態(tài)的，它認(rèn)為好的路由是“路徑代價(jià)最少”的路由。驗(yàn)證OSPF的等價(jià)負(fù)載均衡。1驗(yàn)證21OSPF可以劃分區(qū)域驗(yàn)證OSPF可以劃分區(qū)域。1驗(yàn)證22邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議了解邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP的特點(diǎn)。掌握BGP的基本配置方法。1驗(yàn)證23網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議的應(yīng)用驗(yàn)證利用網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議（ICMP）實(shí)現(xiàn)PING應(yīng)用的基本原理。驗(yàn)證利用網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議（ICMP）實(shí)現(xiàn)traceroute應(yīng)用的基本原理。1驗(yàn)證24網(wǎng)絡(luò)地址與端口號(hào)轉(zhuǎn)換了解網(wǎng)絡(luò)地址與端口號(hào)轉(zhuǎn)換NAPT的作用。掌握NAPT的原理和配置方法。1設(shè)計(jì)25從IPv4向IPv6過渡所使用的隧道技術(shù)理解從IPv4向IPv6過渡所使用的隧道技術(shù)。掌握在路由器上配置隧道的方法。驗(yàn)證經(jīng)過隧道可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)IPv6網(wǎng)絡(luò)通過IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。1驗(yàn)證26VLAN間單播通信的實(shí)現(xiàn)方法——“多臂路由”理解“多臂路由”的含義。掌握通過“多臂路由”實(shí)現(xiàn)VLAN間單播通信的方法。1設(shè)計(jì)27VLAN間單播通信的實(shí)現(xiàn)方法——“單臂路由”理解“單臂路由”的含義。掌握通過“單臂路由”實(shí)現(xiàn)VLAN間單播通信的方法。1設(shè)計(jì)28VLAN間單播通信的實(shí)現(xiàn)方法——使用三層交換機(jī)認(rèn)識(shí)三層交換機(jī)。掌握使用三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN間單播通信的方法。1設(shè)計(jì)29TCP的運(yùn)輸連接管理驗(yàn)證TCP通過“三報(bào)文握手”建立TCP連接。驗(yàn)證TCP通過“四報(bào)文揮手”釋放TCP連接。1驗(yàn)證30用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議理解用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）是無連接的。理解運(yùn)輸層端口號(hào)的作用。1驗(yàn)證31動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議了解動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）的作用。掌握在服務(wù)器上配置DHCP的方法。觀察DHCP的基本工作過程。1驗(yàn)證32配置DHCP中繼代理了解DHCP中繼代理的作用。掌握在路由器上配置DHCP中繼代理的方法。觀察DHCP中繼代理的基本工作過程。1設(shè)計(jì)33域名系統(tǒng)的遞歸查詢方法了解域名系統(tǒng)（DomainNameSystem，DNS）的作用。理解DNS的工作原理。觀察DNS遞歸查詢過程。觀察DNS緩存的作用。1驗(yàn)證34文件傳送協(xié)議了解文件傳送協(xié)議FTP的作用。掌握FTP服務(wù)器的配置方法。掌握FTP客戶端常用命令的使用方法。觀察FTP的基本工作過程。1驗(yàn)證35電子郵件相關(guān)協(xié)議了解電子郵件系統(tǒng)的組成。理解電子郵件的發(fā)送和接收過程。觀察簡(jiǎn)單郵件發(fā)送協(xié)議SMTP的基本工作過程。觀察郵局協(xié)議POP3的基本工作過程。1驗(yàn)證36萬維網(wǎng)文檔的作用和超文本傳輸協(xié)議了解萬維網(wǎng)文檔的種類和作用。了解統(tǒng)一資源定位符URL。嘗試編寫萬維網(wǎng)文檔。觀察超文本傳輸協(xié)議（HTTP）的基本工作過程。1設(shè)計(jì)37配置訪問控制列表理解訪問控制的相關(guān)基本概念。掌握在路由器上配置訪問控制列表ACL的方法。1驗(yàn)證38配置基于IPSec的虛擬專用網(wǎng)VPN掌握在路由器上配置IPSec并實(shí)現(xiàn)虛擬專用網(wǎng)VPN的方法。觀察普通IP數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)IPSec處理后成為IP安全數(shù)據(jù)報(bào)并在VPN中傳送的過程。1設(shè)計(jì)39構(gòu)建采用三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的小型園區(qū)網(wǎng)將之前各章中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行融合。構(gòu)建采用三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的小型園區(qū)網(wǎng)2綜合設(shè)計(jì)教學(xué)方法本書提供了詳細(xì)的微課視頻和線上課程（中國大學(xué)MOOC和學(xué)銀在線），可以采用線上線下混合教學(xué)的方式，讓學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)的方式對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，課堂以學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和交流總結(jié)為主，有效地提高教學(xué)效率。不同專業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)安排不同，各專業(yè)可根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安排和設(shè)計(jì)。七、考核方式現(xiàn)場(chǎng)檢查，實(shí)驗(yàn)報(bào)告檢查。實(shí)驗(yàn)按要求獨(dú)立完成或分組合作完成。每個(gè)實(shí)驗(yàn)后，按時(shí)提交書寫