前 言
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、學(xué)科交叉、協(xié)議復(fù)雜、不同層次間協(xié)議需要相互配合運(yùn)行等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)對(duì)于理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理帶來(lái)了不少的挑戰(zhàn)：需要理解較多的知識(shí)點(diǎn)、需要較強(qiáng)的實(shí)踐能力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)，應(yīng)該有助于學(xué)習(xí)者更好理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及協(xié)議的運(yùn)行過(guò)程，使學(xué)習(xí)者能夠透過(guò)表象，理解協(xié)議原理的本質(zhì)特征�；�于這種思路，本實(shí)驗(yàn)教程在一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并對(duì)這些協(xié)議進(jìn)行必要的分析，讓難以理解的、煩瑣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 看得見(jiàn)、摸得著。
區(qū)別于同類(lèi)實(shí)驗(yàn)教程，本實(shí)驗(yàn)教程以真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)現(xiàn)為背景，以理解、分析網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的語(yǔ)法、語(yǔ)義、同步為主線來(lái)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，內(nèi)容涵蓋物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層和應(yīng)用層五層協(xié)議中的大多數(shù)知識(shí)點(diǎn)。這里所述的知識(shí)點(diǎn)，是指謝希仁教授編著的《計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)教程沒(méi)有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。雖然實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3的主要內(nèi)容為路由器和交換機(jī)的基本配置（在其他實(shí)驗(yàn)中，也涉及少量的配置任務(wù)），但這部分內(nèi)容是本實(shí)驗(yàn)教程使用的基礎(chǔ)，需要讀者準(zhǔn)確無(wú)誤地完成配置任務(wù)。
本實(shí)驗(yàn)教程以理解并使用協(xié)議為主，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路新穎獨(dú)特，其主要內(nèi)容是在一個(gè)小型校園網(wǎng)絡(luò)上使用協(xié)議和分析協(xié)議，主要通過(guò)GNS3仿真和Wireshark抓包實(shí)現(xiàn)。
由于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，因此，建議讀者在學(xué)習(xí)完網(wǎng)絡(luò)層之后開(kāi)始系統(tǒng)使用本教程。有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以在理論學(xué)習(xí)時(shí)同步使用，例如VLAN劃分、部分網(wǎng)絡(luò)命令等。受不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境的影響，讀者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)教程中的結(jié)果可能不同，請(qǐng)讀者按本實(shí)驗(yàn)教程的思路設(shè)計(jì)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
一、教程特點(diǎn)
1. 以應(yīng)用為基礎(chǔ)
實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系實(shí)際，始終以協(xié)議在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與分析為主線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
2. 以協(xié)議為中心
本實(shí)驗(yàn)教程以謝希仁教授編著的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第7版）》核心內(nèi)容為基礎(chǔ)，緊緊圍繞學(xué)習(xí)協(xié)議、理解協(xié)議、使用協(xié)議這個(gè)中心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。對(duì)部分協(xié)議的分析，給出了一些生活實(shí)例描述。
3. 以問(wèn)題為導(dǎo)向
在實(shí)驗(yàn)分析和思考題中，從為什么出發(fā)倒推協(xié)議運(yùn)行過(guò)程。
4. 虛實(shí)無(wú)縫結(jié)合
大多數(shù)實(shí)驗(yàn)在仿真環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，無(wú)須昂貴的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，部分實(shí)驗(yàn)可在真實(shí)PC機(jī)設(shè)備與虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)縫結(jié)合下實(shí)現(xiàn)，例如TFTP實(shí)驗(yàn)、DNS實(shí)驗(yàn)以及RIP程序設(shè)計(jì)等。
5. 內(nèi)容由易及難
前三章的實(shí)驗(yàn)為實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)，其他均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)（其中一些包含有少量實(shí)踐性驗(yàn)證），在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上由淺入深、由易及難。
二、實(shí)驗(yàn)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(jī)：vIOS-L2.vmdk。
2) 不可管理的二層交換機(jī)：SW1-SW4直接使用GNS3仿真軟件中的二層交換機(jī)。
3) 三層交換機(jī)：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(duì)象
本實(shí)驗(yàn)教程側(cè)重于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境與方法的創(chuàng)新，部分實(shí)驗(yàn)僅僅給出了大致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更為詳細(xì)的協(xié)議分析還需讀者深入研究學(xué)習(xí)。本實(shí)驗(yàn)教程可用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)踐參考用書(shū)，也可作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論教學(xué)的補(bǔ)充材料，適用于從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的教師和學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)生使用，也可供計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從業(yè)人員參考。
本實(shí)驗(yàn)教程是教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，黃月華對(duì)實(shí)驗(yàn)教程提出了很多重要的參考意見(jiàn)，簡(jiǎn)寧對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了全面的驗(yàn)證。在這里，還要感謝魏星、柯捷、楊鳴坤、楊華等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的想法之后，便得到了他們的大力支持和鼓勵(lì)，促生了將多年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)成書(shū)本的想法，在同事們的幫助下，實(shí)驗(yàn)教程終于如期出版。
由于水平有限，加之時(shí)間較為緊張，實(shí)踐教程中一定存在諸多問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不夠合理、協(xié)議的理解不夠準(zhǔn)確、舉例不夠恰當(dāng)、程序設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)驗(yàn)描述不夠準(zhǔn)確等問(wèn)題，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
由于每個(gè)讀者的計(jì)算機(jī)平臺(tái)存在各種差異性，對(duì)在實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建出現(xiàn)的各種問(wèn)題，我們無(wú)法提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，請(qǐng)讀者參考附錄內(nèi)容，建議讀者在虛擬機(jī)中搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。另外，受版權(quán)的限制，我們無(wú)法提供Cisco相關(guān)設(shè)備IOS。


作 者
2010年 5月