00590230网络技术综合实验教学大纲_电子技术实验教学大纲
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附件2 《网络技术综合实验》实验教学大纲
课程编号: 00590230 课程名称：网络技术综合实验
英文名称：Comprehensive Experiments on Network Technology 学
分：1分 学
时：1周适用对象: 通信工程专业大学本科 先修课程：网络技术基础
一、课程性质、目的和任务
随着通信及电子信息产业在全球的迅猛发展，带来了网络技术人才需求量的不断增加，网络技术教育和人才培养成为通信工程专业人才培养的重中之重。把新一代IP、智能管理及无线网技术引进到通信网络教学当中，在校内开展以IP为基础的新一代网络技术及智能管理、无线网络技术的课程实践与设计，培养学生的动手和创新能力、扩展学生的知识面，改变我校通信专业学生在网络工程领域的薄弱现状。探索一种开放、灵活、高效的人才培养机制，高度强调实用性和学生动手操作的能力，最大限度地发挥实践教学在人才培养中的重要作用。
通过《网络技术综合实验》课程，一方面为学生提供多个个综合性、设计性实验，全面培养和训练学生对这些新技术的跟踪、学习和应用能力，增强学生对专业的认同感和学习兴趣；另一方面开拓学生的视野，结合认识实习、毕业实习、课程设计、开放实验等，使学生具备符合国家要求和统一认证的职业考试能力，加强学生的工程化素养，使之成为大学生成长成才和快速就业的一条捷径。
二、教学基本要求
牢固掌握先修课程的相关内容，认真阅读实验指导书，明确实验目的；学生在实验前做好预习，了解实验原理、内容，掌握实验步骤及注意事项；掌握路由器、交换机、防火墙等网络设备的正确使用方法；对于综合性、设计性实验，学生能够独立设计实验步骤，并完成设备的配置和调试；通过实验，锻炼发现问题、分析问题和解决问题的能力。实验完毕由老师验收合格后方可离开，并写好实验报告。
三、实验内容及学时分配
实验一
网络设备操作（综合性性实验，８学时）
COM口Console线Console口以太网双绞线网卡接口本实验使用设备及连接情况注：端口以设备具体情况为主G0/1 任务一：通过Console登录
学习超级终端的设置使用方法，练习通过Console电缆连接设备，并进行设备配置的方法，实验前请保证路由器（交换机）的所有配置已经清空。
任务二：使用系统及文件操作的基本命令
进入系统视图，练习使用帮助特性和补全键，更改系统名称和时间，显示系统运行配置，学习如何保存、删除和清空配置以及对文件的各种操作。
任务三：通过Telnet登录
通过console口配置telnet用户和super口令，配置登录欢迎信息，配置对telnet用户使用缺省的本地认证；进入接口视图，配置以太口和PC机地址，打开telnet服务，更改用户级别，保存配置。
任务四：使用FTP上传下载系统文件
通过console口配置ftp用户，打开ftp服务，登录ftp，使用ftp上传下载文件。任务五：使用TFTP上传下载系统文件
本实验以3CDaemon程序作为TFTP的服务器端，实际上任何支持TFTP服务的程序均可以使用。启动tftp服务器端程序，使用tftp上传和下载文件。
实验二
直连路由和静态路由（综合性实验，８学时）
RTAS6/0192.168.1.2/24G0/0192.168.0.1/24192.168.2.1/24S6/0192.168.1.1/24G0/0RTB192.168.0.2/24PCA本实验使用设备及连接情况注：端口以设备具体情况为主192.168.2.2/24PCB
任务一：直连路由与路由表查看
如图所示建立物理连接，运行超级终端，在路由器上查看路由表，记录路由信息。任务二：静态路由配置
规划IP地址，如图所示配置IP地址和网关，用Ping命令测试可达性；规划静态路由，在两台路由器上分别找出目的网段的下一跳地址。
任务三：配置静态路由
依据规划，分别在两台路由器上添加静态路由，查看路由优先级别，用tracert命令查看报文的传递路径。
任务四：路由环路观察
为了人为在RTA和RTB之间造成环路，可以在RTA和RTB上分别配置一条缺省路由，该路由的下一跳互相指向对方，因为路由器之间是用串口点到点相连的，所以可以配置下一跳为本地接口，用tracert命令追踪数据报文转发路径，记录发生的现象。实验三 RIPv1&v2配置（综合性实验，８学时）
RTAS6/0192.168.1.2/24G0/0192.168.0.1/24192.168.2.1/24S6/0192.168.1.1/24G0/0RTB192.168.0.2/24PCA本实验使用设备及连接情况注：端口以设备具体情况为主192.168.2.2/24PCB
任务一：配置RIPv1 本实验主要通过在路由器上配置RIPv1协议，达到PC之间能够互访的目的。通过本次实验，学生应能够掌握RIPv1协议的基本配置。
建立物理连接并运行超级终端，配置PC和路由器的IP地址，用ping命令测试网络可达性；启用RIP协议，查看路由表并检测PC间互通性；查看RIP的运行状态，查看水平分割与毒性逆转；配置接口工作在抑制状态；用debugging命令观察RIP收发协议报文的情况。
任务二：配置RIPv2 本实验首先通过让RIPv1在划分子网的情况下不能正确学习路由，从而让学生了解到RIPv1的局限性；然后指导学生启用RIPv2协议。通过本实验，学生应该能够了解RIPv1的局限性，并掌握如何在路由器上配置RIPv2。
建立物理连接并运行超级终端，配置PC和路由器的IP地址，配置RIPv1，观察路由表；配置RIPv2，用display查看运行状态；配置RIPv2认证，启用MD5密文验证。
实验四
OSPF单区域/多区域配置（综合性实验，8学时）
OSPF area 0RTAG0/120.0.0.1/24G0/010.0.0.254/2410.1.0.254/24G0/120.0.0.2/24G0/0RTB10.0.0.1/24PCA本实验使用设备及连接情况注：端口以设备具体情况为主10.1.0.1/24PCB
任务一：单区域OSPF基本配置
如图所示搭建实验环境并完成基本配置，检查网络连通性和路由器的路由表；配置OSPF，用display命令检查路由器OSPF邻居状态及路由表，在两台PC上用ping命令检查网络的连通性。任务二：单区域OSPF增强配置
如图所示搭建实验环境并完成基本配置，在路由器上完成OSPF基本配置，并在相关网段使能OSPF；用display命令检查路由器OSPF邻居状态及路由表；修改路由器OSPF接口开销，再次检查路由器的路由表；修改路由器OSPF接口优先级，在路由器上重启OSPF进程，查看路由器OSPF邻居状态。
任务三：多区域OSPF基本配置
OSPF area 0RTAG0/1G0/010.0.0.254/24G0/120.0.0.2/24RTBG0/030.0.0.1/24G0/1G0/030.0.0.2/2410.1.0.254/24OSPF area 110.0.0.1/24PCA
如图所示搭建实验环境并完成基本配置，RTA的两个接口都属于OSPF 区域0，RTB的两个接口分别属于OSPF区域0和区域1，RTC的两个接口都属于OSPF区域1，依据该区域划分完成OSPF配置，并在相关网段使能OSPF；用display命令检查路由器OSPF邻居状态及路由表；在两台PC上用ping命令检查网络的连通性。
本实验使用设备及连接情况注：端口以设备具体情况为主10.1.0.1/24PCB实验五
VLAN配置（综合性实验，8学时）
任务一：配置Acce链路端口
本实验任务通过在交换机上配置Acce链路端口而使PC处于不同VLAN，隔离PC间的访问，从而使学生加深对Acce链路端口的理解。
Ethernet 1/0/24Ethernet 1/0/24Ethernet 1/0/1Ethernet 1/0/2Ethernet 1/0/1Ethernet 1/0/2PCA172.16.0.1/24PCB172.16.0.2/24PCC172.16.0.3/24PCD172.16.0.4/24
建立物里连接并运行超级终端，观察缺省VLAN，配置VLAN并添加端口；查看VLAN信息，查看物理端口链路类型，注意有没有打标签；PC上配置IP，通过ping命令测试不同VLAN间能否互通。
任务二：配置Trunk链路端口
本实验使用设备及连接情况注：端口以设备具体情况为主本实验是在交换机间配置Trunk链路端口，使同一VLAN中的PC能够跨交换机访问。通过本实验，学生应该能够掌握Trunk链路端口的配置及作用。
Ethernet 1/0/24Ethernet 1/0/24Ethernet 1/0/1Ethernet 1/0/2Ethernet 1/0/1Ethernet 1/0/2PCA172.16.0.1/24PCB172.16.0.2/24PCC172.16.0.3/24PCD172.16.0.4/24
在上个实验中，PCA和PCC表面上都属于VLAN 2，它们并不在一个广播域，即本质上不在一个VLAN中，在PCA上用Ping命令来测试与PCC是不能互通的，这是由端口的Acce属性决定的。现在设置两台交换机的端口为Trunk并查看Trunk相关信息，看数据帧是以什么形式(tagged/untagged)通过端口的；最后进行跨交换机VLAN测试，看能否互通。
任务三：配置Hybrid链路端口
本实验任务是利用Hybrid端口的特性——一个端口可以属于多个不同的VLAN，来完成分属不同VLAN内的同网段PC机的访问需求.通过本实验，学生应该能够掌握Hybrid链路端口的配置及作用。
在任务二的基础上，配置四台PC分别属于不同的VLAN；配置Hybrid链路端口，并允许某些VLAN的报文以untagged方式通过；查看Hybrid相关信息，检查不同VLAN间的互通性。
本实验使用设备及连接情况注：端口以设备具体情况为主实验六
生成树协议（STP)（综合性实验，8学时）
Ethernet 1/0/24Ethernet 1/0/24Ethernet 1/0/1Ethernet 1/0/23Ethernet 1/0/23Ethernet 1/0/1
如图所示连接设备，在两台交换机上启动STP协议，配置根桥、优先级及边缘端口；查看STP信息，看STP能否发现网络中的环路，是否对端口进行了阻塞，并将网络结构修剪为无环路的树形网络结构；断开交换机上处于转发状态的电缆，验证STP的冗余特性。
配置完成后，断开端口E1/0/1的电缆，再重新连接，并且在SWA上通过命令display stp brief查看端口E1/0/1的状态.注意每隔几秒钟执行命令查看一次，以能准确看到端口状态的迁移过程.可知，172.16.0.1/24本实验使用设备及连接情况注：端口以设备具体情况为主PCB172.16.0.2/24端口E1/0/1从Discarding状态先迁移到Learning状态，最后到Forwarding状态。从以上实验可知，取消边缘端口配置后，STP收敛速度变慢了。
实验七
虚拟路由器冗余协议（VRRP）（设计性实验，８学时）
LoopbackS0/0RTCS0/0OSPF area 0S0/1S0/0G0/0RTAG0/0RTBPCAPCB
任务一：VRRP单备份组配置
如图建立物理连接并初始化交换机和路由器配置，依据实验组网图设计并完成RTA、RTB、RTC、PCA、PCB的IP地址配置；创建VRRP备份组的同时，需要在接口视图下配置备份组的虚拟IP地址, 并且保证配置的虚拟IP地址与RTA和RTB G0/0接口的IP地址在同一网段，配置备份组优先级，确保RTA为Master路由器，RTB为备份路由器；通过Display命令查看备份组状态，可以看出RTA的VRRP 状态是Master，在PCA上用ping检测到PCB得可达性，其结果是可以ping通，此时将RTA关机，再次在在PCA上用ping检测到PCB得可达性，其结果是依然可以ping通，此时在RTB上查看VRRP状态，可以看到RTB的VRRP状态是Master。
任务二：VRRP监视接口配置
如图建立物理连接并初始化交换机和路由器配置，依据实验组网图设计并完成RTA、RTB、RTC、PCA、PCB的IP地址配置；创建VRRP备份组的同时，需要在接口视图下配置备份组的虚拟IP地址，并且保证配置的虚拟IP地址与RTA和RTB G0/0接口的IP地址在同一网段；在RTA和RTB上的GigabitEthernet0/0接口下配置VRRP监视上行出口Serial1/0，当上行出口Serail 1/0出现故障时，路由器的优先级自动降低30，以低于处于备份组的路由器优先级，从而实现主备倒换；查看备份组状态信息，记录Master（Backup）路由器及其优先级，断开RTA连接RTC的接口Serail 1/0线缆，再次观察两台路由器的状态。
实验八
网络地址转换（NAT）（设计性实验，8学时）
PrivateClient_APublic10.0.0.1198.76.28.1/24Eth0/0Eth0/0Eth0/1InternetEth0/1198.76.28.2/24198.76.29.1/24SW2SW110.0.0.210.0.0.254/24RTARTBClient_B本实验使用设备及连接情况注：端口以设备具体情况为主Server198.76.29.4/24
任务一：配置Basic NAT 本实验中，私网客户端Client_A、Client_B需要访问公网服务器Server，而RTB上不能保有私网路由，因此将在RTA上配置Basic NAT，动态地为Client_A、Client_B分配公网地址。
按实验组网图进行物理连接并检查设备的软件版本及配置信息，所有配置为初始状态。依据实验组网图，完成RTA和RTB上接口IP地址的配置，分别在Client_A和Client_B上ping Server，其结果为无法ping通。在RTA上配置Basic NAT，通过display nat seion命令查看NAT会话信息，并注意NAT会话信息中的显示的转换后的公网地址和端口号。
任务二：NAPT配置
私网客户端Client_A、Client_B需要访问公网服务器Server，但由于公网地址有限，在RTA上配置的公网地址池范围为198.76.28.11～198.76.28.11，因此配置NAPT，动态地为Client_A、Client_B分配公网地址和协议端口。
按实验组网图进行物理连接并检查设备的软件版本及配置信息，所有配置为初始状态。与实验任务一同样，配置RTA和RTB相关接口的IP地址以及路由，从Client_A、Client_B ping Server，其结果是不能ping通。在RTA上配置NAPT，通过display nat seion命令查看NAT会话信息，并注意NAT会话信息中的显示的转换后的公网地址和端口号。
四、考核方式
实习成绩实行五级记分制
考核内容：考勤、实验过程及实验过程中分析解决的能力、实验报告等 1．实验报告占总成绩50% 2．出勤率占总成绩20% 3．实验过程及实验过程中分析解决的能力占总成绩20% 4.其它占总成绩10%
五、对学生能力培养的体现
《网络技术基础》是通信工程专业的一门重要课程，《网络技术综合实验》是为了让学生掌握理论知识、理解知识要点而开设的一门独立开课实验。该课程对学生在网络技术方面进行全面的训练，着重培养学生的协同工作能力、实践动手能力和创新能力，培养学生科学探索的精神，能较好的实现理论与实践相结合的教学目标。利用现有的交换机、路由器、防火墙等网络设备，加深学生对理论知识的理解与应用，提高学生的综合素质和就业竞争力，满足社会对较强动手能力的数字通信网络人才的需求。
六、推荐实验教材和参考文献
实验教材：
《网络技术综合实验实验指导书》，冯小安 编，华北电力大学，2014年。参考文献：
《路由交换技术》（第1卷），杭州华三通信技术有限公司 编著，清华大学出版社，2011年。
《路由交换技术》（第2卷），杭州华三通信技术有限公司 编著，清华大学出版社，2012年。《路由交换技术》（第3卷），杭州华三通信技术有限公司 编著，清华大学出版社，2012年。《路由交换技术》（第4卷），杭州华三通信技术有限公司 编著，清华大学出版社，2012年。《H3C以太网交换机典型配置指导》，杭州华三通信技术有限公司 编著，清华大学出版社，2012年。
七、说明
本课程对理论课的要求很高，实验前一个礼拜必须预习实验指导书及相关理论知识，不然会在做实验时有“无所适从”的感觉。严格遵守时间，各分组应该协同工作，不要单打独斗，或者一个人做一堆人看；实验课上不许大声喧哗、不得穿拖鞋、不得带饮料、零食进入实验室。
大纲制订人：冯小安 大纲审定人：吴润泽 大纲校对人：冯小安 制订日期： 2014.11.5
