计算机网络实验与实践教程

　　《高等院校计算机实验与实践系列示范教材：计算机网络实验与实践教程》从现代计算机网络概念出发，基于从干中学习、从研究开发中学习、从现代信息资源中学习的先进教育理念，以提高学生工程实践能力、开发应用能力和模拟实验分析能力为目标，把计算机网络的实验与实践归纳为工程实习、开发实践和模拟分析研究3大部分，每一部分都精心设计了相应的实验或实践内容。全书共18个实验和实践，从组网、设备配置、数据捕获、网络监控，到各层协议编程，以及使用NS-2仿真，基本上涵盖了计算机网络实践要求的全部内容。《高等院校计算机实验与实践系列示范教材：计算机网络实验与实践教程》提倡开放性，引入了全新的实验与实践教学观念。书中将每个实验与实践均分成准备、预约、实施和讨论4个过程；并根据计算机课程的特点，建议把考核的重点放在实验的准备和实验后的讨论上；同时鼓励学生自己开发实验和作业，培养学生的创造性和学习的主动性。《高等院校计算机实验与实践系列示范教材：计算机网络实验与实践教程》所选的实验和实践，可以适合作为高等院校计算机专业、信息安全专业、信息管理专业、其他电子类和自动控制类专业计算机网络实验和实践教学的教材，也适合计算机网络爱好者和有关技术人员参考。《高等院校计算机实验与实践系列示范教材：计算机网络实验与实践教程》可以独立使用，也可以与任何一本课堂教材配合使用。

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第1部分 网络工程实习
第1单元 共享式以太网 2
1.1 网络软件系统 2
1.1.1 网络操作系统 2
1.1.2 网络管理软件 3
1.1.3 网络应用软件 3
1.2 双绞线 3
1.2.1 双绞线的结构及分类 3
1.2.2 双绞线的性能指标 4
1.2.3 双绞线布线标准 5
1.2.4 3种电缆的不同连接方法及用途 6
1.2.5 RJ-45网线接头制作工具 6
1.2.6 使用仪器测试网线的电气性能 6
1.3 集线器 9
1.3.1 集线器及其类型 9
1.3.2 集线器的选择 10
1.3.3 常见集线器产品 10
1.4 网卡 10
1.4.1 网卡的类型 11
1.4.2 选择网卡考虑的因素 11
1.4.3 常见网卡产品 12
1.4.4 网卡安装 12
实习1 组建对等式以太网 13
第2单元 接入Internet 15
2.1 计算机网络的远程接入技术 15
2.1.1 数字用户线路 15
2.1.2 光纤接入 17
2.1.3 光纤/铜线混合接入网 17
2.1.4 无线接入 19
2.2 Internet与TCP/IP协议 20
2.2.1 Internet与TCP/IP概述 20
2.2.2 IP地址 20
2.3 TCP/IP参数设置 22
2.3.1 用字符命令模式为Linux网络设置TCP/IP参数 22
2.3.2 在Xwindow环境下为Linux网络设置TCP/IP参数 23
2.3.3 在Windows 2000网络中设置TCP/IP参数 24
2.4 路由器 25
2.4.1 路由器及其路径表 25
2.4.2 路由器的基本协议 26
2.4.3 路由器的主要技术特性 27
2.4.4 路由器的主要类型 28
2.4.5 路由器的配置方式 28
实习2 接入Internet 29
第3单元 常用网络测试工具 30
3.1 ping 30
3.2 ipconfig 31
3.3 tracert 32
3.4 netstat 32
3.5 arp 33
实习3 收集网络测试工具并测试使用方法 33
第4单元 手工配置路由器 35
4.1 路由器的命令模式 35
4.1.1 用户模式 35
4.1.2 特权模式 35
4.1.3 配置模式 36
4.1.4 端口配置模式 36
4.2 路由器的常规配置 36
4.2.1 路由器的基本配置命令 36
4.2.2 路由器的端口配置 38
4.2.3 路由协议配置 41
4.2.4 访问控制列表配置 43
4.2.5 路由器的常规配置示例 46
实习4 手工进行路由器的常规配置 51
第5单元 配置网络服务器 52
5.1 网络服务器技术 52
5.1.1 服务器及其类型 52
5.1.2 服务器的选型要点 53
5.1.3 几种重要的TCP/IP服务器 54
5.2 Linux 环境下的服务器配置示例 56
5.2.1 配置DNS服务器 56
5.2.2 Web服务器的安装与配置 57
5.2.3 配置VSFTP服务器 60
5.3 Windows 2000环境下的服务器配置示例 62
5.3.1 Windows 2000 网络的几个概念 63
5.3.2 Windows 2000系统中DNS配置示例 64
5.3.3 Windows 2000系统中WINS配置示例 72
5.3.4 Windows 2000系统中DHCP配置示例 74
5.3.5 Windows 2000系统中利用IIS进行相关服务器配置示例 79
实习5 配置TCP/IP服务器 88
第6单元 计算机网络分析/监视工具 89
6.1 网络分析系统的基本原理 89
6.1.1 Libpcap函数库 89
6.1.2 网络分析系统的结构和工作过程 89
6.1.3 基于插件技术的协议分析器 90
6.2 网络协议分析器Ethereal 90
6.2.1 Ethereal概述 90
6.2.2 Ethereal 的过滤器 94
6.2.3 Ethereal 的数据分析 95
6.3 网络协议分析器tcpdump 99
6.3.1 tcpdump的安装 99
6.3.2 tcpdump的使用 100
6.4 其他一些网络分析工具 104
实习6 网络数据捕获 107
第7单元 计算机网络流量监控工具 109
7.1 TCP/UDP吞吐量测试工具TTCP 109
7.1.1 TTCP安装 109
7.1.2 TTCP指令格式 110
7.1.3 测试过程 111
7.2 Web型网络链路流量负载监控工具MRTG 111
7.2.1 MRTG工作原理 112
7.2.2 Linux平台上的MRTG安装与使用 112
7.2.3 Windows平台上的MRTG安装 117
实习7 网络流量监控 120
第8单元 交换式网络与交换机配置 121
8.1 交换式网络与VLAN 121
8.1.1 交换式局域网 121
8.1.2 交换式以太网的特点 122
8.1.3 虚拟局域网VLAN 122
8.2 交换机的选择 124
8.2.1 交换机的分类 124
8.2.2 交换机的主要性能参数 125
8.2.3 选择交换机时考虑的因素 126
8.3 交换机的配置 126
8.3.1 交换机的配置方式 126
8.3.2 交换机的视图模式 128
8.3.3 交换机的基本参数配置 130
8.4 交换机端口的配置 132
8.4.1 交换机端口配置的基本内容 132
8.4.2 交换以太网的端口聚合和镜像配置示例 134
8.5 交换机VLAN与VTY用户界面配置 137
8.5.1 交换机VLAN配置及其命令 137
8.5.2 VTY用户界面配置及其命令 138
8.5.3 交换机VLAN和VTY用户界面配置示例 139
8.6 交换机MAC地址表的管理 144
8.6.1 交换机MAC地址表管理命令 144
8.6.2 交换机MAC地址表管理示例 145
实习8 交换机的配置 147
第2部分 计算机网络开发实践
第9单元 异步串行通信程序设计 150
9.1 EIA-232-D标准 150
9.1.1 EIA-232-D的机械特性 150
9.1.2 EIA-232-D的电气特性 151
9.1.3 EIA-232-D的功能特性 151
9.1.4 EIA-232-D的连接 152
9.1.5 EIA-232-D连接中信号的作用过程 153
9.2 通用异步接收发送器（UART）及其编程 155
9.2.1 UART的功能与结构 155
9.2.2 UART的编程模型 157
9.2.3 8250程序结构 159
9.2.4 CPU的可编程寄存器 160
9.2.5 8250程序举例 161
9.3 基于系统功能调用的异步串行通信程序设计 162
9.3.1 基于DOS功能调用的异步串行通信 162
9.3.2 基于UNIX/Linux系统功能调用的异步串行通信 166
9.3.3 基于BIOS功能调用的异步串行通信方法 167
9.4 中断驱动的异步串行通信 169
9.4.1 UART的中断机制 170
9.4.2 IBM PC的中断机制 170
9.4.3 DOS环境下的中断驱动异步串行通信程序设计 173
9.4.4 在Win32应用程序中嵌入汇编中断接口程序 176
9.4.5 利用Windows API函数进行串行通信 177
9.5 利用通信控件MSComm进行异步串行通信 180
9.5.1 MSComm控件的主要属性 180
9.5.2 OnComm事件 181
项目1 简单异步串行通信程序设计 182
第10单元 数据链路层程序设计 183
10.1 数据帧 183
10.1.1 帧的概念 183
10.1.2 帧的定界 183
10.2 数据的可靠传输与流量控制 184
10.2.1 差错检测技术 184
10.2.2 出错帧的重传控制 185
10.2.3 滑动窗口协议 186
10.3 数据链路层协议的实现 188
10.3.1 帧的数据结构 188
10.3.2 停等协议的基本算法 189
项目2 停等ARQ协议程序设计 189
项目3 滑动窗口协议程序设计 190
第11单元 IP层程序设计 192
11.1 IP编址方法 192
11.1.1 IP数据报格式 192
11.1.2 IP数据报数据结构 194
项目4 IP数据包分类统计 194
第12单元 传输层及其应用程序设计 196
12.1 进程通信 196
12.1.1 主机进程的标识——套接口地址 196
12.1.2 通信进程的阻塞与非阻塞方式 198
12.2 套接口API 200
12.2.1 初始化套接口——服务绑定：socket（） 201
12.2.2 本地地址绑定:bind（） 202
12.2.3 建立套接口连接——绑定远端服务器地址：connect() 205
12.2.4 套接口被动转换:listen() 207
12.2.5 从被动套接口的完成队列中接收一个连接请求:accept（） 209
12.2.6 基本套接口I/O函数 210
12.2.7 关闭套接口通道与撤销套接口 213
项目5 两台主机间的TCP回程延时测试 215
项目6 多人聊天程序设计 215
项目7 FTP客户端程序设计 216
第3部分 基于NS的计算机网络模拟
第13单元 网络模拟器NS初步 220
13.1 NS的下载和安装 220
13.1.1 NS的下载 220
13.1.2 在Linux red hat 9.0环境中安装NS 220
13.2 NS网络模拟过程 223
13.2.1 建立网络模型（network model） 224
13.2.2 建立通信量模型 225
13.2.3 运行脚本文件并追踪分析结果 226
实验1 安装并试用NS 227
第14单元 NS应用基础 229
14.1 NS脚本语言 229
14.1.1 TCL命令 229
14.1.2 expr命令与算术运算符 231
14.1.3 TCL变量 232
14.1.4 TCL数据类型 233
14.2 NS网络构件 233
14.2.1 节点（node） 234
14.2.2 链路（link） 236
14.2.3 网络 236
14.2.4 协议（Agent） 236
14.2.5 分组（packet） 238
14.2.6 应用层程序构件 238
14.3 NS模拟过程控制 241
14.3.1 事件调度器（scheduler） 241
14.3.2 模拟器（simulator） 244
14.3.3 分类器（classifier） 244
14.4 数据分析工具 245
14.4.1 nam 245
14.4.2 gnuplot 247
14.5 NS调试技术 251
14.5.1 使用产生额外信息的命令 251
14.5.2 使用Don Libes调试器 251
实验2 网络运行模拟 252
第15单元 NS原理与应用扩展 254
15.1 OTCL中的面向对象机制 254
15.1.1 OTCL类与对象 254
15.1.2 继承 255
15.1.3 对象的释放 256
15.2 分裂对象模型 256
15.2.1 NS的两种任务、两种需求和两种语言 256
15.2.2 OTCL类和C++类 256
15.2.3 在解释器中创建影像对象 256
15.2.4 变量绑定 257
15.2.5 cmd{ }过程和command()方法 258
15.3 NS扩展 259
实验3 NS扩展实验 259
附录 261
附录A 关于实验的建议 261
附录B 实验用表格参考样式 263
参考文献 268