网络工程技术与实验教程

第1章计算机网络体系结构1

1.1网络体系结构的基本概念1

1.1.1层次1

1.1.2协议2

1.1.3服务4

1.2网络体系结构的标准化6

1.2.1计算机网络标准化的必要性6

1.2.2标准化组织及主要工作7

1.3ISO/OSI RM9

1.3.1ISO/OSI RM分层原则9

1.3.2开放系统互连环境9

1.3.3数据封装与解封12

1.4TCP/IP协议简介13

1.5ISO/OSI RM和TCP/IP比较15

1.6IEEE802标准系列17

1.6.1局域网的特点17

1.6.2IEEE802标准系列17

1.6.3LAN参考模型和实现模型18

1.6.4LAN层次结构20

1.6.5IEEE802.321

1.7网络体系结构的发展22

思考题23第2章网络实用程序与服务器构建25

2.1网络适配器的安装25

2.1.1网络适配器安装25

2.1.2网络适配器属性26网络工程技术与实验教程(第2版)目录2.2TCP/IP协议配置27

2.3Windows网络实用程序29

2.3.1ping29

2.3.2netstat31

2.3.3ipconfig32

2.3.4arp34

2.3.5tracert35

2.3.6route35

2.3.7nbtstat36

2.3.8net37

2.3.9nslookup39

2.3.10netsh44

2.3.11ftp48

2.3.12Telnet50

2.4WWW和FTP服务器构建50

2.4.1客户端/服务器模式50

2.4.2常用网络服务器51

2.4.3WWW服务器构建51

2.4.4FTP服务器构建54

2.4.5常用客户程序56

思考题57第3章TCP/IP协议分析实验59

3.1局域网中常用的协议栈60

3.2局域网数据链路层的帧结构60

3.2.1IEEE802.2 LLC PDU结构61

3.2.2IEEE802.3帧结构62

3.2.3Ethernet V2帧结构63

3.2.4IEEE802.3帧和Ethernet V2帧实例64

3.3IP协议栈65

3.3.1网际层协议65

3.3.2地址解析协议68

3.4TCP协议栈71

3.4.1传输控制协议71

3.4.2用户数据报协议76

3.5协议分析实验78

3.5.1实验目的78

3.5.2实验内容78

3.5.3实验环境78

3.5.4实验步骤78

思考题80第4章网络传输介质与应用实验81

4.1概述81

4.2电话用户线路82

4.2.1通信介质82

4.2.2介质连接器83

4.3同轴电缆83

4.3.150Ω同轴电缆83

4.3.275Ω同轴电缆84

4.4双绞线85

4.4.1分类85

4.4.2结构化布线系统86

4.4.3介质连接器88

4.5光纤89

4.5.1光在光纤中的传播90

4.5.2多模与单模光纤90

4.5.3光缆91

4.5.4光源92

4.5.5光纤接插件92

4.6介质组网93

4.6.1网络适配器93

4.6.2同轴电缆组网94

4.6.3双绞线组网96

4.6.4光纤组网97

4.7双绞线制作实验97

4.7.1实验目的97

4.7.2实验内容98

4.7.3实验设备98

4.7.4实验步骤98

思考题100第5章综合布线系统测试实验103

5.1综合布线系统测试必要性104

5.2综合布线系统测试标准104

5.3测试连接方式105

5.3.1基本连接方式105

5.3.2通道连接方式105

5.3.3永久链路方式106

5.4双绞线的测试参数108

5.4.1长度108

5.4.2传输延迟和延迟偏差109

5.4.3衰减109

5.4.4脉冲噪声109

5.4.5特性阻抗110

5.4.6串扰110

5.4.7额定传输率112

5.4.8衰减串扰比112

5.4.9回波损耗113

5.4.10总能量值113

5.5Fluke DSP4300线缆测试仪简介113

5.5.1DSP4300组成113

5.5.2DSP4300技术指标113

5.5.3DSP4300的其他功能115

5.5.4DSP4300结构及功能115

5.5.5主机旋转开关的功能119

5.6Fluke DSP4300应用实验121

5.6.1实验目的121

5.6.2实验内容121

5.6.3实验设备121

5.6.4实验步骤121

思考题126第6章交换机及应用实验127

6.1交换机概述127

6.2交换机原理128

6.2.1透明网桥128

6.2.2交换机的交换方式131

6.2.3交换机的特性131

6.2.4交换机的分类132

6.3虚拟局域网133

6.3.1VLAN技术 133

6.3.2VLAN功能134

6.3.3划分VLAN的方法134

6.4中继技术135

6.4.1中继工作原理135

6.4.2VTP协议136

6.5生成树协议136

6.5.1STP功能136

6.5.2STP工作原理137

6.6以太网链路聚合138

6.6.1链路聚合功能138

6.6.2链路聚合的优点139

6.7锐捷RGS2100系列交换机140

6.7.1锐捷RGS2126S交换机简介140

6.7.2锐捷RGS2126S交换机接口140

6.7.3交换机的管理方式141

6.8交换机配置与VLAN划分实验143

6.8.1实验目的143

6.8.2实验内容143

6.8.3实验环境143

6.8.4交换机配置模式及常用命令143

6.8.5实验步骤146

6.9交换机冗余链路配置实验149

6.9.1实验目的149

6.9.2实验内容149

6.9.3实验环境149

6.9.4实验步骤149

思考题153第7章路由器及基本配置实验155

7.1路由器的功能和特性155

7.2路由器对IP数据包的处理过程157

7.3路由算法与路由协议158

7.3.1路由算法158

7.3.2路由协议158

7.4路由器的物理结构和组成160

7.4.1硬件结构160

7.4.2软件组成161

7.5路由器的管理方式162

7.6访问控制列表技术162

7.7网络地址转换技术164

7.8锐捷R1700/R2600/R3700系列路由器168

7.8.1锐捷R1700/R2600/R3700系列路由器简介168

7.8.2锐捷R1700/R2600/R3700系列路由器外部结构168

7.9路由器基本配置实验171

7.9.1实验目的171

7.9.2实验内容171

7.9.3实验环境171

7.9.4实验步骤172

7.10NAT与IP访问控制列表实验180

7.10.1实验目的180

7.10.2实验内容180

7.10.3实验环境180

7.10.4实验步骤180

思考题184第8章三层交换技术及应用实验187

8.1以太网交换技术概述187

8.1.1CSMA/CD187

8.1.2网桥与交换机188

8.1.3路由器188

8.2基于二层交换机＋路由器的VLAN间通信过程189

8.3三层交换机工作原理191

8.3.1两种三层交换技术原理191

8.3.2两种三层交换技术比较194

8.3.3三层交换机实现VLAN间通信过程195

8.4流交换技术实现196

8.4.1NHRP196

8.4.2标记交换197

8.5锐捷RGS3760交换机198

8.6基于二层交换机＋路由器实现VLAN间通信实验199

8.6.1实验目的199

8.6.2实验内容199

8.6.3实验环境199

8.6.4实验步骤200

8.7基于三层交换机的VLAN间通信实验202

8.7.1实验目的202

8.7.2实验内容202

8.7.3实验环境202

8.7.4实验步骤202

思考题204第9章距离矢量路由协议与应用实验205

9.1距离矢量路由协议简介205

9.1.1DV路由协议的特点及工作原理205

9.1.2DV路由协议的路由选择问题206

9.2路由信息协议208

9.3RIPv2路由配置实验210

9.3.1实验命令简介210

9.3.2实验目的210

9.3.3实验内容210

9.3.4实验环境210

9.3.5实验步骤211

思考题221第10章OSPF路由协议与应用实验223

10.1LS路由协议223

10.2OSPF概述224

10.2.1OSPF特点224

10.2.2OSPF原理简述224

10.3OSPF基本概念225

10.3.1OSPF区域与路由器类型225

10.3.2路由器ID225

10.3.3Hello报文协议226

10.3.4邻居与邻接关系227

10.3.5网络类型228

10.3.6指定路由器和备份指定路由器229

10.3.7LSA通告扩散229

10.3.8LSA主要类型231

10.4OSPF算法描述232

10.5OSPF报文结构232

10.6OSPF协议验证与互连234

10.7单区域OSPF协议应用实验235

10.7.1OSPF相关命令235

10.7.2实验目的236

10.7.3实验内容236

10.7.4实验环境236

10.7.5实验步骤237

10.8多区域OSPF协议应用实验246

10.8.1实验目的246

10.8.2实验内容246

10.8.3实验环境246

10.8.4实验步骤247

思考题248第11章防火墙技术与应用实验251

11.1防火墙技术251

11.1.1包过滤技术251

11.1.2应用网关252

11.1.3代理服务252

11.2防火墙的体系结构253

11.2.1分组过滤型253

11.2.2双宿主主机型253

11.2.3屏蔽主机型254

11.2.4屏蔽子网型255

11.3防火墙功能256

11.3.1包过滤规则256

11.3.2网络地址转换257

11.3.3端口映射257

11.3.4路由257

11.3.5入侵检测258

11.3.6防火墙的功能特点及发展258

11.4锐捷RGWALL 60防火墙简介260

11.4.1RGWALL 60防火墙结构260

11.4.2RGWALL 60防火墙默认参数261

11.4.3RGWALL 60防火墙功能简介261

11.5防火墙应用实验261

11.5.1实验目的261

11.5.2实验内容261

11.5.3实验环境262

11.5.4使用串口登录防火墙262

11.5.5RGWALL 60防火墙管理系统264

11.5.6防火墙安全策略设置267

11.5.7系统监控功能270

思考题271第12章无线局域网技术与应用实验273

12.1无线局域网概述273

12.1.1无线局域网的优点273

12.1.2无线局域网的组成274

12.2无线局域网协议802.11275

12.2.1IEEE802.11体系结构275

12.2.2IEEE802.11中服务集概念275

12.2.3IEEE802.11中的物理层276

12.2.4IEEE802.11中的MAC子层277

12.3IEEE802.11系列标准280

12.3.1IEEE802.11b280

12.3.2IEEE802.11a281

12.3.3IEEE802.11g281

12.3.4IEEE802.11n283

12.4无线局域网的安全性284

12.4.1非法接入无线局域网284

12.4.2数据传输的安全性286

12.5WLAN的应用模式287

12.6无线局域网应用实验289

12.6.1实验目的289

12.6.2实验内容289

12.6.3实验环境289

12.6.4TPLink AP安装与配置290

12.6.5无线网卡的配置295

思考题299

参考文献301

本书全面而又系统地讲述了计算机网络工程中常用技术的基本概念、原理以及在实际工程中的具体应用，主要目的是加深读者对计算机网络原理的理解，掌握网络工程中应用技术与实现方法。本书包括网络协议分析、综合布线及测试、交换技术、路由、网络安全、无线网络等方面内容。针对每种网络技术，分别采用相关的网络设备（软件、硬件）设计实验环境，详细介绍该技术的工作原理和具体实施过程。虽然不同厂家的设备在实验过程中有一定的差异，但差异通常不大。理论与实际相结合是本教材的最终目的。本书供计算机与通信相关专业的学生（如计算机科学、网络工程、信息安全、通信工程）及有一定计算机网络基础的技术人员使用，可用作网络工程实验、网络工程技术应用与设计、计算机网络实验等课程的教材，也可作为广大网络工程技术人员以及网络爱好者自学读物。