《计算机网络工程》课程教学大纲.docx

一、课程基本情况出，本实验的实质是链路层协商建立的平安性，该信息出现在链路协商的过程中。在debug 命令生效后，重新shutdown端口，再做no shutdown操作，引起重新建立链路的操作，观察 验证过程。课程编号学分 3 学时 51 开课学期|三年级春季学期课程名称计算机网络工程Computer Network Engineering课程定位这是本专业关于计算机网络的第二门课程，主要内容是使用TCP/IP技 术实现网络互连。就业后相当一局部学生会接触到园区网络的核心设备，计 算机网络工程围绕园区网的设计问题展开知识单元，面向具有一定网络基 础知识的学生，学习园区网的设计思路和主要设备的使用配置和管理方法。 通过网络实验室的网络设备学习各种园区网技术的配置和应用方法。是一门 实践性很强的课程，培养学生的动手、综合能力，而且网络实验室的设备和 实际网络环境中的网络设备是相同的，因此对学生从事相关的工作和就业的 帮助很大。课程简介教学内容以TCP/IP体系结构和Internet的网络技术为基础，以网络核 心设备涉及的协议为中心，以网络实验室的网络设备为平台，学习各种园区 网技术的配置和应用方法，侧重技术的运用。内容包括：网络规划与设计、 控制园区网中的广播流量、管理交换网络中的冗余链路、广域网接入技术、 IP子网间的路由选择、园区网平安设计、局域网域Internet互联等主题。采用工程教学法，教学过程以几个虚拟的工程工程为线索，从工程需求 中提炼知识点和需要的技术进行针对性的训练，最后用一个综合工程将各专 项练习的内容结合起来完成一个较复杂网络的实现。实验课课时超过理论课，分解的专项实验包括验证、设计和综合型实验。 期末有一个大型综合实验工程检验一个学期的学习效果。教学要求通过对本课程的学习，应掌握园区网的组网方法、使用的网络设备，网 络设备涉及的各种协议的工作原理，具备解释网络配置方法和参数的能力。 提高运用网络原理中的各种策略综合解决实际问题的能力。通过实验，实践 网络环境中在各种网络设备上配置协议参数的操作方法，训练网络设备管 理、调试技巧，提高分析网络故障的能力。能够解决园区网络构建和使用中 碰到的一些实际问题。教学特色本课程有以下特色：(1)以实际工程为实践背景。注意：Rb#debug ppp authentication命令在特权模式下使用，如果认证不成功，显示窗口内信息不停地滚动，停下来的方法是在特权模式下使用下面命令：Rb# no debug ppp authentication（2）以网络实验室的网络设备为实践平台。（3）实训内容与相关环境的就业需求相关度极高。课程类型口数学与自然科学基础课口专业基础课 口专业核心课0专业选修课口实践课教学方式 （单项选择）讲授为主也实验/实践为主口专题讨论为主案例教学为主 口自学为主口其它（为主）授课语言 （单项选择）0中文口中文+英文（英文授课比例%）口英文口其它外语考核方式 （单项选择）考试 考查 考试+考查成绩评定 标准期末50%,平时50%平时成绩包括考勤、实验，实验占平时成绩的80%,考勤占20%。教材及 主要参考 资料教材：网络设备互联学习指南高峡等 科学出版社主要参考资料：锐捷网络设备的技术资料计算机网络（第5版）（谢希仁 电子工业出版社）先修课程计算机网络适用专业计算机科学与技术、信息管理与信息系统二、教学内容第1章.概述（8学时）教学内容包括网络基础、DHCP和Telnet协议工作原理，局域网DHCP地址管理 和telnet客户服务器的配置使用两个实验。要点是巩固网络体系结构的关键概念，掌握DHCP和telnet的部署和操作方法。要求掌握计算机网络的核心概念，理解网络数据传输的过程，理解TCP/IP体系 结构的层次结构和主要协议及局域网标准。学会部署DHCP协议管理局域网的地址自 动配置环境，学会telnet的配置和使用，理解网络实验室的拓扑结构。第2章.交换技术（4学时）教学内容包括互联设备、以太网技术，交换原理、交换机的管理。要点是交换机的工作原理和帧转发方式、冲突和广播域的概念。要求掌握RCMS的访问方法，通过实验台提供的网络设备，对测试机进行各种结 构的连接实验，掌握介质和设备的关系。熟悉交换机的各种连接概念和方法，熟悉交 换机的管理特性，配置交换机的IP地址，使网络管理员可以通过TELNET对交换机进 行远程管理。第3章虚拟局域网（VLAN） （6学时）教学内容包括VLAN的基本概念、VLAN的类型、如何在交换机上配置VLAN、VLAN 间通信的方法。要点是VLAN的IEEE802. 1Q标准，trunk等关键概念的理解。要求掌握基于端口的VLAN划分方法和利用路由器和三层交换机实现VLAN通信 的方法。第4章.局域网中的冗余链路（8学时）教学内容包括交换网络中的冗余链路概念和问题，生成树协议STP和快速生成 树协议RSTP原理，配置STP、RSTP,以太网链路聚合。要点是生成树的原理和配置。要求掌握生成树协议配置和端口聚合的配置方法。能够对冗余链路进行管理设 计和管理。第5章.IP协议及子网规划（2学时）教学内容包括网络规划与设计，网络层次化结构设计，网络设备和网络实例， IP地址的分类，IP网络的子网划分，地址的分配与聚合设计。要点是理解层次化网络的设备和技术如何应用。要求，通过分析实际园区网，总结园区网的结构和技术。理解使用网络设备和网 络技术的使用环境、各种设备的关键技术。第6章.路由技术（4学时）第7章.RIP路由协议（4学时）路由信息协议RIP第8章.OSPF路由协议（4学时）开放最短路优先协议OSPF教学内容包括路由概念，静态和动态路由、路由器的基本配置方法，路由协议， 缺省路由和浮动路由。要点是理解路由器的工作原理，路由协议的工作原理。要求掌握静态路由RIP协议和OSPF协议的配置技术。第9章.点对点协议（4学时D教学内容包括广域网的概念，广域网接入技术分类，广域网设备，广域网中的 数据链路层协议，点对点协议PPP。要点是理解PPP原理和认证协议及方法。要求掌握PPP的配置方法，掌握PAP和CHAP认证协议的配置方法。第10章.常见网络故障分析及处理（2学时）教学内容包括网络排错思路，物理层、数据链路层、网络层和传输层及高层故 障分析与处理。要点是理解分层处理排查的基本思路。要求能够分析典型错误，在个单项实验中逐渐积累综合排错经验。第11章.网络规划与设计（5学时）教学内容包括网络层次化设计的基本概念，接入层、汇聚层和核心层的基本功 能和设备。要点是理解各层的功能划分和设备选择依据。要求在综合实验中运用层次结构实现简单的园区网配置。完成全网互联实验。三、课程实验为了帮助学生更好地理解网络工作原理，提高实际网络管理和应用的能力，安排28 学时的实验课，共13次。从4个工程中提炼出20个专项训练实验。每次实验课都安排一 个明确的训练专题，要求学生完成实验指导设计的内容，提交实验报告。其中工程2-4的 实验环境均需要网络实验室网络设备实验台支持。管理、基础：通过两个实验学习局域网内部的地址规划管理、配置方法和网络实验 台配置的基础工具telneto弄清网络实验室和实验台网络设备的拓扑关系。实验1局域网的地址管理，必须有一个具有相当站点数量的局域网环境，才能模 拟DHCP （动态主机地址配置协议）协议的各种复杂情况。实验2 Telnet工具的使用和实验拓扑连接与验证，telnet工具是网络管理员管理 网络的基本工具，熟练使用假设干telnet的客户端工具（超级终端、命令行窗口）是对网 管员的基本要求。熟悉实验台网络设备连接方法和连接介质。工程L园区网络结构与组网技术分析实际园区网，总结园区网的结构和技术。工程2：多办公区之间的网络连接专项实验:实验1实验台的使用学习RCMS的访问方法，通过实验台提供的网络设备，对测试机进行各种结构的 连接实验，掌握介质和设备的关系。实验2 交换机基本配置熟悉交换机的管理特性，配置交换机的IP地址，使网络管理员可以通过TELNET 对交换机进行远程管理。实验3 路由器基本配置熟悉路由器的管理特性，配置路由器的IP地址，使网络管理员可以通过TELNET 对路由器进行远程管理。实验4 端口聚合配置端口聚合，增加交换机之间的传输带宽，并实现链路冗余备份。实验5交换机堆叠扩展端口密度，方便管理，通过一台主交换机管理交换机堆叠组的设备。实验6生成树配置实验6-1生成树协议STP配置STP协议，使网络在有冗余链路的情况下防止环路的产生，防止广播风暴 等。实验6-2快速生成树协议RSTP配置RSTP协议，使网络在有冗余链路的情况下防止环路的产生，防止广播风暴 等。工程3：部门间网络的平安隔离专项实验：实验1交换机端口隔离通过划分端口 VLAN实现本交换端口隔离。实验2跨交换机实现VLAN通过trunk实现同一 VLAN里的计算机能跨交换机进行相互通信，而在不同VLAN 里的计算机系统不能进行相互通信。工程4：全网络的互联互通专项实验：实验 1 VLAN/802. IQVLAN 间通信通过3层配置实现同一 VLAN里的计算机系统能跨交换机进行相互通信，不同VLAN里的计算机系统也能进行相互通信。实验2广域网实验实验2-1广域网协议的封装实验2-2 PPP PAP认证在链路协商时保证平安验证。链路协商时用户名、密码以明文的方式传输。实验2-3 PPP CHAP认证在链路协商时保证平安验证。链路协商时密码以密文的方式传输，更平安。实验3静态路由配置实现静态路由方式支持的网络互连互通，从而实现信息的共享和传递。实验4 RIP路由协议实验4-1 RIP VI配置配置实现RIP VI协议支持的网络互连互通，从而实现信息的共享和传递。实验4-2 RIP V2配置配置实现RIP V2协议支持的网络互连互通，实现信息的共享和传递。实验5 OSPF单区域路由配置实现OSPF协议支持的网络互连互通，实现信息的共享和传递。综合一一验收工程复杂网络综合实现（设计）模拟学校网络拓扑结构下的综合设计和配置实现。以上列表中的每一个实验都按照下面结构设计实验指导：以PPP CHAP认证实验为例 【实验名称】PPP CHAP认证。【实验目的】掌握PPPCHAP认证的过程及配置。【工程背景】你是公司的网络管理员，公司为了满足不断增长的业务需求，申请了专线接入, 你的客户端路由器与ISP进行链路协商时要验证身份,配置路由器保证链路建立并考虑其安 全性。【技术原理】常见广域网专线技术有：DDN专线、PSTN/ISDN专线、帧中继专线、X. 25专线等。数据链路层提供各种专线技术的协议，主要有PPP、HDLC、X.25、Frame-relay以及AM等。PPP协议位于OSI七层模型的数据链路层,PPP协议按照功能划分为两个子层:LCP、NCP。 LCP主要负责链路的协商、建立、回拨、认证、数据的压缩、多链路捆绑等功能。NCP主要 负责和上层的协议进行协商，为网络层协议提供服务。PPP的认证功能是指在建立PPP链路的过程中进行密码的验证，验证通过建立连接，验 证不通过撤除链路。PPP协议支持两种认证方式：PAP和CHAP。CHAP （Challenge Handshake Authentication Protocol,挑战握手协议验证协议）是指验证双方通过三次握手完成验证过程，比PAP更安全。由验证方主动发出挑战报文，由被验证方应答。在整个验证过程中，线路上传送的信 息都进行了加密处理。【实现功能】在链路协商时保证平安验证。链路协商时密码以密文的方式传输，更平安。【实验拓扑】Ra1J,1.1/24Ra1J,1.1/24RbLI. 1.2/24【实验设备】RSR20 ( 2台)。【实验步骤】使用V35电缆连接两台实验路由器，DTE端接Ra, DCE端接Rb.步骤1.基本配置。Ruije(config)#hostname Ra !配置路由器主机名Ra(config)#Ruijie(config)#hostname Rb !配置路由器主机名Rb(config)#Ra(config)# interface serial 2/0Ra(config-if-Serial-2/0)#ip address 1.1,1.1 255.255.255.0 ;配置接 口地址Ra(config-if-Serial-2/0)#no shutdown !启用该接口Rb(config)# interface serial 2/0Rb(config-if-Serial-2/0)#ip Rb(config-if-Serial-2/0)#clock rate 64000 !在 DCE 端配置时钟Rb(config-if)#no shutdown验证测试：(以Ra为例)Ra#sh int s 2/0%UPD0WN: Interface Serial I, changed state to up ISerial I is up, line protocol is upHardware is HDLC4530BInternet address is I. I. I. I /24MTU 1500 bytes, BW 2048 Kbit, DLY 20000 usee, rely 255/255, load 1/255Encapsulation HDLC, loopback not set, keepalive set (10 sec)Last input never, output never, output hang neverLast clearing of nshow interface1 counters neverInput queue: 0/75/0 (size/max/drops); Total output drops: 0Queueing strategy: weighted fairOutput queue: 0/64/0 (size/threshold/drops)Conversations 0/2 ( 32%UPDOWN: Line protocol on Interface Serial 1, changed state to upactive/max active)Reserved Conversations 0/0 (allocated/max allocated)5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec0 packets input, 0 bytes, 0 no bufferReceived 0 broadcasts0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort6 packets output, 452 bytes, 0 underruns0 output errors, 0 collisions, 3 interface resets0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out0 carrier transitionsDCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=up步骤2.配置PPP CHAP认证。Ra(config)#username Rb password 0 star !配置对方的主机名作用户名，密码Ra(config)# interface serial 2/0 !进入接 口配置Ra(config-if-Serial-2/0)# encapsulation ppp !接口 下封装 PPPRa(config-if-Serial-2/0)#ppp authentication chap ! PPP 启用 CHAP 方式验证Rb(config)#username Ra password 0 star !配置对方的主机名作用户名，密码Rb(config)# interface serial 2/0 !进入接 口配置Rb(config-if-Serial-2/0)# encapsulation ppp !接口 下封装 PPP 验证测试Ra#debug ppp authentication !观察 CHAP 验证过程PPP Serial 1: Send CHAP challenge id=2 to remotePPP Serial 1: CHAP response id=2 received from RbPPP Serial 1: Send CHAP success id=2 to remotePPP Serial 1: remote passed CHAP authenticationRb#debug ppp authenticationPPP Serial 1: CHAP challenge from RaPPP Serial 1: Passed CHAP authentication w汕 remote.观察不到输出信息，按下面操作实验：Ra上：Ra(config)#int s 2/0Ra(config-if)#shutdownRa(config-if)#%LINK CHANGED: Interface serial 2/0, changed state to administratively down%LINE PROTOCOL CHANGE: Interface serial 2/0, cRa(config-if)#no shutdownRa(config-if)#PPP: ppp_clear_author(), protocol = TYPE_LCP%LINK CHANGED: Interface serial 2/0, changed state to upPPP: serial 2/0 Send CHAP challenge id=2 to remote hostPPP: serial 2/0 authentication event enqueue ,message type = RECV_CHAP_CHALLENGEPPP: dispose authentication message RECV_CHAP_CHALLENGEPPP: serial 2/0 recv CHAP challenge from RbPPP: serial 2/0 authentication event enqueue ,message type = RECV_CHAP_RESPONSEPPP: dispose authentication message fRECV_CHAP_RESPONSEPPP: serial 2/0 CHAP response id=2 ,received from RbPPP: serial 2/0 Send CHAP success id=2 to remotePPP: serial 2/0 remote router passed CHAP authentication.PPP: serial 2/0 Passed CHAP authentication with remote.PPP: serial 2/0 lep authentication OK!PPP: ppp_clear_author(), protocol = TYPE_IPCP%LINE PROTOCOL CHANGE: Interface serial 2/0, changed state to UP Rb上观察信息：%LINK CHANGED: Interface serial 2/0, changed state to down%LINE PROTOCOL CHANGE: Interface serial 2/0, changed state to DOWNPPP: ppp_clear_author(), protocol = TYPE_LCP%LINK CHANGED: Interface serial 2/0, changed state to upPPP: serial 2/0 Send CHAP challenge id=l to remote hostPPP:serial 2/0 authentication event enqueue,messagetype =RECV_CHAP_CHALLENGEPPP: dispose authentication message RECV_CHAP_CHALLENGEJPPP: serial 2/0 recv CHAP challenge from RaPPP: serial 2/0 authentication event enqueue ,message type = RECV_CHAP_RESPONSEPPP: dispose authentication message RECV_CHAP_RESPONSEPPP: serial 2/0 CHAP response id=l received from RaPPP: serial 2/0 Send CHAP success id= 1 to remotePPP: serial 2/0 remote router passed CHAP authentication.PPP: serial 2/0 Passed CHAP authentication with remote.PPP: serial 2/0 lep authentication OK!PPP: ppp_clear_author(), protocol = TYPE_IPCP%LINE PROTOCOL CHANGE: Interface serial 2/0, changed state to UP步骤3.测试PPP CHAP认证成功后链路可用在Ra和Rb上，互相ping对方的IP地址，验证连通性。【考前须知】在DCE端要配置时钟；Rb(config)#username Ra password 0 star !username 后面的参数是对方的主机名；在接口下封装ppp；debug ppp authentication在路由器物理层up,链路尚未建立的情况下翻开才有信息输