高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書前言本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書圍繞高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的核心技能培養(yǎng)目標(biāo)，通過“基礎(chǔ)搭建-協(xié)議分析-設(shè)備配置-安全防護(hù)”的遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)體系，幫助學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)操能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容貼合企業(yè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維、系統(tǒng)集成的崗位需求，注重“做中學(xué)、學(xué)中悟”，為從事網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域的工作奠定實(shí)踐基礎(chǔ)。第一章基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆战粨Q機(jī)、路由器、終端的物理連接邏輯，區(qū)分RJ45、Console等接口的功能。能用PacketTracer等工具搭建星型、總線型拓?fù)?，理解拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響。結(jié)合OSI模型，分析物理層（信號傳輸）、數(shù)據(jù)鏈路層（MAC地址、以太網(wǎng)幀）的工作機(jī)制。1.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境硬件：二層交換機(jī)（如H3CS1200）、路由器（如Cisco2811）、PC終端、超五類網(wǎng)線、Console配置線。軟件：CiscoPacketTracer（或eNSP）、Wireshark（可選，鏈路層抓包分析）。1.3實(shí)驗(yàn)原理物理層：負(fù)責(zé)電/光信號的傳輸，需關(guān)注網(wǎng)線線序（T568A/B）、接口速率（10/100/1000Mbps）對鏈路的影響。數(shù)據(jù)鏈路層：通過MAC地址標(biāo)識設(shè)備，以太網(wǎng)幀（前導(dǎo)碼、MAC地址、FCS校驗(yàn)）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)封裝與差錯檢測。交換機(jī)基于MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，未知地址觸發(fā)“泛洪”。拓?fù)漕愋停盒切屯負(fù)湟越粨Q機(jī)為中心，故障影響范圍??；總線型依賴共享介質(zhì)，單點(diǎn)故障可能導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓。1.4實(shí)驗(yàn)步驟1.4.1硬件拓?fù)浯罱ǎ▽?shí)物環(huán)境）1.設(shè)備連接：PC網(wǎng)卡連交換機(jī)以太網(wǎng)口（如GigabitEthernet0/1）；若配置路由器，用Console線連PC串口與路由器Console口。2.鏈路測試：觀察設(shè)備指示燈（如交換機(jī)端口Link/Act燈），常亮/閃爍表示鏈路連通；熄滅則檢查網(wǎng)線、接口或更換網(wǎng)線。1.4.2仿真拓?fù)浯罱ǎ≒acketTracer）1.設(shè)備拖放：打開PacketTracer，拖入交換機(jī)、PC、路由器，放置在工作區(qū)。2.鏈路連接：點(diǎn)擊“Connections”，選擇“CopperCross-Over”（PC-交換機(jī)）或“Console”（PC-路由器），連接對應(yīng)接口。3.設(shè)備命名：右鍵設(shè)備→“Rename”，修改為“SW1”“PC1”等，便于管理。1.4.3連通性測試與分析1.PC配置：PC的“Desktop”→“IPConfiguration”中，設(shè)置IP（如192.168.1.2/24）、子網(wǎng)掩碼（255.255.255.0），網(wǎng)關(guān)暫不設(shè)置（直連網(wǎng)絡(luò)無需網(wǎng)關(guān)）。物理鏈路：PacketTracer中鏈路顏色（紅色斷開，綠色連通）。MAC地址表：交換機(jī)CLI中執(zhí)行`showmac-address-table`，查看是否學(xué)習(xí)到PC的MAC。1.5思考與拓展1.星型拓?fù)渲心持肪W(wǎng)線斷裂，僅影響該支路；總線型拓?fù)渲锌偩€斷裂，哪部分設(shè)備通信中斷？2.校園網(wǎng)為何用“星型+樹形”混合拓?fù)?？結(jié)合擴(kuò)展性、故障排查難度分析。3.用PacketTracer搭建“星型+冗余鏈路”拓?fù)?，觀察STP如何避免環(huán)路（`showspanning-tree`查看狀態(tài)）。第二章TCP/IP協(xié)議配置與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誛indows/Linux的IP、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)配置，理解IP地址的網(wǎng)絡(luò)位與主機(jī)位劃分。用`arp`、`ping`、`tracert`分析TCP/IP工作過程，驗(yàn)證ARP地址解析、ICMP差錯控制原理。用Wireshark抓包，分析IP、ICMP包結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證TCP/IP分層模型的數(shù)據(jù)流。2.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境硬件：PC終端（2臺及以上）、二層交換機(jī)（同網(wǎng)段通信）。軟件：Wireshark（協(xié)議分析）、命令提示符（Windows）/終端（Linux）。2.3實(shí)驗(yàn)原理IP與子網(wǎng)掩碼：IP地址（如192.168.1.100）由網(wǎng)絡(luò)位（前24位，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0）和主機(jī)位（后8位）組成，子網(wǎng)掩碼區(qū)分兩者。ARP協(xié)議：將IP轉(zhuǎn)換為MAC。同網(wǎng)段通信時，設(shè)備發(fā)送ARP請求（廣播），目標(biāo)回復(fù)ARP響應(yīng)（單播），更新本地ARP緩存（`arp-a`查看）。ICMP協(xié)議：`ping`基于ICMP回顯請求/響應(yīng)；`tracert`基于ICMP超時消息追蹤路由。2.4實(shí)驗(yàn)步驟2.4.1IP地址配置（Windows）1.打開“網(wǎng)絡(luò)連接”→“以太網(wǎng)屬性”→“TCP/IPv4”，設(shè)置IP（如192.168.1.10）、子網(wǎng)掩碼（255.255.255.0），網(wǎng)關(guān)按需填寫（同網(wǎng)段可暫不填）。2.重復(fù)操作配置其他PC的IP（如192.168.1.20）。2.4.2ARP協(xié)議分析1.清空ARP緩存：命令提示符執(zhí)行`arp-d*`（Windows）或`sudoarp-d`（Linux）。2.觸發(fā)ARP請求：執(zhí)行`ping192.168.1.20`，設(shè)備會發(fā)送ARP請求獲取目標(biāo)MAC。3.查看ARP緩存：執(zhí)行`arp-a`，觀察新生成的ARP條目（類型為“動態(tài)”）。4.ARP欺騙模擬：另一臺PC執(zhí)行`arp-s192.168.1.10____`（偽造網(wǎng)關(guān)MAC），再次`ping`外網(wǎng)，觀察通信是否中斷，思考防范方法（靜態(tài)ARP綁定、ARP防火墻）。2.4.3Wireshark抓包分析ICMP1.打開Wireshark，選擇“以太網(wǎng)”接口，點(diǎn)擊“開始”捕獲。2.執(zhí)行`ping192.168.1.20-n4`，停止捕獲。3.過濾ICMP包：在“Filter”欄輸入`icmp`，回車。4.分析數(shù)據(jù)包：展開“EthernetII”，查看源/目的MAC是否與ARP緩存一致。展開“IP”，查看源/目的IP、TTL；展開“ICMP”，查看Type（8為請求，0為響應(yīng)）、Code（0為回顯）。2.5思考與拓展1.子網(wǎng)掩碼255.255.0.0時，IP192.168.1.10與192.168.2.20是否同網(wǎng)段？通過“與運(yùn)算”（IP&子網(wǎng)掩碼）驗(yàn)證。2.為何`ping`第一次請求可能超時？結(jié)合ARP緩存“老化時間”（默認(rèn)120秒）分析。3.用`tracert8.8.8.8`追蹤路由，分析每一跳延遲與TTL變化，思考“***”的原因（防火墻攔截ICMP）。第三章交換機(jī)基本配置與VLAN實(shí)驗(yàn)3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆战粨Q機(jī)初始化配置（主機(jī)名、密碼、端口描述），理解CLI操作模式（用戶、特權(quán)、全局配置）。配置VLAN實(shí)現(xiàn)廣播域隔離，掌握Access/Trunk端口配置，實(shí)現(xiàn)跨交換機(jī)VLAN通信。理解交換機(jī)MAC地址學(xué)習(xí)、端口安全機(jī)制，驗(yàn)證VLAN對廣播域的影響。3.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境硬件：二層交換機(jī)（2臺，如Cisco2960）、PC終端、Console線、網(wǎng)線。軟件：SecureCRT（或PuTTY）、PacketTracer。3.3實(shí)驗(yàn)原理交換機(jī)模式：用戶模式（>`）：執(zhí)行基礎(chǔ)命令（如`showversion`）。特權(quán)模式（#`）：執(zhí)行調(diào)試、查看配置（如`showrunning-config`）。全局配置模式（(config)#`）：修改系統(tǒng)配置（如`hostname`、`interface`）。VLAN：通過劃分廣播域減少廣播風(fēng)暴，每個VLAN有獨(dú)立MAC地址表，默認(rèn)端口屬于VLAN1。Access/Trunk端口：Access：僅屬一個VLAN，連終端，發(fā)送數(shù)據(jù)時打VLAN標(biāo)簽（內(nèi)部生效）。Trunk：承載多VLAN流量，連交換機(jī)/路由器，發(fā)送數(shù)據(jù)時保留VLAN標(biāo)簽（802.1Q封裝）。3.4實(shí)驗(yàn)步驟3.4.1交換機(jī)初始化（實(shí)物環(huán)境）1.Console登錄：Console線連PC與交換機(jī)Console口，打開SecureCRT（串口：9600波特率、8數(shù)據(jù)位、1停止位、無校驗(yàn)），進(jìn)入用戶模式（`Switch>`）。2.特權(quán)模式：執(zhí)行`enable`（默認(rèn)無密碼），進(jìn)入特權(quán)模式（`Switch#`）。3.配置主機(jī)名：`configureterminal`→`hostnameSW1`，提示符變?yōu)閌SW1(config)#`。4.特權(quán)密碼：`enablesecretcisco`（加密存儲，優(yōu)先級高于password）。5.端口描述：`interfaceGigabitEthernet0/1`→`descriptionTo_PC1`，描述端口連接的設(shè)備。3.4.2VLAN與Access端口配置1.創(chuàng)建VLAN：全局配置模式下，`vlan10`→`nameSales`；`vlan20`→`nameFinance`。2.劃分Access端口：`interfaceGigabitEthernet0/1`→`switchportmodeaccess`→`switchportaccessvlan10`。`interfaceGigabitEthernet0/2`→`switchportmodeaccess`→`switchportaccessvlan20`。`interfaceGigabitEthernet0/3`→`switchportmodeaccess`→`switchportaccessvlan10`。3.保存配置：特權(quán)模式下`writememory`（或`copyrunning-configstartup-config`）。3.4.3VLAN通信測試1.PC配置：PC1連G0/1（VLAN10），IP192.168.10.10/24；PC2連G0/2（VLAN20），IP192.168.20.20/24；PC3連G0/3（VLAN10），IP192.168.10.30/24。2.同VLAN通信：PC1`ping192.168.10.30`（通）；`ping192.168.20.20`（不通，不同VLAN廣播域隔離）。3.查看VLAN信息：交換機(jī)特權(quán)模式下`showvlanbrief`（端口-VLAN關(guān)聯(lián)）、`showmac-address-table`（VLAN劃分的MAC地址）。3.4.4Trunk與跨交換機(jī)VLAN通信1.連接交換機(jī)：網(wǎng)線連SW1的G0/4與SW2的G0/4。2.配置Trunk端口：SW1：`interfaceGigabitEthernet0/4`→`switchportmodetrunk`→`switchporttrunkallowedvlan10,20`。SW2：同理配置G0/4為Trunk，允許VLAN10、20。3.跨交換機(jī)測試：PC4連SW2的G0/1（Access，VLAN10，IP192.168.10.40/24），PC1`ping192.168.10.40`（通，Trunk承載VLAN10流量）。3.5思考與拓展1.若SW1的G0/4誤配為Access（非Trunk），跨交換機(jī)VLAN通信會怎樣？結(jié)合Trunk“標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)”原理分析。2.企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，核心與接入交換機(jī)為何用“Trunk+冗余鏈路”？結(jié)合VLAN擴(kuò)展性、鏈路可靠性分析。3.配置端口安全：SW1的G0/1執(zhí)行`switchportport-security`→`switchportport-securitymac-addresssticky`，更換PC網(wǎng)卡，觀察端口是否禁用（`showport-security`查看違規(guī)）。第四章路由器靜態(tài)路由與動態(tài)路由實(shí)驗(yàn)4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆章酚善鞒跏蓟ń涌贗P、路由協(xié)議），理解路由表構(gòu)成（直連、靜態(tài)、動態(tài)路由）。配置靜態(tài)路由實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段互聯(lián)，理解RIP、OSPF動態(tài)路由原理，對比靜態(tài)與動態(tài)路由的適用場景。用`showiproute`、`traceroute`分析路由表與轉(zhuǎn)發(fā)路徑，排查路由故障（環(huán)路、子網(wǎng)掩碼不匹配）。4.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境硬件：路由器（2臺及以上，如Cisco1941）、交換機(jī)、PC終端、Console線、網(wǎng)線。軟件：PacketTracer（仿真復(fù)雜拓?fù)洌?、GNS3（可選，真實(shí)IOS鏡像）。4.3實(shí)驗(yàn)原理路由表：直連路由（C）：接口配置IP后自動生成，目標(biāo)為接口網(wǎng)段。靜態(tài)路由（S）：手動配置，需指定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)、下一跳/出接口。動態(tài)路由（R、O）：RIP（距離向量，跳數(shù)度量）、OSPF（鏈路狀態(tài)，開銷度量）自動學(xué)習(xí)。路由轉(zhuǎn)發(fā)：最長匹配原則；無匹配路由則返回“目標(biāo)不可達(dá)”。RIP：版本1（有類路由，無VLSM）、版本2（無類路由，支持VLSM），跳數(shù)上限15（16不可達(dá)），30秒更新。OSPF：鏈路狀態(tài)算法，劃分為區(qū)域，Hello包發(fā)現(xiàn)鄰居，LSA同步拓?fù)洌琒PF計(jì)算最短路徑。4.4實(shí)驗(yàn)步驟4.4.1路由器初始化與直連路由驗(yàn)證1.Console登錄：Console線連PC與路由器Console口，進(jìn)入用戶模式（`Router>`）。2.配置接口IP：`enable`→`conf