計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是理論知識(shí)與實(shí)踐操作的橋梁，通過系列實(shí)驗(yàn)可掌握網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建、協(xié)議工作機(jī)制、設(shè)備配置邏輯及故障排查方法，培養(yǎng)從“理論認(rèn)知”到“工程實(shí)踐”的能力，為網(wǎng)絡(luò)工程、系統(tǒng)運(yùn)維等方向的學(xué)習(xí)奠定實(shí)操基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（一）軟硬件環(huán)境1.操作系統(tǒng)：Windows10/11（推薦）、Ubuntu20.04+（適用于Linux網(wǎng)絡(luò)工具實(shí)踐）。2.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備/模擬器：真實(shí)設(shè)備：家用路由器（支持管理后臺(tái)）、二層交換機(jī)（如華為S1700系列）、單臂路由（需路由器支持子接口）。模擬器：CiscoPacketTracer（可視化拓?fù)?，適合基礎(chǔ)配置）、GNS3（支持真實(shí)IOS鏡像，適合進(jìn)階路由協(xié)議）、EVE-NG（企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)仿真）。3.工具軟件：協(xié)議分析：Wireshark（抓包與協(xié)議解析）、tcpdump（Linux命令行抓包）。終端工具：SecureCRT、PuTTY（遠(yuǎn)程登錄設(shè)備）、Xshell（多會(huì)話管理）。虛擬環(huán)境：VMwareWorkstation（搭建多機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌irtualBox（輕量化虛擬環(huán)境）。（二）知識(shí)儲(chǔ)備實(shí)驗(yàn)前需理解：OSI七層模型與TCP/IP四層模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，重點(diǎn)掌握數(shù)據(jù)鏈路層（以太網(wǎng)、VLAN）、網(wǎng)絡(luò)層（IP、路由）、傳輸層（TCP、UDP）的核心原理。子網(wǎng)劃分方法（CIDR、VLSM）、IP地址分類與私有地址范圍（10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16）?；A(chǔ)命令：`ping`（連通性）、`ipconfig`/`ifconfig`（IP配置）、`tracert`/`traceroute`（路由追蹤）、`arp-a`（ARP緩存）。三、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)一：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯罱ㄅc連通性測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆胀負(fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（星型、總線型）、設(shè)備連接邏輯（直通線、交叉線的歷史與現(xiàn)狀），并通過`ping`/`tracert`驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)連通性。實(shí)驗(yàn)環(huán)境模擬器：CiscoPacketTracer（放置2臺(tái)PC、1臺(tái)交換機(jī)、1臺(tái)路由器）。真實(shí)環(huán)境：2臺(tái)物理主機(jī)（筆記本）、家用路由器（作交換機(jī)）、網(wǎng)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟（以PacketTracer為例）1.拓?fù)浯罱ǎ和献А癙C”“Switch”“Router”到工作區(qū)，用“CopperCross-Over”線連接PC與Switch（或路由器LAN口）；若設(shè)備支持Auto-MDIX，直通線也可正常工作。為PC配置IP地址：PC1設(shè)為`192.168.1.2/24`，網(wǎng)關(guān)`192.168.1.1`；PC2設(shè)為`192.168.1.3/24`，網(wǎng)關(guān)`192.168.1.1`。2.連通性測(cè)試：擴(kuò)展：用`traceroute192.168.1.3`（Linux）或`tracert192.168.1.3`（Windows）追蹤路徑，驗(yàn)證單網(wǎng)段內(nèi)的路由邏輯。實(shí)驗(yàn)二：協(xié)議分析與數(shù)據(jù)包捕獲（Wireshark）實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫釺CP三次握手、UDP無連接特性、ICMP差錯(cuò)報(bào)告的工作過程，掌握Wireshark的“抓包-過濾-解析”流程。實(shí)驗(yàn)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)：PC連接到局域網(wǎng)（或虛擬機(jī)內(nèi)的橋接網(wǎng)絡(luò)）。實(shí)驗(yàn)步驟1.抓包準(zhǔn)備：打開Wireshark，選擇當(dāng)前活動(dòng)網(wǎng)卡（如“Wi-Fi”或“以太網(wǎng)”），點(diǎn)擊“開始”。2.生成流量：3.過濾與解析：過濾規(guī)則：輸入`tcp`過濾TCP包，找到“SYN”“SYN-ACK”“ACK”包（三次握手）；輸入`icmp`過濾ICMP包，觀察“EchoRequest”與“EchoReply”。解析細(xì)節(jié)：點(diǎn)擊TCP包，展開“TransmissionControlProtocol”，查看“SequenceNumber”“AcknowledgmentNumber”的變化；點(diǎn)擊ICMP包，查看“Type”“Code”字段（如Type=8為請(qǐng)求，Type=0為回復(fù)）。實(shí)驗(yàn)三：子網(wǎng)劃分與IP地址配置實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誚LSM（可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼）的設(shè)計(jì)邏輯，通過實(shí)例完成子網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)備IP配置。實(shí)驗(yàn)環(huán)境場(chǎng)景：某公司有3個(gè)部門，A部門20人，B部門15人，C部門5人，總網(wǎng)段為`192.168.10.0/24`，需劃分子網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)步驟1.子網(wǎng)規(guī)劃：需求分析：A部門需20個(gè)可用IP（2^5-2=30≥20），故子網(wǎng)掩碼`/27`（255.255.255.224）；B部門15人，`/28`（255.255.255.240，14個(gè)可用IP）；C部門5人，`/29`（255.255.255.248，6個(gè)可用IP）。網(wǎng)段分配：A部門：`192.168.10.0/27`（可用IP：1-30，網(wǎng)關(guān)設(shè)為1）。B部門：`192.168.10.32/28`（可用IP：33-46，網(wǎng)關(guān)設(shè)為33）。C部門：`192.168.10.48/29`（可用IP：49-54，網(wǎng)關(guān)設(shè)為49）。2.配置驗(yàn)證：在PacketTracer中放置3臺(tái)PC，分別配置對(duì)應(yīng)網(wǎng)段的IP、網(wǎng)關(guān)。用`ping`測(cè)試：PC_A（A部門）pingPC_B（B部門）應(yīng)不通（跨子網(wǎng)需路由）；PC_Aping網(wǎng)關(guān)（192.168.10.1）應(yīng)通（同子網(wǎng)）。實(shí)驗(yàn)四：靜態(tài)路由與動(dòng)態(tài)路由配置（Cisco模擬器）實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫饴酚杀砩蛇壿?，掌握靜態(tài)路由（`iproute`）與RIP（簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)路由）的配置方法。實(shí)驗(yàn)環(huán)境拓?fù)洌?臺(tái)路由器（R1、R2），2臺(tái)PC（PC1連R1，PC2連R2），R1與R2用串口連接（需DCE/DTE線纜，R2設(shè)為DCE，提供時(shí)鐘頻率`clockrate____`）。實(shí)驗(yàn)步驟（靜態(tài)路由）1.接口配置：R1的G0/0：`ipaddress192.168.1.1255.255.255.0`；串口S0/0/0：`ipaddress10.0.0.1255.255.255.252`。R2的G0/0：`ipaddress192.168.2.1255.255.255.0`；串口S0/0/1：`ipaddress10.0.0.2255.255.255.252`，并配置`clockrate____`（DCE端）。2.靜態(tài)路由配置：R1：`iproute192.168.2.0255.255.255.010.0.0.2`（去往192.168.2.0的下一跳是R2的串口IP）。R2：`iproute192.168.1.0255.255.255.010.0.0.1`（去往192.168.1.0的下一跳是R1的串口IP）。3.驗(yàn)證：PC1（192.168.1.2）pingPC2（192.168.2.2），應(yīng)返回“Replyfrom...”；用`showiproute`查看R1的路由表，確認(rèn)靜態(tài)路由條目（C：直連，S：靜態(tài)）。四、進(jìn)階實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)五：VLAN配置與Trunk鏈路（交換機(jī)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誚LAN隔離廣播域、Trunk鏈路承載多VLAN流量的原理，完成跨交換機(jī)的VLAN通信。實(shí)驗(yàn)環(huán)境拓?fù)洌?臺(tái)交換機(jī)（S1、S2），2臺(tái)PC（PC1、PC2）分別連S1的Fa0/1、S2的Fa0/2，S1與S2用Fa0/24端口連接（Trunk）。實(shí)驗(yàn)步驟1.VLAN創(chuàng)建：S1：`vlan10`（命名“Sales”）、`vlan20`（命名“IT”）；S2：同S1創(chuàng)建VLAN10、20（VLAN數(shù)據(jù)庫需一致）。2.端口配置：S1的Fa0/1：`switchportmodeaccess`、`switchportaccessvlan10`（PC1屬VLAN10）。S2的Fa0/2：`switchportmodeaccess`、`switchportaccessvlan20`（PC2屬VLAN20）。S1與S2的Fa0/24：`switchportmodetrunk`、`switchporttrunkallowedvlan10,20`（允許VLAN10、20的流量）。3.驗(yàn)證：PC1（VLAN10）pingPC2（VLAN20）應(yīng)不通（不同VLAN需路由）；若將PC2也劃入VLAN10，ping應(yīng)通（同VLAN廣播域內(nèi)）。實(shí)驗(yàn)六：NAT與端口映射（路由器）實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫釴AT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）的“私網(wǎng)→公網(wǎng)”地址轉(zhuǎn)換邏輯，掌握端口映射（PortForwarding）實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)服務(wù)發(fā)布。實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)步驟1.NAT配置（PAT，端口復(fù)用）：R1：`ipnatinsidesourcelist1interfaceGigabitEthernet0/0overload`（list1匹配內(nèi)網(wǎng)地址，G0/0為外網(wǎng)接口，overload開啟PAT）。訪問控制列表：`access-list1permit192.168.1.00.0.0.255`（允許內(nèi)網(wǎng)所有地址轉(zhuǎn)換）。接口方向：`interfaceGigabitEthernet0/0`→`ipnatoutside`；`interfaceGigabitEthernet0/1`→`ipnatinside`。2.端口映射（發(fā)布Web服務(wù)）：配置：`ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.280interfaceGigabitEthernet0/08080`（將內(nèi)網(wǎng)PC的80端口映射到公網(wǎng)接口的8080端口）。3.驗(yàn)證：五、常見問題與排錯(cuò)思路（一）網(wǎng)絡(luò)不通的排查步驟1.物理層：檢查網(wǎng)線是否插緊、設(shè)備指示燈是否亮起（交換機(jī)端口“Link”燈、路由器接口狀態(tài)）。2.數(shù)據(jù)鏈路層：用`showinterfaces`（交換機(jī)/路由器）查看端口是否“up/up”，是否有錯(cuò)誤包（`inputerrors`/`outputerrors`）；用`arp-a`檢查ARP緩存，確認(rèn)目標(biāo)IP的MAC地址是否正確。3.網(wǎng)絡(luò)層：用`ping`測(cè)試網(wǎng)關(guān)（同子網(wǎng)）、下一跳（跨子網(wǎng)）；用`showiproute`（路由器）查看路由表，確認(rèn)是否有到達(dá)目標(biāo)的路由條目；檢查IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)是否配置正確（避免“IP與掩碼不匹配”“網(wǎng)關(guān)不在同一子網(wǎng)”）。（二）Wireshark抓包無數(shù)據(jù)原因：①未選對(duì)網(wǎng)卡（如Wi-Fi和以太網(wǎng)同時(shí)開啟，需選正在使用的網(wǎng)卡）；②流量被防火墻攔截（關(guān)閉殺毒軟件或防火墻，或配置例外規(guī)則）；③過濾規(guī)則錯(cuò)誤（如輸入`tc`而非`tcp`，需用“Expression”工具生成正確規(guī)則）。（三）路由配置后仍不通靜態(tài)路由：檢查“下一跳IP”是否可達(dá)（用`ping`測(cè)試下一跳），路由掩碼是否正確（如目標(biāo)網(wǎng)段是`192.168.2.0/24`，掩碼需為`255.255.255.0`）。動(dòng)態(tài)路由（如RIP）：檢查`routerrip`下是否宣告了正確的網(wǎng)段（`network192.168.1.0`需與直連網(wǎng)段的主類網(wǎng)絡(luò)一致，或用`version2`支持VLSM），鄰居是否通過`showipprotocols`確認(rèn)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫指南實(shí)驗(yàn)報(bào)告需體現(xiàn)“過程性”與“分析性”，核心結(jié)構(gòu)建議：1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模汉?jiǎn)明闡述實(shí)驗(yàn)要解決的問題（如“驗(yàn)證TCP三次握手機(jī)制”“實(shí)現(xiàn)跨VLAN通信”）。2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境：列出軟硬件（如“CiscoPacketTracer8.0，Windows11”“華為S1700交換機(jī)，Ubuntu22.04”）、拓?fù)鋱D（手繪或軟件導(dǎo)出）。3.實(shí)驗(yàn)步驟：按“操作順序+關(guān)鍵命令/截圖”呈現(xiàn)（如“配置PC1的IP：`ipconfig/all`查看，手動(dòng)設(shè)置為192.168.1.2/24”）。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果：用表格、截圖、文字描述現(xiàn)象（如“ping192.168.1.3返回4個(gè)Reply，丟包率0%”“Wireshark捕獲到SYN、SYN-ACK、ACK包，序號(hào)分別為____、____、____”）。5.問題與解決：記錄實(shí)驗(yàn)中遇到的錯(cuò)誤（如“VLAN間ping不通，發(fā)現(xiàn)未配置三層交換機(jī)的SVI接口”）及排查過程。6.總結(jié)與體會(huì)：提煉實(shí)驗(yàn)的核心收