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计算机网络是一门理论抽象且实践性很强的课程，大量的理论知识需要通过实验进行验证，才能让读者更深刻地理解各种网络设备和网络协议的实现原理与工作过程，才能让读者更好地掌握计算机网络以及网络设备的配置。本书以Cisco Packet Tracer软件为实验平台，紧扣计算机网络的理论知识，设计了9部分实验内容(共33个实验)，分别为：物理层连接与集线器工作原理实验、交换机工作原理实验、路由器与路由协议配置实验、虚拟局域网VLAN配置实验、基本协议分析实验、网络应用协议分析及系统配置实验、网络地址转换实验、无线网络实验和IPv6实验。

本书详细介绍了实验所涉及的相关技术原理、Cisco IOS配置命令和实验步骤，不仅便于读者利用Cisco网络设备完成各种网络的设计、配置与调试，还能使读者进一步深入理解实验所涉及的相关技术原理。

本书可作为高等学校计算机、通信、网络安全及其他电子信息类相关专业的本科生实验教材，也可作为各类培训机构相关课程的实验教材或实验教学参考书，同时也可供相关科研人员和工程技术人员参考。

计算机网络是一门实践性很强的课程，大量的理论知识需要通过实验验证，学生只有通过实验验证才能更深刻地理解各种网络设备和网络协议的实现原理和工作过程，才能更好地学习并掌握计算机网络以及网络设备的配置。

本书实验内容覆盖了计算机网络各方面的重点知识内容，包括9个部分，共33个实验。具体内容如下：物理层连接与集线器工作原理实验包括集线器基本工作原理实验和集线器扩展以太网实验共2个实验；交换机工作原理实验包括交换机基本工作原理实验和交换机扩展以太网实验共2个实验；路由器与路由协议配置实验包括静态路由配置实验、RIP路由协议配置实验、OSPF动态路由协议配置实验和BGP路由协议配置实验共4个实验；虚拟局域网VLAN配置实验包括单交换机VLAN划分实验、两台交换机VLAN划分实验、用三层交换机实现VLAN间通信和用单臂路由器实现VLAN间通信共4个实验；基本协议分析实验包括ARP协议分析实验、IP协议分析实验、ICMP协议分析实验、HDLC和PPP协议分析实验共4个实验；网络应用协议分析及系统配置实验包括DNS实验、DHCP配置分析实验、电子邮件系统配置实验和文件传输系统配置与协议分析实验共4个实验；网络地址转换实验包括静态网络地址转换NAT实验、动态网络端口地址转换实验和网络端口地址转换PAT实验共3个实验；无线网络实验包括基本服务集实验和扩展服务集实验共2个实验；IPv6实验包括IPv6基本配置实验、IPv6静态路由配置实验、IPv6 RIPng动态路由配置实验、IPv6 OSPF动态路由配置实验、双协议栈配置实验、隧道配置实验、IPv6网络访问IPv4网络实验、IPv6网络和IPv4网络互联实验共8个实验。

本书具有以下特点：

(1) 通过熟练使用Cisco Packet Tracer软件并完成相关实验，可使学习者快速掌握网络知识。学习者在自己的计算机上就可以模拟真实的网络环境，从而突破了学习网络技术需要昂贵设备的局限性。

(2) 本书内容简明扼要，配图得当，以典型网络知识点为实验内容帮助学习者更好地学习网络拓扑搭建、设备配置基本操作、网络互连和协议配置等知识技能。本书每个实验都包括实验目的、网络拓扑、实验步骤。实验内容的安排循序渐进，由简单到复杂，由单一到综合，且条理清晰、图文并茂，叙述和分析透彻。

(3) 本书实验内容紧扣计算机网络的理论教学知识点，每个知识点都配有相应实验，针对性很强。通过实验案例将“体验式学习”思想贯彻其中，使枯燥难懂、复杂抽象的理论知识通过实验变得简单易懂，激发学习者对计算机网络技术的学习兴趣，引领学习者爱上网络技术，主动探索网络世界，进而打造“互联网+”时代的网络技术精英。

(4) 本书注重培养学生的实际动手能力和应用能力，发挥学生的创造能力，对实验案例的分析和讲解，力求做到简明、清晰和准确，通过有针对性案例的实践操作，使学生加深对理论知识的理解，更高效地掌握相关理论依据和知识，做到教学和实验良性互动。

Cisco Packet Tracer是一款功能强大的网络仿真实验平台，它为网络课程的学习者设计、配置和排除网络故障提供了网络模拟环境。软件中集成了包括HTTP、DHCP、FTP、DNS、E-mail等多项服务，配置简单，实验过程直观、方便，非常适用于实验教学。利用Cisco Packet Tracer，用户可以在软件的图形用户界面上直接以拖曳方法建立网络拓扑，可以使用图形配置界面或者命令行配置界面对网络设备进行配置和测试，也可以在模拟模式下进行协议分析，观察各种协议数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况等。通过亲自动手进行各种网络协议的配置和各种服务器的配置，能够直观地帮助学习者理解各种网络协议与网络设备的工作原理和工作过程，进而掌握各种网络的规划和配置方法，为进一步学习网络相关的安全知识打下良好基础。

由于作者的水平有限，经验不足，书中难免存在不妥之处，殷切希望使用本书的老师和学生予以批评指正，也殷切希望读者提供宝贵建议和意见，以便对本书做进一步完善。读者可通过电子邮件([email protected])与编者联系。

第1章 Packet Tracer软件操作指南 1

1.1 Packet Tracer概述 1

1.2 Packet Tracer操作界面 1

1.3 使用Packet Tracer搭建网络拓扑 2

1.3.1 添加网络设备 2

1.3.2 连接网络设备 4

1.4 使用Packet Tracer进行网络配置 4

1.4.1 配置网络设备 5

1.4.2 配置PC终端和服务器 7

1.5 使用Packet Tracer进行网络测试和

协议分析 11

1.5.1 Packet Tracer 7.0的操作模式 11

1.5.2 利用Packet Tracer 7.0进行

网络测试 12

1.5.3 利用Packet Tracer 7.0进行

协议分析 13

1.6 其他常用操作 15

1.6.1 修改网络设备主机名 15

1.6.2 添加注释信息 15

1.7 IOS命令模式 16

1.7.1 用户模式 17

1.7.2 特权模式 17

1.7.3 全局模式 18

1.7.4 接口模式 19

1.7.5 IOS帮助工具 19

1.7.6 命令的取消 20

第2章 物理层连接与集线器工作

原理实验 21

2.1 物理介质的连接 21

2.2 集线器实验理论基础 22

2.3 集线器基本工作原理实验 22

2.3.1 实验目的 22

2.3.2 实验拓扑 23

2.3.3 实验步骤 23

2.4 集线器扩展以太网实验 29

2.4.1 实验目的 29

2.4.2 实验拓扑 29

2.4.3 实验步骤 30

第3章 交换机工作原理实验 32

3.1 交换机原理知识 32

3.2 交换机基本工作原理实验 33

3.2.1 实验目的 33

3.2.2 实验拓扑 33

3.2.3 实验步骤 34

3.3 交换机扩展以太网实验 39

3.3.1 实验目的 39

3.3.2 实验拓扑 40

3.3.3 实验步骤 40

第4章 路由器与路由协议配置实验 42

4.1 路由器及路由协议基础知识 42

4.2 静态路由配置实验 44

4.2.1 实验目的 44

4.2.2 实验拓扑 45

4.2.3 实验步骤 45

4.2.4 路由器命令行配置 53

4.3 RIP路由协议配置实验 54

4.3.1 技术原理 54

4.3.2 实验目的 55

4.3.3 实验拓扑 56

4.3.4 实验步骤 56

4.3.5 路由器命令行配置过程 61

4.4 OSPF动态路由协议配置实验 62

4.4.1 技术原理 62

4.4.2 实验目的 63

4.4.3 实验拓扑 63

4.4.4 实验步骤 63

4.5 BGP路由协议配置实验 66

4.5.1 技术原理 66

4.5.2 实验目的 67

4.5.3 实验拓扑 67

4.5.4 实验步骤 68

第5章 虚拟局域网VLAN配置实验 78

5.1 VLAN技术基础 78

5.2 VLAN实验1：单交换机VLAN

划分实验 81

5.2.1 实验目的 81

5.2.2 实验拓扑 81

5.2.3 实验步骤 81

5.3 VLAN实验2：两台交换机VLAN

划分实验 89

5.3.1 实验目的 89

5.3.2 实验拓扑 89

5.3.3 实验步骤 90

5.3.4 交换机的命令行接口配置过程 97

5.4 VLAN实验3：用三层交换机实现

VLAN间通信 98

5.4.1 实验目的 98

5.4.2 技术原理 98

5.4.3 实验拓扑 98

5.4.4 实验步骤 99

5.5 VLAN实验4：用单臂路由器实现

VLAN间通信 105

5.5.1 实验目的 105

5.5.2 技术原理 105

5.5.3 实验拓扑 106

5.5.4 实验步骤 106

第6章 基本协议分析实验 111

6.1 ARP协议分析实验 111

6.1.1 技术原理 111

6.1.2 实验目的 112

6.1.3 实验拓扑 112

6.1.4 实验步骤 113

6.2 IP协议分析实验 118

6.2.1 技术原理 118

6.2.2 实验目的 120

6.2.3 实验拓扑 121

6.2.4 实验步骤 121

6.3 ICMP协议分析实验 128

6.3.1 技术原理 128

6.3.2 实验目的 130

6.3.3 实验拓扑 130

6.3.4 实验步骤 130

6.4 HDLC和PPP协议分析实验 138

6.4.1 技术原理 138

6.4.2 实验目的 140

6.4.3 实验拓扑 141

6.4.4 实验步骤 141

第7章 网络应用协议分析及系统

配置实验 147

7.1 DNS 实 验 147

7.1.1 技术原理 147

7.1.2 实验目的 147

7.1.3 实验拓扑 148

7.1.4 实验步骤 148

7.1.5 DNS域名解析过程分析验证 153

7.2 DHCP配置分析实验 158

7.2.1 技术原理 158

7.2.2 DHCP服务器为内网主机动态

分配IP地址实验 161

7.2.3 DHCP服务器为外网主机动态

分配IP地址实验(DHCP中继) 168

7.2.4 路由器上配置DHCP服务实验 170

7.3 电子邮件系统配置实验 173

7.3.1 技术原理 173

7.3.2 实验目的 174

7.3.3 实验拓扑 175

7.3.4 实验步骤 175

7.4 文件传输系统配置与协议分析实验 181

7.4.1 技术原理 181

7.4.2 实验目的 185

7.4.3 实验拓扑 185

7.4.4 实验步骤 186

第8章 网络地址转换实验 199

8.1 技术原理 199

8.2 静态网络地址转换NAT实验 200

8.2.1 实验目的 200

8.2.2 实验拓扑 200

8.2.3 实验步骤 201

8.3 动态网络端口地址转换实验 204

8.3.1 实验目的 204

8.3.2 实验拓扑 204

8.3.3 实验步骤 205

8.4 网络端口地址转换PAT实验 208

8.4.1 实验目的 208

8.4.2 实验拓扑 208

8.4.3 实验步骤 208

第9章 无线网络实验 211

9.1 技术原理 211

9.2 基本服务集实验 212

9.2.1 实验目的 212

9.2.2 实验拓扑 212

9.2.3 实验步骤 213

9.3 扩展服务集实验 217

9.3.1 实验目的 217

9.3.2 实验拓扑 217

9.3.3 实验步骤 217

第10章 IPv6实验 227

10.1 IPv6相关技术 227

10.1.1 IPv6报文格式 227

10.1.2 IPv6地址表示方法 228

10.1.3 IPv6地址配置协议 229

10.1.4 IPv6路由协议 231

10.1.5 从IPv4向IPv6过渡技术 232

10.1.6 ICMPv6协议 233

10.2 IPv6基本配置实验 233

10.2.1 实验目的 233

10.2.2 实验拓扑 233

10.2.3 实验步骤 234

10.3 IPv6静态路由配置实验 238

10.3.1 实验目的 238

10.3.2 实验拓扑 238

10.3.3 实验步骤 239

10.4 IPv6 RIPng动态路由配置实验 242

10.4.1 实验目的 242

10.4.2 实验拓扑 242

10.4.3 实验步骤 242

10.5 IPv6 OSPF动态路由配置实验 249

10.5.1 实验目的 249

10.5.2 实验拓扑 249

10.5.3 实验步骤 250

10.6 双协议栈配置实验 255

10.6.1 实验目的 255

10.6.2 实验拓扑 255

10.6.3 实验步骤 256

10.7 隧道配置实验 260

10.7.1 实验目的 260

10.7.2 实验拓扑 260

10.7.3 实验步骤 261

10.8 IPv6网络访问IPv4网络实验 267

10.8.1 实验目的 267

10.8.2 实验拓扑 267

10.8.3 实验步骤 268

10.9 IPv6网络和IPv4网络互联实验 273

10.9.1 实验目的 273

10.9.2 实验拓扑 273

10.9.3 实验步骤 275

参考文献 280