高职院校计算机网络技术实验指导书

高职院校计算机网络技术实验指导书前言计算机网络技术是一门实践性极强的学科，实验教学是培养学生动手能力、分析问题和解决问题能力的关键环节。本实验指导书旨在配合高职院校计算机网络技术相关课程的教学，为学生提供一套系统、规范且贴近工程实际的实验指导。本指导书的编写以“理论够用，实践为重”为原则，注重培养学生的基本操作技能和综合应用能力。内容选取上，既涵盖了网络技术的基础操作，也包含了当前主流的网络配置与管理技术。每个实验项目均明确实验目的、实验环境、实验原理、实验步骤、实验报告要求等，力求使学生通过实验能够加深对理论知识的理解，掌握实际操作技能，并逐步形成网络工程的基本素养。本指导书适用于高职院校计算机网络技术、计算机应用技术、通信技术等相关专业的学生，也可供从事网络技术工作的工程技术人员参考。希望同学们在实验过程中，严格遵守操作规程，积极思考，大胆实践，勇于创新，切实提高自身的专业技能水平。一、实验室安全守则在进行任何实验操作前，必须充分认识实验室安全的重要性。请务必严格遵守以下规定：1.人身安全第一：严禁在实验室内追逐打闹，禁止饮食、吸烟。接触电源时，确保手部干燥，注意用电安全，防止触电事故。2.设备安全：爱护实验设备，轻拿轻放。操作前应仔细阅读设备说明书或实验指导，严禁盲目操作。插拔网络设备电源和连接线时，应先关闭设备电源。3.规范操作：严格按照实验步骤进行操作，不得擅自更改实验参数或拆卸设备。如遇设备故障或异常情况，应立即停止操作，报告指导教师，不得私自拆卸维修。4.网络安全：实验过程中，不得进行任何危害网络安全的操作，如恶意攻击、传播病毒等。5.环境整洁：实验结束后，应整理好实验器材，清理实验台面，保持实验室整洁。关闭所用设备电源及总电源。6.废弃物处理：实验产生的废弃线材、包装等应放入指定垃圾桶，不得随意丢弃。二、实验项目实验一：网络综合布线基础操作1.1实验目的1.熟悉常用网络布线工具的名称、用途及正确使用方法。2.掌握双绞线的结构、线序标准（T568A/T568B）及其制作方法。3.学会使用测线仪测试双绞线的连通性及线序是否正确。4.培养规范操作和安全操作的意识。1.2实验环境与工具1.硬件：双绞线若干米、RJ-45水晶头若干、信息模块与面板若干、网络配线架（可选）。2.工具：剥线钳、压线钳、打线刀（或110打线工具）、网络测线仪。3.辅助材料：标签纸、笔。1.3实验原理双绞线是目前局域网中最常用的传输介质，分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。常用的UTP双绞线为四对八芯。T568A和T568B是两种国际通用的双绞线线序标准。在制作直通线时，两端线序一致（同为T568A或同为T568B）；制作交叉线时，一端为T568A，另一端为T568B（目前许多设备具备自动翻转功能，但理解线序制作仍至关重要）。1.4实验内容与步骤1.认识工具：指导教师讲解并演示剥线钳、压线钳、打线刀、测线仪等工具的正确使用方法及注意事项。学生分组观察，轮流操作体验。2.双绞线跳线制作（T568B标准）：*剥线：取适当长度双绞线，用剥线钳在距线缆一端约2-3厘米处剥去外层绝缘护套，注意不要伤及内部芯线绝缘层。*理线：将四对双绞线按照T568B标准线序（橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕）进行排列、捋直，尽量保持芯线平行，避免缠绕。*剪齐：将排列好的芯线用压线钳剪齐，长度约1.2-1.5厘米，确保所有芯线顶端平整且长度一致。*插入水晶头：手持水晶头（弹片朝下，引脚朝自己），将剪齐的芯线小心插入水晶头内，确保每根芯线都顶到水晶头的前端，外皮也尽量进入水晶头内以固定。*压接：将水晶头放入压线钳的RJ-45槽内，用力压下压线钳手柄，确保水晶头的金属引脚完全刺入芯线并与铜芯良好接触，同时水晶头后端的塑料卡子压紧线缆外皮。*制作另一端：按照相同步骤制作双绞线另一端，保持线序一致（制作直通线）。3.信息模块端接：*取信息模块和剩余双绞线，剥去适当长度外皮。*按照模块上指示的T568B线序颜色标识，将对应芯线逐一卡入信息模块的IDC打线柱中。*使用打线刀将芯线压接并切断多余部分，确保接触良好、牢固。*将端接好的信息模块安装到面板上。4.测试：*将制作好的跳线两端分别插入测线仪的主、副机RJ-45接口。*打开测线仪电源，观察指示灯闪烁情况。若指示灯按1至8顺序依次对应闪亮，则表示跳线制作合格，连通性良好。若出现灯不亮、跳序或同亮等情况，则需检查并重新制作。*将信息模块通过跳线连接到测线仪一端，另一端连接已制作好的跳线，进行连通性测试。1.5实验报告要求1.记录本次实验所用工具的名称及主要用途。2.详细描述双绞线跳线制作的每一步骤及遇到的问题和解决方法。3.记录T568A和T568B的线序标准。4.分析测线仪测试结果的含义，若测试失败，分析可能原因。5.总结实验心得体会。实验二：TCP/IP协议配置与网络测试2.1实验目的1.理解TCP/IP协议栈的基本概念，掌握IP地址、子网掩码、网关、DNS服务器等网络参数的含义。2.学会在Windows操作系统中手动配置与自动获取IP地址等网络参数。3.熟练使用常用网络测试命令（如ipconfig、ping、tracert等），并能对输出结果进行初步分析。2.2实验环境与工具1.硬件：已联网的计算机若干台（学生机）、交换机一台（或接入现有局域网）。2.软件：Windows操作系统（如Windows10/11）、命令提示符（CMD）或PowerShell。2.3实验原理TCP/IP协议是Internet的核心协议。IP地址用于标识网络中的主机，子网掩码用于区分IP地址中的网络部分和主机部分，网关是不同网络之间通信的出入口，DNS服务器用于将域名解析为IP地址。通过配置这些参数，主机才能接入网络并进行通信。网络测试命令用于诊断网络连接状态和故障。2.4实验内容与步骤1.查看与记录本机网络配置信息：*打开命令提示符（CMD）。*输入命令`ipconfig/all`，观察并记录本机的IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器等信息。理解各项信息的含义。2.手动配置IP地址：*进入操作系统的“网络连接”设置界面（如通过“控制面板”->“网络和共享中心”->“更改适配器设置”）。*右键点击正在使用的本地连接（如“以太网”），选择“属性”。*在“网络”选项卡中，选择“Internet协议版本4(TCP/IPv4)”，点击“属性”。*选择“使用下面的IP地址”，根据教师提供的网段信息，手动输入IP地址、子网掩码、默认网关。*选择“使用下面的DNS服务器地址”，输入教师提供的DNS服务器地址或公共DNS地址。*点击“确定”保存设置。*再次使用`ipconfig/all`命令验证配置是否生效。3.恢复自动获取IP地址：*在“Internet协议版本4(TCP/IPv4)属性”窗口中，选择“自动获得IP地址”和“自动获得DNS服务器地址”。*点击“确定”保存。使用`ipconfig/release`和`ipconfig/renew`命令释放并重新获取IP地址，然后用`ipconfig/all`验证。4.网络连通性测试：*ping命令：*`ping本机IP地址`：测试本地TCP/IP协议栈是否正常。*`ping网关IP地址`：测试与网关的连通性。*`ping同网段其他同学主机IP地址`：测试局域网内主机间连通性。*观察返回结果，理解“请求超时”、“目标主机不可达”、“TTL过期”等信息的含义。记录不同情况下的响应时间。*tracert命令：2.5实验报告要求1.整理`ipconfig/all`命令在自动获取和手动配置两种情况下的输出结果，并对关键参数进行解释。2.记录各项ping命令的测试结果，分析不同结果可能的原因。3.记录tracert命令的输出结果，分析到达目标主机经过了多少跳，大致路径如何。4.若在测试中遇到网络不通的情况，描述故障现象并尝试分析原因及解决思路。5.总结TCP/IP协议配置的重要性及常用网络测试命令的实用价值。实验三：局域网交换机配置与VLAN划分3.1实验目的1.了解以太网交换机的基本工作原理（如MAC地址学习、帧转发、冲突域隔离）。2.掌握通过Console口或Telnet/SSH登录交换机进行基本配置的方法。3.理解VLAN（虚拟局域网）的概念、作用及划分VLAN的意义。4.掌握在交换机上创建VLAN、将端口分配给VLAN的基本配置命令。5.验证VLAN划分后的网络隔离效果。3.2实验环境与工具1.硬件：可管理以太网交换机一台（至少2个VLAN可用端口）、PC机两台（或多台）、Console线一根、双绞线跳线若干。2.软件：Windows操作系统、终端仿真软件（如SecureCRT,PuTTY,TeraTerm或系统自带的超级终端）。3.3实验原理交换机工作在数据链路层，通过学习帧中的源MAC地址构建MAC地址表，并根据目的MAC地址和MAC地址表进行数据帧的转发。交换机的每个端口是一个独立的冲突域。VLAN技术可以将一个物理局域网在逻辑上划分成多个广播域（VLAN）。同一VLAN内的主机可以直接通信，不同VLAN间的主机若要通信则需要路由设备。VLAN提高了网络安全性、减少了广播风暴、简化了网络管理。3.4实验内容与步骤1.搭建实验环境：*按照拓扑图连接设备：两台PC机分别通过双绞线连接到交换机的指定端口（如Fa0/1和Fa0/2）。2.通过Console口登录交换机：*开启交换机电源，终端软件将显示交换机启动信息，直至出现用户模式提示符（如`Switch>`）。3.交换机基本配置：*进入特权模式：`enable`(可简写为`en`)，提示符变为`Switch#`。*进入全局配置模式：`configureterminal`(可简写为`conft`)，提示符变为`Switch(config)#`。*配置交换机名称：`hostnameSW1`(将交换机命名为SW1)，提示符变为`SW1(config)#`。*设置特权模式密码（可选，增强安全性）：`enablesecretclass`(密码为class，实际配置时应使用强密码)。*返回到特权模式：`end`或`Ctrl+Z`。*保存配置：`write`或`copyrunning-configstartup-config`。4.VLAN配置：*再次进入全局配置模式：`conft`。*创建VLAN10并命名：`vlan10`，`nameVLAN10`，`exit`。*创建VLAN20并命名：`vlan20`，`nameVLAN20`，`exit`。*将端口Fa0/1分配给VLAN10：`interfaceFastEthernet0/1`(进入接口配置模式)，`switchportmodeaccess`(设置为接入模式)，`switchportaccessvlan10`，`exit`。*将端口Fa0/2分配给VLAN20：`interfaceFastEthernet0/2`，`switchportmodeaccess`，`switchportaccessvlan20`，`exit`。*（可选）配置中继端口：若涉及跨交换机相同VLAN通信，需配置交换机间连接端口为Trunk模式。5.验证VLAN配置：*在特权模式下，查看VLAN信息：`showvlanbrief`或`showvlan`。确认VLAN10和VLAN20已创建，且端口Fa0/1、Fa0/2分别属于对应VLAN。*查看端口配置：`showrunning-configinterfaceFa0/1`。6.测试VLAN隔离效果：*为PC1和PC2分别配置同一网段但不同VLAN的IP地址（例如：PC1:IP192.168.1.10/24；PC2:IP192.168.1.20/24）。*在PC1上pingPC2的IP地址，观察结果（应无法ping通，体现VLAN隔离）。*将PC2连接的端口Fa0/2重新配置到VLAN10：`interfaceFa0/2`，`switchportaccessvlan10`。*再次在PC1上pingPC2，观察结果（应能ping通，体现同一VLAN内通信）。3.5实验报告要求1.画出实验网络拓扑图