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内容简介

本书是配合计算机网络原理性课程教学的项目化实践教程，基于华为eNSP 平台与Wireshark 协议分析工具，按照计算机网络五层体系自下而上设计了15 个实训项目。内容涵盖数据链路层至应用层的核心协议和技术，并特别纳入IPv6、DHCPv6 及HTTPS 等新一代网络技术的实践内容。全书采用“项目介绍→知识准备→实践指导→拓展思考”的编写体例，每个项目均给出清晰的网络拓扑与任务分解，实践环节注重现象观察与原理分析相结合。

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ISBN：9787121535383

开本：16(185*260)

页数：236

字数：368

本书目录

目    录

项目1  eNSP操作与简单网络搭建	1
1.1  项目介绍	1
1.1.1  项目目标	1
1.1.2  网络拓扑	1
1.1.3  任务列表	1
1.2  知识准备	1
1.2.1  eNSP操作方法	1
1.2.2  VRP基础	4
1.2.3  点对点信道和广播信道	7
1.2.4  IP地址	8
1.2.5  网络连通性测试命令ping的简介	9
1.3  实践指导	10
1.3.1  任务一  基于以太网的双机互联实现	10
1.3.2  任务二  基于串行链路的双机互联实现	11
拓展思考	12
项目2  Wireshark操作与数据帧分析	13
2.1  项目介绍	13
2.1.1  项目目标	13
2.1.2  任务列表	13
2.2  知识准备	14
2.2.1  Wireshark的使用方法	14
2.2.2  协议封装概念	19
2.2.3  PPP帧	20
2.2.4  MAC地址	21
2.2.5  以太网帧	21
2.3  实践指导	22
2.3.1  任务一  以太网帧的捕获与解析	22
2.3.2  任务二  PPP帧的捕获与解析	24
2.3.3  任务三  比较分析	27
拓展思考	27
项目3  PPP协议	28
3.1  项目介绍	28
3.1.1  项目目标	28
3.1.2  网络拓扑	28
3.1.3  任务列表	28
3.2  知识准备	29
3.2.1  PPP协议概述	29
3.2.2  PPP协议的工作过程	30
3.2.3  LCP协商与NCP协商	31
3.2.4  PPP协议认证	32
3.2.5  华为路由器PPP协议的基本配置命令	33
3.3  实践指导	34
3.3.1  任务一  默认配置下的PPP协议运行分析	34
3.3.2  任务二  PPP协议认证过程分析	37
3.3.3  任务三  PPP协议NCP协商过程分析	40
3.3.4  任务四  验证PPP链路的网络连通性并观察流量传输	42
拓展思考	43
项目4  以太网交换机	44
4.1  项目介绍	44
4.1.1  项目目标	44
4.1.2  网络拓扑	44
4.1.3  任务列表	44
4.2  知识准备	45
4.2.1  共享式以太网与集线器	45
4.2.2  以太网交换机与交换式以太网	46
4.2.3  华为交换机地址表相关的命令介绍	47
4.3  实践指导	47
4.3.1  任务一  搭建以太网环境并实现PC间通信	47
4.3.2  任务二  分析交换机地址表的变化	49
4.3.3  任务三  修正认识并重新实验	51
拓展思考	51
项目5  VLAN技术	52
5.1  项目介绍	52
5.1.1  项目目标	52
5.1.2  网络拓扑	52
5.1.3  任务列表	52
5.2  知识准备	53
5.2.1  VLAN的概念	53
5.2.2  VLAN的工作原理	54
5.2.3  华为交换机的VLAN配置命令	57
5.3  实践指导	58
5.3.1  任务一  基础网络搭建	58
5.3.2  任务二  未划分VLAN的帧传输分析	60
5.3.3  任务三  VLAN划分配置	61
5.3.4  任务四  VLAN划分后的帧传输分析	64
拓展思考	66
项目6  IP地址、MAC地址及ARP协议	68
6.1  项目介绍	68
6.1.1  项目目标	68
6.1.2  网络拓扑	68
6.1.3  任务列表	68
6.2  知识准备	69
6.2.1  TCP/IP：异构网络互连的解决方案	69
6.2.2  IP地址与MAC地址	70
6.2.3  ARP简介	71
6.2.4  ARP命令常见用法	73
6.3  实践指导	73
6.3.1  任务一  搭建项目网络	73
6.3.2  任务二  验证ARP协议的运行条件及结果	74
6.3.3  任务三  理解ARP分组	76
拓展思考	78
项目7  IP分组传输机制与静态路由	79
7.1  项目介绍	79
7.1.1  项目目标	79
7.1.2  网络拓扑	79
7.1.3  任务列表	79
7.2  知识准备	80
7.2.1  IP数据报的格式	80
7.2.2  路由表与IP层转发分组的流程	81
7.2.3  静态路由	83
7.2.4  华为路由器的静态路由配置相关命令	83
7.3  实践指导	83
7.3.1  任务一  基于静态路由的网络搭建	83
7.3.2  任务二  IP分组传输路径分析与验证	87
7.3.3  任务三  IP分组的多帧传输过程分析	88
拓展思考	90
项目8  ICMP协议	91
8.1  项目介绍	91
8.1.1  项目目标	91
8.1.2  任务列表	91
8.2  知识准备	91
8.2.1  ICMP简介	91
8.2.2  ping命令工作原理	94
8.2.3  路由追踪命令的工作原理	95
8.3  实践指导	95
8.3.1  任务一  验证ICMP回送回答功能并解读报文	95
8.3.2  任务二  验证ICMP差错报告功能并解读报文	98
8.3.3  任务三  验证ICMP路由重定向报告功能并解读报文	103
拓展思考	106
项目9  IPv6协议	107
9.1  项目介绍	107
9.1.1  项目目标	107
9.1.2  网络拓扑	107
9.1.3  任务列表	107
9.2  知识准备	108
9.2.1  IPv6概述	108
9.2.2  IPv6地址	109
9.2.3  IPv4向IPv6的过渡	111
9.2.4  华为路由器IPv6相关配置命令	111
9.3  实践指导	111
9.3.1  任务一  搭建IPv4/IPv6混合网络	111
9.3.2  任务二  双协议栈主机的网络访问行为分析	115
拓展思考	118
项目10  RIP协议	119
10.1  项目介绍	119
10.1.1  项目目标	119
10.1.2  网络拓扑	119
10.1.3  任务列表	119
10.2  知识准备	120
10.2.1  动态路由概念	120
10.2.2  RIP协议简介	121
10.2.3  华为路由器RIP协议的基本配置命令	123
10.3  实践指导	123
10.3.1  任务一  搭建RIP项目网络并观察	123
10.3.2  任务二  领略动态路由协议RIPv2	129
10.3.3  任务三  分析网络变化时RIPv2协议的行为	136
拓展思考	138
项目11  OSPF协议	139
11.1  项目介绍	139
11.1.1  项目目标	139
11.1.2  网络拓扑	139
11.1.3  任务列表	139
11.2  知识准备	141
11.2.1  OSPF协议简介	141
11.2.2  华为路由器OSPF协议的基本配置命令	146
11.3  实践指导	146
11.3.1  任务一  搭建OSPF项目网络并观察	146
11.3.2  任务二  理解LSA	151
11.3.3  任务三  理解OSPF邻居和邻接关系的建立过程	155
拓展思考	165
项目12  UDP协议	166
12.1  项目介绍	166
12.1.1  项目目标	166
12.1.2  任务列表	166
12.2  知识准备	166
12.2.1  传输层概述	166
12.2.2  UDP协议简介	168
12.2.3  Netcat工具及eNSP Cloud设备的使用方法简介	170
12.3  实践指导	171
12.3.1  任务一  UDP用户数据报解析与基本传输特性观察	171
12.3.2  任务二  探究UDP协议的一对多传输特性（广播或组播）	176
拓展思考	176
项目13  TCP协议	177
13.1  项目介绍	177
13.1.1  项目目标	177
13.1.2  网络拓扑	177
13.1.3  任务列表	177
13.2  知识准备	178
13.2.1  TCP协议简介	178
13.2.2  远程终端应用TELNET简介	182
13.2.3  华为网络设备的TELNET配置	183
13.3  实践指导	183
13.3.1  任务一  搭建项目环境	183
13.3.2  任务二  捕获TELNET会话数据包并解析	184
13.3.3  任务三  TCP实体交互过程分析	186
13.3.4  任务四  TCP连接异常分析	190
拓展思考	193
项目14  DHCP	194
14.1  项目介绍	194
14.1.1  项目目标	194
14.1.2  网络拓扑	194
14.1.3  任务列表	194
14.2  知识准备	195
14.2.1  网络应用的架构	195
14.2.2  DHCP简介	197
14.2.3  DHCPv6简介	200
14.2.4  华为DHCP/DHCPv6服务器配置	200
14.3  实践指导	201
14.3.1  任务一  搭建项目网络	201
14.3.2  任务二  探究DHCP协议的工作过程	204
14.3.3  任务三  理解DHCP报文	205
14.3.4  任务四  认识DHCPv6	207
拓展思考	209
项目15  WWW	210
15.1  项目介绍	210
15.1.1  项目目标	210
15.1.2  任务列表	210
15.2  知识准备	211
15.2.1  WWW概述	211
15.2.2  WWW组成	211
15.2.3  网页文档	212
15.2.4  HTTP和HTTPS	213
15.2.5  浏览器开发者工具使用介绍	216
15.3  实践指导	218
15.3.1  任务一  分析请求文档的URL	218
15.3.2  任务二  定位关键请求报文并解析文档内容	219
15.3.3  任务三  HTTPS站点访问的TCP层行为分析	223
拓展思考	226

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前言

前    言

计算机网络在国计民生、社会发展和国家安全中具有重要地位，国家和社会对计算机网络专业人才有大量需求。计算机网络课程是高等教育中计算机类本科专业的重要课程之一。
作为在计算机网络课程教学一线耕耘多年的教师，我们深知这门课程在学生心中既充满魅力又布满迷雾—那些抽象的协议、看不见的数据流、复杂的路由过程，常常成为他们深入理解网络的阻碍。唯有通过实践，才能加深对原理的理解，搭建从理论知识通往实际运用的阶梯，点燃学习者的学习热情。特别是随着人工智能技术的快速发展与广泛应用，社会对人才的需求发生了根本性变化：从知识的视角来看，人工智能机器不仅拥有了超越任何个人的知识储备，甚至能够自主创造新知识；从能力的视角来看，社会上大量重复性劳动岗位正被机器逐步取代，社会对人才的需求转向创造性劳动。与之相适应，计算机网络课程的教学不仅要传授知识，更要培养学生面对复杂问题的勇气、解决实际问题的智慧，以及主动探索未知的热情。
基于此，我们编写了本书，旨在为讲授与学习计算机网络原理性课程的师生提供一套系统、全面且具有针对性的实践项目及指导。项目的任务设计坚持面向应用、强化原理、培养能力、激发兴趣。站在学习者的角度，我们为每个项目提供了必要的知识基础，并遵循分析、设计、实现和验证的工程顺序，对项目实施进行全过程指导。借此，我们希望培养学生的工程思维和系统视角，引导他们不仅知道“怎么做”，更要思考“为什么这么做”。
本书共15个项目，每个项目又根据教学目标需要和教学内容，设计了多个融合实践应用和协议分析的任务，特点如下：
1．应用性。结合应用型本科院校的学生特点，以实用为起点，激发学生学习兴趣；以协议分析为中心，强化原理学习；以实现灵活应用、创新应用为目标，提高人才培养质量。
2．项目化。采用项目式教学编写体例，将抽象的理论知识转化为实践任务，让学习者在完成任务的过程中，不仅掌握知识，更要培养分析问题、解决问题和自主学习的能力，以适应AI时代的学习变革。
3．贴合性。项目内容总体与经典教材—谢希仁等编著的《计算机网络（第9版）》的内容紧密贴合，节奏同步；同时融入了编者的教学积累和实践探索。理论讲授结束后，即能开展实践实训，真正实现“学中做，做中学”。项目化设计对于深化对主体教材的理解、活化内容的应用将起到独特的作用。
本书主要基于华为网络模拟器eNSP 1.3.00.100 V100R003C00SPC100完成，抓包分析使用Wireshark。除此之外，项目12“UDP协议”使用了运行在真机上的Netcat工具；项目15“WWW”使用了浏览器开发者工具，这两个工具在具体项目中进行介绍。
最后，为方便读者使用，使本书发挥更好的效果，特作如下提醒：
1．人们惯称Wireshark捕获的数据单元为“数据包”，实则为数据链路层的帧；网络发送时数据自上而下逐层封装，一个帧通常仅含一份高层协议数据单元。本书配有丰富的Wireshark抓包分析任务，为行文简洁，书中直接用协议单元名称指代抓包结果中的对应部分—如将“捕获的数据包中的OSPF分组”简称为“捕获的OSPF分组”或“图中的OSPF分组”。
2．本书所有项目均已经过多轮验证，然而读者仍可能观察到不同现象。差异通常与计时器取值或时序变化有关，建议向该方向排查。作为实践教程，本书不追求现象完全复现，而是描述现象、剖析原因并提炼规律。不同现象恰恰是额外的学习契机，可借此深化对协议内部机制的理解。
3．本书未在各项目末尾设置固定的总结任务，但总结不可或缺：它将零散现象上升为系统认知，使隐性体验变为显性知识，并固化操作经验。每次项目完成后，请按“预期结果—实测现象—差异根因”的范式认真总结，以真正达成项目目标。
本书中的项目1～2、项目4～9由张银娟编写，项目3、项目10～15由孙美凤编写，项目任务设计及内容审核由孙美凤完成。
本书为扬州大学广陵学院“2024年江苏省民办高校改革发展专项基金项目（苏财教〔2024〕88号）”研究成果，在此对扬州大学广陵学院致以特别感谢！
限于编者水平，书中难免有疏漏及不足之处，真诚期待广大读者和专家提出宝贵意见（E-mail: mfsun@yzu.edu.cn）。

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作者简介

孙美凤，女，东南大学博士，扬州大学/扬州大学广陵学院副教授，扬州大学信息与人工智能学院（工业软件学院）硕士生导师，扬州大学广陵学院计算机教研室主任。长期担任《计算机网络》、《网络工程》等课程的主讲教师，曾任职扬州大学广陵学院网络中心主任，具有丰富的教学和实践经验。

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