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面向系统能力培养的计算机网络实验体系

实验过程在线化、评测过程自动化

随时随地在线实验

基于希冀云桌面实验平台，为学生提供了“开箱即用”的网络在线实验环境。实验页面分左右两栏，左栏为实验指导手册，右栏为云桌面实验环境。在云桌面实验环境内，安装了实验所需的各类网络模拟器软件，集成了各实验所需的实验支撑材料。

实验自动评测

为网络实验配置了自动评测脚本，学生完成实验后，点击“提交评测”按钮，可触发执行评测脚本。由评测脚本自动检测学生的网络实验环境，为学生的当前实验自动做出评价。

实验类型丰富

覆盖组网、协议分析、协议实现、SDN等4种不同类型的实验体系，提供计算机网络-PacketTracer、无线网络-PacketTracer、计算机网络-GNS3、TCP协议实现、Open vSwitch虚拟交换机等5类实验专题。

支持多种模拟器

通过希冀云桌面实验平台，提供GNS3、PacketTracer等多种网络模拟器实验环境。模拟器支持虚拟机、交换机和路由器的连线组网功能，通过连线组网软件提供的图形化界面，实现远程连线组网。教师也可以安装其他模拟器，支持一键保存实验环境镜像。

TCP协议实现实验

系统能力培养

以系统能力培养为指导，该实验体系的目标是要求学生自己动手使用C++编程实现一个真实可用的TCP协议。

模块化分解

按照模块化分解原则，TCP协议实现实验体系包含7个支持自动评测的实验，分别为：热身实验、实现流重组器、实现TCP接收端、实现TCP发送端、实现TCP连接、实现网络接口、实现IP路由器。

软件定义网络SDN

软件定义网络

软件定义网络（Software Defined Network，SDN）是一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow协议定义了灵活的数据包处理规范，通过将网络设备控制面与数据面分离，实现网络流量的灵活控制。

虚拟交换机

Open vSwitch是一款优秀的开源软件交换机，支持主流的交换机功能，包括：二层交换、网络隔离、QoS、流量监控等，其最大的特点就是支持OpenFlow。

Open vSwitch实验

针对虚拟交换机，提供了一系列Open vSwitch实验，包括：Open vSwtich的安装、ovs-vsctl 命令使用、ovs-ofctl命令使用、网桥特性功能配置、vlan隔离、meter表限速、vxlan隧道、Group表等实验。

实验体系

面向提升学生计算机网络工程实践能力的实验体系，提供多个实验专题，包括：

  • TCP协议实现。
  • Open vSwitch虚拟交换机。
  • 计算机网络-PacketTracer。
  • 无线网络-PacketTracer。
  • 计算机网络-GNS3。
部分专题与实验如下表所示。

实验专题 知识点 实验名称 实验难度 实验学时 实验环境 实验手册 实验代码
TCP协议实现
TCP协议实现
 1、计算机网络热身实验 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
2、实现流重组器 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
3、实现TCP接收端 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
4、实现TCP发送端 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
5、实现TCP连接 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
6、实现网络接口 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
7、实现IP路由器 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
...... ...... ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ ......
软件定义网络SDN
Open vSwitch基础
 1、Open vSwtich的安装 ⭐️⭐️⭐️ 2
2、ovs-vsctl 命令使用 ⭐️⭐️⭐️ 2
3、ovs-ofctl命令使用 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
Open vSwitch进阶
 4、网桥特性功能配置 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
5、vlan隔离 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
6、meter表限速 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
7、vxlan隧道 ⭐️⭐️⭐️⭐️️ 2
8、Group表 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
...... ...... ...... ......
计算机网络-PacketTracer
环境使用
 1、PacketTracer使用指南 ⭐️⭐️ 2
数据链路层
 2、PPP与PPPoE的学习 ⭐️⭐️⭐️ 2
3、以太网帧的封装实验 ⭐️⭐️⭐️ 2
4、集线器与交换机的对比试验 ⭐️⭐️⭐️ 2
5、交换机工作原理 ⭐️⭐️⭐️ 2
6、生成树协议（STP）分析 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
7、虚拟局域网（VLAN）工作原理 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
8、无线局域网的帧封装实验 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
网络协网络协议
 9、IP分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
10、IP地址分配实验 ⭐️⭐️⭐️ 2
11、APR分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
12、ICMP分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
13、直连路由与静态路由 ⭐️⭐️⭐️ 2
14、RIP协议分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
15、OSPF协议分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
16、VPN与NAT协议分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
17、 IPv6协议分析 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
运输层协议
 18、运输层端口观察实验 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
19、UDP与TCP的对比分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
20、TCP的连接管理 ⭐️⭐️⭐️ 2
21、TCP序号和确认号 ⭐️⭐️⭐️ 2
应用层协议
 22、DNS解析实验 ⭐️⭐️⭐️ 2
23、DHCP分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
24、HTTP分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
25、电子邮件协议分析 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
26、文件传输协议分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
网络安全
 27、访问控制列表 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
28、IPSec VPN ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
综合
 29、协议综合分析 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
30、三层架构企业网络 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
...... ...... ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ ......
无线网络-PacketTracer
网线网络配置
 1、无线局域网配置实验 ⭐️⭐️⭐️ 2
2、无线网络全网互联实验 ⭐️⭐️⭐️ 2
3、802.11协议分析 ⭐️⭐️⭐️ 2
4、无线对等网络与ad-hoc网络 ⭐️⭐️⭐️ 2
5、搭建Infrastructure模式无线网络 ⭐️⭐️⭐️ 2
6、搭建WDS模式无线网络 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
7、公司无线网络组建实验 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
8、子网划分与路由器配置 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
9、构建企业内部网络综合案例置 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 4
...... ...... ...... ......
计算机网络-GNS3
网络实验入门
 1、GNS3基本实验环境 ⭐️⭐️⭐️ 2
2、常见接口配置 ⭐️⭐️⭐️ 2
3、基本密码验证 ⭐️⭐️⭐️ 2
4、配置本地用户数据库身份验证 ⭐️⭐️⭐️ 2
5、配置AAA认证列表 ⭐️⭐️⭐️ 2
6、配置安全Shell虚拟终端访问（SSH） ⭐️⭐️⭐️ 2
7、配置编号的访问控制列表 ⭐️⭐️ 2
8、配置命名访问控制列表 ⭐️⭐️⭐️ 2
9、配置VTY线路访问控制列表 ⭐️⭐️⭐️ 2
10、配置密码加密服务 ⭐️⭐️⭐️ 2
11、配置Exec会话的超时退出 ⭐️⭐️⭐️ 2
12、思科发现协议（CDP） ⭐️⭐️⭐️ 2
13、创建虚拟局域网（VLAN） ⭐️⭐️ 2
数据链路层实验
 14、配置管理VLAN接口 ⭐️⭐️⭐️ 2
15、配置中继端口 ⭐️⭐️⭐️ 2
16、配置以太网通道 ⭐️⭐️⭐️ 2
17、配置端口通道接口 ⭐️⭐️⭐️ 2
18、配置静态ARP条目 ⭐️⭐️⭐️ 2
19、配置VLAN中继协议（VTP） ⭐️⭐️⭐️ 2
20、配置透明的VTP和删除VTP ⭐️⭐️⭐️ 2
21、配置VLAN间路由（Stick路由器） ⭐️⭐️⭐️ 2
22、配置基于VLAN的STP ⭐️⭐️⭐️ 2
23、配置端口镜像（SPAN会话） ⭐️⭐️⭐️ 2
24、T1 PPP和HDLC配置 ⭐️⭐️⭐️ 2
25、配置点对点帧中继链接 ⭐️⭐️ 2
26、路由器作为帧中继交换机 ⭐️⭐️⭐️ 2
增强内部网关协议
 27、EIGRP基本教程 ⭐️⭐️⭐️ 2
28、传播EIGRP默认路由 ⭐️⭐️⭐️ 2
29、EIGRP重新分配 ⭐️⭐️⭐️ 2
30、配置EIGRP路由聚合 ⭐️⭐️⭐️ 2
BGP路由协议实验
 31、BGP基础实验 ⭐️⭐️⭐️ 2
32、BGP更新源 ⭐️⭐️⭐️ 2
33、EBGP多跳实验 ⭐️⭐️⭐️ 2
34、BGP同域下一跳 ⭐️⭐️⭐️ 2
OSPF路由协议实验
 35、OSPF协议入门实验 ⭐️⭐️⭐️ 2
36、OSPF点对多点帧中继 ⭐️⭐️⭐️ 2
37、OSPF点对多点非广播帧中继 ⭐️⭐️⭐️ 2
38、重新分配到OSPF ⭐️⭐️⭐️ 2
应用层实验
 39、802.3协议分析和以太网 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
40、IP层协议分析 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
41、TCP协议分析 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
42、HTTP和DNS分析 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 2
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