以互联网(因特网)为标志的计算机网络的发展,改变了人们的生活方式,同时使人们对网络技术的需求也更加强烈。目前,各高等院校相关专业普遍开设了计算机网络原理课程,计算机网络原理实验是计算机原理课程的重要组成部分,配套的实验教程也多种多样,且各有侧重点。本书结合作者多年的网络原理实验课程的教学经验,归纳整理了一套实验教学的思路和方法,力求帮助读者更好地理解网络原理。
本书主要通过对大量、真实的网络数据进行详细分析,使用简便易行的方法对网络通信进行复原和再现,帮助读者学习和理解TCP/IP协议。本书适合作为高等院校相关专业本、专科生“计算机网络原理”的配套实验教材,也可供从事网络的相关人员作为参考书。
本书按照TCP/IP协议栈的层次结构,采用自顶向下的方法组织内容。全书共分为6章,外加6个附录。第1章介绍网络常用命令、诊断工具,并设计了3个基本实验。第2章介绍应用层协议(DHCP、HTTP、FTP、SMTP、POP3、DNS),5个实验分别对这些协议进行了详细的分析、总结。第3章介绍传输层(TCP、UDP),对应的2个实验分别是对传输层2个协议的分析。第4章介绍网络层,主要对IP、ICMP、NAT以及内部网关协议RIP、OSPF进行分析。第5章介绍数据链路层,通过ARP协议的分析,理解以太网及其帧封装。第6章介绍最底层物理层,主要是网络传输介质的内容。在进行这6章实验的同时,附录部分描述了一些相关知识以及服务器的配置。附录A详细介绍TCP/IP协议的层次结构,并深入描述数据的封装与分解过程,因为这些是复杂网络体系结构的主要思想,也是协议分析的基本思路。附录B~F,则是配合第2章~第4章实验所需要的服务器配置过程,包括WWW、FTP、NAT、路由(RIP、OSPF)以及邮件服务器的配置过程。在进行每章实验之前,最好先预习本章的相关内容以及相关的附录内容。
本书的特色如下:
层次清晰、内容丰富、图文并茂。在内容组织上,按照TCP/IP协议栈的层次结构,采用自顶向下的顺序来组织本书,同时注重原理与实践紧密结合,具有很强的实用性; 在写作上,采用通俗易懂的语言进行描述,尽量做到深入浅出、简洁明了。
采用大量截图,直观展示每个协议的内部构成,并对各协议进行详细的分析、总结。
多种获取协议数据包的方法,尽量全面展示各类协议报文。
以捕获到的网络上真实的数据包为例,以图文并茂的方式进行分析,使读者直观地学习、理解各层协议的内容。
只需要一些常用的设备,安装一些通用软件,就可以完成本书的所有实验。不需要购买专用的软件或者硬件,一般学校都可以方便地引入教学中。
对于每章提供的实验,教师可以根据自己学校及教学的实际情况,相应地进行选做。
在本书的编写中,参考了大量网络书籍和因特网上的资料,在此对相关作者表示感谢。由于计算机网络技术发展迅速,涉及的知识面广,而作者本人水平有限,书中难免会有疏漏之处,欢迎广大读者批评指正。
编者2012年5月
如何阅读和使用本书
本书以计算机网络原理实验为基础,结合实验对网络原理进行分析和实验实践。本书可以用作多种用途: 可以作为计算机网络实验的教材,书中涵盖了计算机网络原理知识的各个方面,并且配有实验内容和思考题,方便实验教学的开展。实验教师可以根据各自的需要,自行选择相应的章节和实验进行教学; 本书也可以作为学生和网络爱好者的参考书。书中的实验均可以再现,读者可以通过这些实验,加深对网络原理中相关概念的理解。
全书分为6章,内容基本上是独立的。
第1章,实验基础。主要介绍全书实验中所需的网络环境、基本命令和工具等。实验基础是整个网络原理实验的基础。熟练掌握实验基础中的内容,有利于进行后续的实验分析和实验实践。
第2章~第6章,以TCP/IP协议栈为线索,自顶向下介绍应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层的相关协议和实验内容。在每个网络分层中,分别选取具有典型意义的和重要的协议进行分析和实践。读者可以根据各自的教学和学习需要进行选取。全书最后提供了大量的附录,主要用来帮助开展实验课程的教师搭建实验环境。