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计算机网络实验报告

一、实验目的

(1)本实验旨在让学生深入理解计算机网络的基本原理和关键技术，通过实际操作，加深对网络协议、网络架构、网络设备以及网络安全的认识。实验过程中，学生将学习如何搭建简单的局域网，实现网络设备的配置与调试，掌握IP地址分配、路由选择、网络安全策略等核心技能。通过实验，学生可以积累实际网络维护和故障排除的经验，为将来从事网络工程相关工作打下坚实的基础。

(2)实验内容涉及TCP/IP协议栈的各个层次，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。通过模拟实验，学生将学习到网络通信的基本过程，了解不同层次协议的功能和作用。例如，在网络层实验中，学生将配置静态路由和动态路由，学习如何根据网络拓扑结构选择合适的路由协议。此外，实验还将涉及网络安全方面的内容，如防火墙规则配置、入侵检测系统部署等，以增强学生对网络安全的认识。

(3)实验过程中，学生将通过实际操作，学习到网络设备的配置方法，如交换机、路由器、无线接入点等。通过配置这些设备，学生将掌握VLAN划分、端口镜像、端口安全等高级技术。此外，实验还将涉及到网络监控和管理工具的使用，如Wireshark抓包分析、Nmap端口扫描等。通过这些实验，学生可以掌握网络性能分析的方法，提高解决实际网络问题的能力。例如，在实验中，学生可能会遇到网络延迟过高的情况，通过使用Wireshark抓包，可以分析出网络延迟的原因，并采取相应的优化措施。

二、实验环境与设备

(1)实验环境搭建方面，本实验选用了一个典型的校园网拓扑结构，包括核心交换机、汇聚交换机、接入交换机、路由器、无线接入点以及客户端设备等。核心交换机采用思科2960系列，具备24个10/100/1000Mbps端口和4个SFP模块，支持VLAN划分、端口聚合等功能；汇聚交换机选用思科3560系列，具备48个10/100/1000Mbps端口和4个SFP模块，具备高密度和模块化设计，便于网络扩展；接入交换机则采用思科2960系列，具备24个10/100Mbps端口，满足普通客户端接入需求。实验中使用的路由器为思科1941系列，具备4个WAN口和24个LAN口，支持PPP、GRE、BGP等多种协议。无线接入点选用思科AP1242，支持802.11a/b/g/n/ac无线标准，覆盖范围广，传输速率高。客户端设备包括台式机、笔记本电脑和移动设备，操作系统涵盖Windows、Linux和iOS/Android等。

(2)在实验过程中，为了保证网络通信的稳定性和安全性，我们对实验环境进行了以下配置：首先，核心交换机和汇聚交换机之间通过光纤链路连接，采用1000Mbps全双工模式，确保高速数据传输；其次，接入交换机与汇聚交换机之间通过千兆以太网链路连接，采用802.1qVLAN技术，实现网络隔离；再次，路由器配置静态路由和动态路由，确保数据包能够在不同网络之间正确转发；此外，实验环境中还部署了防火墙，对进出网络的流量进行监控和过滤，防止非法访问和数据泄露；最后，为了保障无线网络的稳定性，我们在接入点周围进行了信号覆盖测试，确保无线信号强度满足实验需求。

(3)实验设备的选型和配置遵循以下原则：首先，考虑到实验的普及性和实用性，所选设备具备较高的性价比，同时具备较好的性能和扩展性；其次，实验环境中的设备尽量采用同一厂商的产品，以降低兼容性问题；再次，针对实验内容的不同需求，合理配置设备端口和模块，如汇聚交换机配置SFP模块，便于未来网络升级和扩展；此外，实验过程中，我们对设备进行了定期维护和更新，确保设备处于良好的工作状态；最后，为了提高实验效果，我们为实验环境配备了相应的网络测试工具，如FlukeDTX-1800电缆测试仪、IxiaIxChariot网络性能测试仪等，便于学生进行网络性能分析和故障排查。

三、实验步骤与过程

(1)实验开始前，首先进行网络设备的物理连接。将核心交换机、汇聚交换机、接入交换机、路由器以及无线接入点通过相应的网线连接起来，确保所有设备能够相互通信。同时，将客户端设备连接到接入交换机的对应端口，完成物理网络的搭建。

(2)接下来，进入设备配置阶段。首先对核心交换机和汇聚交换机进行配置，包括VLAN划分、端口聚合、STP（生成树协议）配置等。然后，配置路由器，设置静态路由和动态路由，确保不同网络段之间的数据包能够正确转发。在无线接入点配置中，设置无线网络的名称（SSID）、安全密钥（WPA2-PSK）以及无线频段等参数。

(3)完成设备配置后，进行网络测试和故障排查。首先，使用Ping命令测试网络连通性，检查各设备之间是否能够正常通信。接着，使用Tracert命令追踪数据包的路径，确认路由器设置是否正确。此外，使用Wireshark等抓包工具分析网络流量，检测