北京邮电大学
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实验课程教学大纲
计算机科学与技术学院
网络研究中心
王晓茹
实验1:数据链路层-检错与纠错
任务
通过"海明编码"和"CRC编码"演示软件,验证纠错与检错功能,掌握其工作原理;
编写海明编码程序和CRC编码程序;
总结实验过程(实验报告):方案,编程,调试,结果,分析和结论.
实验环境
Windows 2000/XP
编程工具
Visucal C++
Java
海明编码实验<br>运行"海明编码"演示软件:
验证纠错能力;能纠错几位错
验证检错能力:能检几位错
若数据=10011001,海明编码= ,校验位=
若接收端收到的信息=101010101001(海明编码),数据=
试编写8位数据的海明编码程序;
尝试编写16位的海明编码程序.
CRC编码实验
运行"CRC编码"演示软件:
验证检错能力:能检几位错
找出检错失败的信息码,并进行分析;
若数据="Hello!",采用生成多项式107H,CRC校验码=
若数据="Hello",采用生成多项式131H,CRC校验码=
若接收端收到的信息=4F6F1DH,采用生成多项式107H进行校验,结果如何
自定义生成多项式,实验其检错性能,如何选择生成多项式
试编写CRC-8编码程序;
尝试编写CRC-16编码程序.
参考
参见教科书上的相关内容.
实验2:数据链路层-ARQ协议
任务
通过"信道仿真程序"验证数据链路层通信协议-ARQ协议的性能,掌握其工作原理;
设计数据链路层通信协议-ARQ协议,由"发送端程序"和"接收端程序"实现,确保数据可靠传输;
总结实验过程(实验报告),方案,编码,调试,结果,分析和结论.
成绩评定
若完全实现无差错传输(无丢失,无差错,不重叠,不乱序,)且实验报告出色,5分;
若完成部分无差错传输,依据实验结果定成绩,3～4分;
若没有完成基本的传输任务,依据实验结果定成绩,1～2分;
没有进行实验和无实验报告者,0分.
实验环境
Windows XP/2000
TCP/IP协议
编程工具
1.Visucal C++
2.Java
需要编写的程序
认真复习数据链路层内容,熟悉编程语言和Windows程序设计技术;
程序示例:由"发送端程序"和"接收端程序"组成.
ARQ_0:理想信道
ARQ_1:引入检错和应答帧
ARQ_2:引入超时计时器
ARQ_3:引入数据帧携带发送序列号0～1
ARQ_4:引入确认帧携带发送序列号0～1
ARQ_5:引入应答帧含有校验码
ARQ_6:引入数据帧和确认帧含有发送序号0～7,Ws=1,Ws=7
协议设计建议
协议中不考虑成帧
数据帧和应答帧以字节为单位;
数据帧:低4位D3～D0为数据段(取值0000B～1001B,即0～9),最高位为校验码(D7),发送序号段:D6~D4;
应答帧:确认帧ACK;低4位D3～D0取值1111B(FH),否认帧NAK;低4位D3~D0取值1110B(EH),发送序号段:D6~D4;
按上述定义,发送序号个数最大为8,实际使用时,可自行选取发送序号个数2或4,甚至不使用.
协议中考虑成帧
参见授课讲义和教材的相关内容;
数据帧:帧头+发送序号+数据段+校验段+帧尾;
应答帧:帧头+发送序号+校验段+帧尾;
协议方案提示
基本ARQ协议:否认帧不必携带出错数据帧的发送序号.
连续ARQ协议-回退N帧ARQ协议;应采用滑动窗口技术和否认帧应携带出错数据帧的发送序号.
连续ARQ协议-选择重发ARQ协议;基本同上.
信道仿真程序
功能:可仿真信道上的信息(数据帧或应答帧)产生丢失,产生差错和传输时延;
界面:
实验系统原理
1."发送端程序","信道仿真程序"和"接收端程序"采用UDP协议(TCP/IP)进行通信;
2.若单机实验:"发送端程序","信道仿真程序"和"接收端程序"的IP地址设置尾127.0.0.1(本机).
3."发送端程序"的端口=6666,"信道仿真程序"的端口=7777,"接收端程序"的端口=8888,端口号也可自行定义;
4.用户程序("发送端程序"和"接收端程序")的信息发送到信道("信道仿真程序"),信道经过处理产生丢失,差错和时延,然后发送到对方.
实验系统实例
注:
1."4:81H>80H",表示信道上第第4个信息帧产生差错,信息值由81H变为80H;
2."5:81H>丢失"表示信道上第5个信息帧产生丢失.
实验3:网络层-距离矢量路由选择算法
任务
通过Vanlink路由器的RIP协议软件,验证距离矢量路由选择算法的功能和性能,了解动态路由算法的运行机制;
通过设置不同的网络拓扑结构和线路延迟,掌握路由表的计算方法;
编写一个路由选择算法的程序:由所给网络拓扑图和线路延迟,自动更新路由表;
总结实验过程(实验报告),方案,编码,调试,结果,分析和结论.
实验环境
Windows XP/2000
Vanlink路由器的TCP/IP协议栈和动态路由器协议
编程工具
1.Visucal C++
2.Java
实验步骤
利用四台Vanlink路由器按照下列拓扑图构建实验环境,并配置相应协议.
配置静态路由,采用ping命令验证网络之间的通信能力;
去掉静态路由,启动Vanlink路由器上的RIP协议,查看路由表;
验证网络的动态路由功能;
改变线路的延迟,验证改算法的自适应能力;
验证个路由器的路由表计算结果;
改算法存在什么问题 如何改进
尝试编写路由算法程序.(在仿真环境中)
实验4:网络基本配置和故障分析
任务:
掌握路由器的基本构件;
掌握路由器数据链路层协议,如PPP的基本配置;
学会配置IP地址,并在实验3的基础上,配置RIP协议;
构建一个带有NAT的局域网.
学习查找网络故障,进行故障分析和排除;
总结实验过程(实验报告),方案,调试,结果,分析和结论.
实验环境
Windows XP/2000
Vanlink路由器的TCP/IP协议栈
实验步骤
学习路由器的接口配置,按照下图方式登陆到路由器中;
按照下图显示方式,配置数据链路层PPP协议以及PPP的PAP或CHAP验证;并使用使用show interface 命令来验证配置的正确与否.
实现网络层RIP协议配置;
按照下图实现动态NAT的配置
实验5:传输层-TCP,UDP协议
任务
了解和掌握"基于UDP-无连接的应用程序"的运行机制和编程方法;
了解和掌握"基于TCP-面向连接的应用程序"的运行机制和编程方法;
编写一个网络通信应用程序:客户机发出数据请求命令,服务器根据其命令提供数据;
总结实验过程(实验报告):方案,编程,调试,结果,分析和结论.
实验环境
Windows XP/2000
Vanlink路由器的TCP/IP协议栈和动态路由器协议
编程工具
1.Visucal C++
2.Java
实验步骤
1."基于UDP-无连接的应用程序"-最简单的网络通信
在UDP目录下打开UDP.dsw,进入VC6.0开发环境,读懂项目程序UDP5555和UDP6666程序;
在单机上运行它们,验证其通信结果;
在双机上运行它们,验证其通信结果;(要知道各台主机的IP地址).
2."基于TCP-面向连接的应用程序"-最简单的聊天室Chat网络通信
在Chat目录下打开Chat.dsw,进入VC6.0开发环境,读懂项目程序ChatS(服务器)和ChatCli(客户机)程序;
在单机上运行它们,验证其通信结果;
在多机上运行它们,验证其通信结果;
编写一个网络通信应用程序:主机1发出数据请求,主机2根据其清楚提供数据;
在UDP1目录下打开UDP1.dsw,进入VC6.0开发环境,读懂项目程序UDP5555和UDP6666程序;
但单机上运行它们,验证其具有一个数据的通信能力;
修改程序,使其具有两个数据的通信能力;
采用基于TCP-面向连接的方式给予实现.
实验6:应用层-DNS,HTTP协议
任务
了解DNS,HTTP协议的工作原理,验证其运行机制;
编写"HTTP C/S"程序;
总结实验过程(实验报告):方案,编程,调试,结果,分析,结论.
实验环境
Windows XP/2000
Vanlink路由器的TCP/IP协议栈和动态路由器协议
编程工具
1.Visucal C++
2.Java
实验步骤
了解和验证DNS
在DNS目录下打开Socket.dsw,进入VC6.0开发环境,读懂项目程序;编译后运行;
访问www.bupt.edu.cn,查看并获得其IP地址
访问www.sina.com.cn,查看并获得其IP地址
访问www.microsoft.com,查看并获得其IP地址
理解"HTTP Server"工作机制
在Https目录下打开HttpS.dsw,进入VC6.0开发环境,读懂项目程序HttpS程序;
将HttpS.exe拷贝到HttpS\www目录下,并运行它;
打开IE浏览器,访问"HTTP Server",验证其通信结果;
IE浏览器在访问网页时,发出的请求命令是什么
IE浏览器在访问网页时,发出几次请求命令
若把网页中的表单信息发送给"HTTP Server",那么HTTP协议的GRT方法和POST方法有何区别
参阅"RFC 1945". Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.0
参阅"RFC 2068". Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1
理解 "HTTP Client" 工作机制
在HttpC目录下打开HttpC.dsw,进入VC6.0开发环境,读懂项目程序HttpC(Http客户机)程序,并运行它;
访问www.w3.com;
访问www.ibm.com;
访问www.microsoft.com;
问题:它们的IP地址 它们所采用的HTTP Server程序的名称和版本
了解和参考一个采用C实现的CGI "HTTP Server" -HttpScgi
实现口令验证;
自行设计和实现一个交互功能的CGI网页.
实验7:网络管理-使用SNMP模块对网络进行网管
任务
了解SNMP的基本原理,在万林克路由器上学习SNMP基本配置;
根据网络拓扑图,配置相应的SNMP命令,并查看相关的网管参数,验证网络状态.
总结实验过程(实验报告):方案,编程,调试,结果,分析,结论.
实验环境
1.Windows XP/2000
2.Vanlink路由器的TCP/IP协议栈和SNMP协议
实验步骤
打开万林克路由器,学习相关的SNMP命令.如图所示.
Snmp-server community public ro
Snmp-server community ourCommStr ro
Snmp-server community topsecret rw 60
Snmp-server community hideit ro view noRouteTable
Access-list 60 permit 10.1.1.1
Access-list 60 permit 10.2.2.2
Snmp-server contact NO(010)62282679
Snmp-server location B208
Snmp-server system-shutdown
Snmp-server tftp-server-list 60
Snmp-server chassis-id vlrt
Snmp-server packetsize 1500
Snmp-server queue-lenghth 1
Snmp-server trap-timeout 30
根据下面的网络拓扑,配置相应的SNMP命令,并查看网管参数,验证网络状态.
参考万林克SNMP说明书.
实验8:新技术,简单VoIP网络中计费模块的设计与实现
任务
学习VoIP网络的基本配置,配置一个简单的VoIP网络;
学习Radius协议的基本原理,验证计费功能;
试着编写一个简单的Radius模块,实现计费功能;
总结实验过程(实验报告):方案,编程,调试,结果,分析,结论.
实验环境
Windows XP/2000
Vanlink路由器的TCP/IP协议栈和VoIP协议栈.
编程工具
1.Visucal C++
2.Java
实验步骤
按照下列演示,进行配置
在服务器上配置
在全局配置模式下用"aaa authentication"配置aaa认证列表
命令
目标
Router(config)# aaa authentication ppp list1 radius
配置对ppp认证使用认证列表list1,方法使用radius认证
列表名可以是自己所选择的任意字母数字字符串,可以指定一个列表名或缺省(default).
· 应用认证方法到指定的端口,本例中将方法列表list1应用到serial 1
命令
目标
Router(config-serial1)#ppp authentication chap list1
配置ppp拨号使用chap认证,由认证列表list1定义的radius进行认证
· 在全局配置模式下用"aaa accounting"配置aaa审计列表
命令
目标
Router(config)# aaa accounting network default start-stop radius
配置对网络审计使用默认列表,方法使用radius进行认证
· 应用审计方法到指定的端口,本例中将默认方法列表应用到serial 1
命令
目标
Router(config-serial1)# ppp accounting default
配置ppp拨号使用默认审计列表,即使用radius方法进行审计
列表名可以是自己所选择的任意字母数字字符串,可以指定一个列表名或缺省(default).
验证计费效果.
试着改写其中的Radius.c模块程序,实现简单的计费.
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