《计算机网络》课程设计指导书Word下载.docx

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专业必修课

形式：

集中

建议执行学期：

第五学期

一、课程设计教学的意义和目的

（一）意义：

课程设计是课程教学中的一项重要内容，是完成教学计划达到教学目标的重要环节，是教学计划中综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。

《计算机网络》作为一门专业主干课程，具有极强的实践性，必须使学生灵活掌握理论知识和实际建立与管理计算机网络的能力。

故在《计算机网络》课程学习完成后，安排课程设计教学环节。

（二）本教学环节的实施目的

1.使学生有效地、深刻地理解课程内容，体会计算机网络相关的理论、方法和管理应用。

2.亲身感受计算机网络开发的工作环境，掌握计算机网络开发方法和有关工具。

3.培养学生实际应用计算机网络的能力。

4.初步掌握计算机局域网、广域网、数据库、网站规划建设以及网站的发布等基本技能。

二、课程设计教学的基本要求

1.巩固和加深对计算机网络原理的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

2.培养学生选用参考书，查阅手册及文献资料的能力。

培养独立思考，深入研究，分析问题、解决问题的能力。

3.通过实际分析设计、编程调试，掌握计算机网络通信的基本规程，以及协议的利用方法，体会体系结构分层的思路。

4.能够按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计和设计结果、正确绘制系统和程序框图。

5.通过课程设计，培养学生严谨的科学态度，严肃认真的工作作风，和团队协作精神。

三、课程设计的内容及安排

1）主要内容

1.实验一、模拟Ethernet帧的发送过程（即CSMA/CD协议的实现）

（一）实验目的

局域网技术发展十分迅速，目前，Ethernet是应用最广泛的局域网。

因此，学习Ethernet技术对深入掌握局域网知识是非常重要的。

本课题的目的是模拟Ethernet帧的发送过程，使学生熟悉Ethernet帧的数据发送流程，即CSMA/CD工作流程。

（二）实验内容

编写程序模拟Ethernet结点的数据发送流程。

实验要求用两个线程模拟两台网络中的主机进行网络通信。

通信中进行数据的发送时，由发送的线程号和总线模拟变量进行或运算，当结果与要发送的数据相等时，既说明没有发生冲突，没有冲突就记录数据发生的次数；

如果不相等，则说明发生了冲突，发生冲突后，对两台主机进行冲突次数记录，并分别调用冲突处理函数，进行延迟时间的推算（延迟函数是根据网络数据发生冲突时的原理CMSA/CD来进行时间的计算）。

再获得延迟时间后，分别对两个线程延迟。

数据发送后置接收标志，然后接收数据。

在数据接收完之后，判断循环次数，当次数满时，退出循环。

在循环中，可以添加一些其他的线程处理机制。

（三）实验仪器设备和材料清单

要求：

具备局域网网络环境,VC++等。

2.实验二、IP数据报头的截取与分析

（一）实验目的

本课程设计的目的就是设计一个解析IP数据包的程序，并根据这个程序，说明IP数据包的结构及IP协议的相关问题，从而对IP层的工作原理有更好的理解和认识。

（二）实验内容

本设计的内容是捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，将结果显示在标准输出上，并同时写入日志文件。

（三）实验仪器设备和材料清单

具备网络环境并连入Internet，VC++等。

3.实验三、路由追踪程序设计

IP协议的优点是简洁，但缺少差错控制和查询机制，而网际控制报文协议（ICMP）具有补充IP功能的作用。

在网络管理中，常常要确定发送包途中所经过的路由器，这时可以通过使用ICMP的回送和回送响应消息来完成这项工作。

本课程设计的目的就是编制程序，利用ICMP数据包，检测出抵达网络内任何一台指定的主机途中所经过的路由器。

通过本实验，使学生更加熟悉ICMP报文的结构，对ICMP协议有更好的理解和认识。

设计程序，其功能是发送ICMP数据包，以获取到达目的主机所经过的路由器，并将结果显示在标准输出上。

（三）实验仪器设备和材料清单

4.实验四、路由追踪程序设计

本课程设计的目的就是设计一个解析TCP报文的程序，并根据这个程序，说明TCP数据包的结构及TCP协议的相关问题，从而对传输层的工作原理有更好的理解和认识。

本设计的内容是捕获网络中的TCP报文，解析报头的内容，将结果显示在标准输出上，并同时写入日志文件。

5.实验五、获取网络配置基本信息

本课程设计的目的就是掌握对域名解析的操作，了解注册表的结构，掌握对注册表的编辑。

实现获取主机网络配置信息的功能，从而对应用层的工作原理有更好的理解和认识。

本设计的内容是捕获网络配置信息包括主机名、IP地址、子网掩码、DNS服务器等信息。

6.实验六、Telnet客户端程序的设计与实现

本课程设计的目的就是理解Telnet协议，掌握编码规则和提高编程能力，根据Telnet协议的规则编写一个简单的Telnet客户端程序。

从而对应用层的工作原理有更好的理解和认识。

本设计的内容是使用管理工具启动Telnet服务，从另一计算机实现远程登录、接受服务器消息和远程控制主机等功能。

7.实验七、FTP程序的设计与实现

本课程设计的目的就是理解FTP协议，掌握使用FTP进行数据传输的基本流程，根据FTP协议的规则编写一个简单的FTP程序。

本设计的内容是编写文件传输系统的服务器端和客户端程序。

服务器端设定好监听端口，开始监听连接请求，在收到连接请求后发出确认，将共享的文件列表传给客户端。

当收到客户端提交的要下载的文件名后，将该文件进行数据流格式化，以数据流的形式发送到客户端；

客户端设置好服务器端的IP、端口后发起连接请求，收到服务器端返回的确认后建立连接，从服务器端收到的共享文件列表中选择要下载的文件名发送给服务器，将服务器传送来的数据流写入文件。

8.实验八、电子邮件发送和接收程序的设计与实现

电子邮件服务作为Internet上应用最多和最广的服务项目得到了非常广泛的应用，在网络应用中也起到非常重要的作用。

如同其他的网络服务，电子邮件系统也有其使用的传输协议，包括SMTP（SimpleMailTransferProtocol，简单邮件传输协议）、POP（PostOfficeProtocol，邮局协议）和IMAP（InternetMessageAccessProtocal，消息访问协议）等，这些协议应用于电子邮件的发送和接收。

一些邮件处理软件如OutLookExpress和FoxMail等就是按照SMTP和POP3协议结合WindowsSockets套接字进行设计来收发邮件的。

（二）实验内容

本设计的内容是利用SMTP、POP、和IMAP协议编写一电子邮件程序，实现电子邮件的撰写、发送、接收、浏览等基本功能。

9.实验九、基于socket编程的即时通信软件的设计与实现

Socket是基于TCP／IP协议之上的一个接口规范，它为应用层之间的通信提供了保障。

Socket是TCP/IP协议的编程接口，即利用Socket提供的一组API就可以编程实现TCP/IP协议,而TCP/IP协议已成为Internet通信协议的标准,掌握SOCKET编程原理是网络应用程序设计人员的基本功。

TCP／IP协议和socket编程技术的详细介绍，即时通信软件服务器端和客户端的实现，利用Socket进行点对点的通信，工作机制模仿即时通信软件的基本功能，建立连接，收发消息，断开连接，等基本功能。

10.实验十、网络攻击与防御技术的研究

本设计从网络安全现状入手，从攻防两个方面深入分析网络攻防的根源，对网络攻防原理进行深入、细致剖析，全面分类阐述网络攻防双方的主要手段与实现方法。

对目前最常见和危害大的攻击手段和工具，如，DOS，DDOS，网络炸弹、特洛依木马、攻击病毒、电子欺骗、缓冲区溢出等做了细致的分析，给出了他们的特点和实施方法；

在此基础上对未来网络攻击方式与防护手段进行展望，并对防卫这些攻击提出了一些新的观点与方法。

具备网络环境并连入Internet，攻击软件等。

11.实验十一、DES加密与解密算法的实现

理解DES加密与解密的程序设计思想。

它是一个分组加密算法，也是一个对称算法，加密和解密使用同一个算法，利用传统的换位、异或、置换等加密算法。

通过此课题的研究和实现，可以提高网络安全的编程能力。

编写DES加密与解密程序，实现对文件的加密与解密，加深对数据加密与解密的理解。

DES算法以64位为分组对数据加密，其中8位用作奇偶校验位，另外的56位为真正的密匙，保密性依赖于密匙，加密解密过程使用同一个密匙。

计算机一台，VC++等。

12.实验十二、RSA加密与解密算法的实现

RSA算法，由美国MIT的RonRivest,AdiShamir和LeonardAdleman于1977年提出并于1978年公布，算法的名字RSA就是这三位发明者的名字的缩写。

它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。

它易于理解和操作，也很流行。

RSA是被研究得最广泛的公钥算法，从提出到现在已近二十年，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。

编写RSA加密与解密程序，实现对文件的加密与解密，加深对数据加密与解密的理解。

13.实验十三、网络内容安全过滤系统

本设计从网络安全现状入手，设计针对邮件、网页以及文件进行过滤的软件。

全面了解为了网络安全所采取的相关措施，加深对相关计算机网络原理知识的理解；

进一步提高网络编程能力。

本设计要求对文本内容、url、网址、ip进行过滤；

可以自动去一些网址下载黑名单；

软件本身设置一定的安全保护措施，防止被篡改、非法访问等；

可以根据需要增加其他的过滤和功能设置，比如限时上网、超时下线、黑屏警告一些非法行为等。

14.实验十四、计算机网络方案设计

通过该课程设计，使学生熟悉路由器、交换机的配置及相关命令。

根据网络案例设计出包括网络拓扑结构图、IP分配及规划、特殊网络应用技术和网络测试及协议分析。

从而提高设计方案的分析、设计、论证、实现及文档规范书写的能力和解决实际问题的能力。

（1）完成需求分析；

（2）选择确定局域网网络技术；

（3）选择传输介质；

（4）确定主干网传输方案；

（5）划分子网与设定VLAN；

（6）确定Internet接入方案；

（7）确定中心机房设计方案；

（8）绘制网络拓扑图；

（9）综合布线方案设计；

（10）完成设备选型；

（11）做出设备报价；

（12）完成方案文档（课程设计说明书）。

子题目：

（1）企业网络工程

（2）银行网络工程（3）医院网络工程（4）学校以太网网络建设（5）大型机场信息网络工程（6）某航空公司网络系统建设（7）某市宽带信息网络（8）证券交易网络系统

具备网络环境并连入Internet。

15.实验十五、简单的个人网络嗅探器

加深对TCP/IP协议的理解。

实现Sniffer的基本功能。

Sniffer是一种用于监测网络性能、使用情况的工具。

编写自己的Sniffer软件。

能够侦听所有进出本主机的数据包，解析显示数据包（ICMP、IP、TCP、UDP等）各个字段。

比如，对IP头而言，需要显示版本、头长度、服务类型、数据包长度、标识、DF/MF标志、段内偏移、生存期、协议类型、源目的IP地址、选项内容、数据内容。

要求显示数据的实际含义（例如用ASCII表示）。

16.实验十六、简单的端口扫描的实现

实现一个扫描器，必须能够完成以下所有功能：

使用TCPconnect、TCPSYN和TCPFIN进行端口扫描，使用ICMPecho扫描实现IP扫描。

并把扫描得知的结果记录下来即（使用端口扫描对一台主机进行扫描，一台主机上有哪些端口是打开的；

对一个网段进行IP扫描，显示出一个网段内有哪些主机是开机的）。

17.实验十七、TCP／IP协议深入分析

TCP／IP协议族是一组不同的协议组合在一起构成的协议族，每一层负责不同的功能，本课题是要求深入分析各个协议的的工作原理以及包的结构，从而对TCP／IP体系结构有更透彻的了解。

对IP、TCP、UDP、ARP、ICMP、HTTP、Telnet、FTP与TFTP、POP3、SMTP、DHCP协议进行深入分析，以图文并茂形式进行描述。

具备网络环境并连入Internet，交换机、路由器。

2）工作进度安排

1.根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理。

2.熟悉开发工具；

准备所需材料和工具。

3.规划系统所实现的主要功能，软件所包含的主要模块和功能描述。

4.对Internet提供的各项服务进行实验。

5.针对各题目特点测试并进行分析。

6.编写课程设计报告。

18、小型校园网规划与实现（可采用模拟器实现）

设计并构建一个小型的校园网络平台，并在该平台上构建INTERNET服务平台，该网络工程建成后，将具有以下服务功能（如图1所示）：

（1）具有内部Web服务功能；

（2）具有外部Web服务代理功能；

（3）具有邮件收发功能；

（4）具有对内部核心子网安全保护功能；

（5）具有内部域名解析功能；

（6）具有简单的网络管理功能

WEB服务

●建立一个内部WEB服务网站：

，设计测试网页；

●提供3个虚拟主机服务：

,，并设计相应的测试网页；

●提供3个个人主页服务：

，并设计相应的测试网页；

●建立一个外部WEB服务网站：

，设计测试网页。

代理服务

●能根据用户级别设置不同访问权限,要求有teacher、student和worker三组用户；

●对于teacher组的教员，能够在任何时间访问任何网站；

●对于student组的学员，能够访问内部网站和在非学习时间（学习时间定义为：

周1至周5的08：

00--17：

30）访问除之外的任何网站；

●对于worker组的教工，不允许访问任何网站。

邮件服务

●在内部网络设立MAIL服务器，支持SMTP和POP3收发电子邮件，要求建立三个邮件帐号：

abc@，xyz@，admin@，用来测试内部邮件的收发。

●要求在外部网络构建MAIL服务器，支持SMTP和POP3收发电子邮件，并要求建立二个邮件帐号：

zhangsan@，lisi@用来测试内部邮件系统和外部邮件系统之间的邮件收发。

DNS服务

●在内部网络设置DNS服务功能，支持内部网络系统名字的正向和反向域名解析服务。

交换机

●通过串口和telnet对名称、密码、网管参数进行设置；

●按照网络TOP图1的要求，通过远程登录到交换机上，对交换机进行VLAN划分。

防火墙

●通过串口和telnet对名称、密码、接口参数进行设置；

●通过Web界面，按照网络TOP图1要求对访问规则进行配置。

路由器

●通过串口和telnet对名称、密码、接口参数、网管参数进行设置；

●按照网络TOP图1的要求，通过远程登录到路由器上，对路由器进行路由设置。

（准备以下软件系统和硬件设备：

（1）软件清单

OS：

RedHatLinux

WWW：

Apache2.0

Proxy：

Squid2.5

SMTP：

Sendmail8.13

POP3：

Qpopper4.05

DNS：

Bind9.2

（2）硬件设备

交换机：

CISCO3550一台

CISCO2924三台

路由器：

CISCO2600一台

防火墙：

CISCOPIX506一台

笔记本电脑（Windows）：

一台

PC机（Linux）：

四台

RS-232C串口电缆一根

直联网线若干根

交叉网线两根

（备注：

此题目可由不超过5位同学共同承担，每位同学负责其中的部分任务）

四、学生应提交的设计成果

（一）完整的源代码（工程文件夹）、可执行文件、数据库（如果有的话）、环境配置文件等提交到指导老师。

（二）装订完整的课程设计报告。

课程设计报告是课程设计工作的总结和提高，课程设计报告应该反映出作者在课程设计过程中所做的主要工作及取得的主要成果，以及作者在课程设计过程中的心得体会。

本课程设计报告主要内容应该包括以下几个主要部分：

一、设计要求

……内容（小四、宋体）

针对所设计和实现的系统，给出系统的概述

二、开发环境与工具

三、设计原理

给出设计所用到的计算机网络相关知识等

四、系统功能描述及软件模块划分

所设计的系统所实现的主要功能，软件所包含的主要模块和功能描述

五、设计步骤

包括：

主要功能模块的核心实现代码（含注释）、主要函数的流程图等

六、关键问题及其解决方法

七、设计结果

系统所完成的功能、运行界面（需截取运行界面图）及其说明等；

以及对设计思考题的分析和解答

八、软件使用说明

给出所开发的软件的简要的使用说明

九、参考资料

十、验收时间及验收情况

十一、设计体会

课程设计报告编写基本要求：

　　1．每个学生必须独立完成课程设计报告（不得少于3000字）；

　　2．课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确；

　　3．课程设计报告后应附参考文献；

　　4．要求文字、有关图形打印，装订成册。

五、课程设计考核方法及成绩评定

1、考核方法

（1）演示所设计的系统，占总成绩30％；

（2）设计报告，占总成绩40％；

（3）回答教师所提出的问题，占总成绩20％；

（4）考勤情况，占总成绩10％；

2、成绩评定

计算机网络课程设计最终结果按优秀、良好、中等、及格和不及格五级，百分制计分。

（1）优秀

按设计任务书要求圆满完成规定任务；

综合运用知识能力和实践动手能力强，设计方案合理，计算、分析正确，实验效果好，设计成果质量高；

设计态度认真，考勤优秀，独立工作能力强，有独到见解，水平较高，并具有良好的团队协作精神。

设计报告条理清晰、论述充分、文字通顺、图表规范、符合设计报告文本格式要求。

（2）良好

按设计任务书要求完成规定设计任务；

综合运用知识能力和实践动手能力较强，设计方案合理，计算、分析基本正确，实验效果较好，设计成果质量较高；

设计态度认真，考勤优秀，有一定的独立工作能力，回答问题正确，并具有较好的团队协作精神。

设计报告条理清晰、论述正确、文字通顺、图表较为规范、符合设计报告文本格式要求。

（3）中等

能够一定程度的综合运用所学知识，但有所欠缺，有一定的实践动手能力，设计方案基本合理，计算、分析基本正确，实验效果一般，设计成果质量一般；

设计态度较为认真，考勤良好，独立工作能力较差，回答问题基本正确，有一定的团队协作精神。

设计报告条理基本清晰、论述基本正确、文字通顺、图表基本规范、符合设计报告文本格式要求。

（4）及格

在指导教师及同学的帮助下，能按期完成规定设计任务；

综合运用所学知识能力及实践动手能力较差，设计方案基本合理，计算、分析有错误，设计成果质量一般；

设计态度一般，考勤良好，独立工作能力差，回答问题部分正确。

设计报告条理不够清晰、论述不够充分但没有原则性错误、文字基本通顺、图表不够规范、符合