计算机网络课程设计方案任务与要求.docx
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计算机网络课程设计方案任务与要求
计算机网络课程设计任务与要求
一、课程目标
深入理解计算机网络基本原理,将书本上抽象的概念与具体的实现技术相结合,体会网络协议的设计与实现过程,以及专业技术人员所使用的基本方法和技巧;熟悉相关应用开发工具,掌握网络协议应用开发技术;进一步熟悉网络设备,学习组网技术,掌握网络规划与设计的基本方法;培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力;对设计中遇到的问题,能通过独立思考、查阅资料、参考文献,寻求解决方案。
二、设计题目说明
设计题目设置上,采取了分类、分级的形式。
分5个类别,分别是:
网络协议或算法、网络服务、组网设计、网络应用编程、理论与应用研究。
分3个级别,从高至低分别是A、B、C。
题目的级别综合依据创新性、综合性、实用性、难度等因素,不同级别,成绩起评分数有别。
A级题目<良-优):
较难;综合性强、有明显或突出的创新、探究性较强、实际课题或项目的一部分<实用性);工作量非常饱满;富有建设性;有很强的分析问题与解决问题的能力。
B级题目<中-良):
难度适中;工作内容侧重于设计或研究或较高水平应用;有一定综合性、有一定创新、有一定实用性;工作量饱满;有较强的分析问题与解决问题的能力。
C级题目<及格-中):
难度不大或偏小;工作内容侧重于验证或学习或简单应用;基本上无创新;工作量不大;有一定的分析问题与解决问题的能力。
三、任务完成形式
<1)交付课程设计说明书<纸质+电子版)
<2)通过现场验收或答辩
<3)交付完整的设计作品<或能体现自己工作的视频课件)
对于第一、四类题目,必须交付设计作品,设计作品指的是完整的源程序代码、相关数据文件;
对于第三类题目,必须交付设计作品,设计作品指的是网络拓扑文件、网络仿真配置文件;
对于第二、五类题目,必须交付能体现自己工作的视频课件,要求有一定的文字或声音解说。
课程设计说明书<纸质+电子版),对于对于第一、四类题目,内容包括:
设计任务、系统分析、总体设计、详细设计<相应地给出关键的代码)、设计总结<评价/遇到的问题/体会/建议等)、使用说明等。
四、工作计划与进度安排
根据所选题目,合理安排进度计划<不包含查资料时间)。
以下仅供参考:
1.原理知识
2.实用技术<编程、或组网、服务器技术)
3.环境与工具<系统平台、开发或仿真工具)
4.总体设计、关键环节的详细设计
5.系统实现<编码与调试、或配置与测试)
6.课程设计说明书
五、成绩评定
总评成绩=平时成绩x20﹪+验收或答辩成绩x50﹪+报告成绩x30﹪
六、设计题目及选题
以班为单位组织选题,每人限选一题,每题限一人<除特别声明外);可自拟题目,需申报待批,自拟题目不能与已有的题目重复。
题目分五类、三个级别,根据个人的兴趣及基础自行选择。
自拟题目要求:
(1)主要内容须与本课程相关<属于上述五种题目类型中某类);
(2)原则上仅限A、B级
(3)在课程设计正式开始前<至少提前三天),提交“课程设计自拟题目”申请报告,
等待指导老师审批,申请报告内容分以下几部分,注意内容一定要具体,否则不予批准:
题目、类别、级别、申请人学号/姓名/专业、设计任务/内容、选题背景、相关的原理/技术/方法、系统平台与开发工具<语言)、可能的创新或特色之处、工作计划、参考文献。
第一类题目:
网络协议、算法
要求:
<1)推荐采用图形界面实现。
<2)程序代码书写规范,有充足的注释。
<3)绿色软件:
程序运行不需安装,避免写系统和注册表;
<4)开发平台、开发语言不限。
(5>明确题目的意图,设计上应有足够的工作量
1.网络协议解读<基于文件)
<1)使用报文分析工具软件,捕获报文并进行存储,获得报文数据文件。
<2)编程,在图形界面下,对报文的协议进行解码
<3)对ethernet_II、ip、tcp、udp协议进行解码【C】
<4)对ieee802.3、icmp协议进行解码【B】
<5)对ftp协议进行解码【A】
2.网络协议解读<基于RawSocket)
<1)编程,基于socketAPI接口,使用rawsocket捕获网络报文,过滤得到指定格式的报文
<2)编程,在图形界面下,对报文的协议进行解码
<3)对ethernet_II、ip、tcp、udp协议进行解码【C】
<4)对ieee802.3、arp协议进行解码【B】
<5)对http协议进行解码【A】
3.网络协议解读<基于Winpcap接口)
<1)编程,基于winpcap接口,捕获网络报文,过滤得到指定格式的报文
<2)编程,在图形界面下,对报文的协议进行解码
<3)对ethernet_II、ip、tcp、udp协议进行解码【C】
<4)对IPV6、ICMPV6协议进行简单的解码【B】
<5)对除ftp、http外的某种应用层协议进行解码【A】
4.模拟共享网络中Ethernet帧的发送过程
使用至少2个线程模拟Ethernet上主机的数据发送流程。
发送流程必须遵循CSMA/CD协议【C】。
5.发送和解读EthernetARP包
熟悉ARP协议并了解Winpcap编程,构造ARP包;先在主机A,ARP包发送出给主机B。
再在主机B上解读此ARP包。
【C】
6.模拟TCP协议通信过程
编程,基于图形界面,仿真两个对等的tcp通信实体,完成一次文件<数据较长)传输的通信过程。
要求具有如下的交互能力:
(1)数据文件的长度的设置
(2)双方发送、接收窗口大小的设置
(3)报文丢失、出错、重复、顺序的人为设置<可定义有关策略
(4)发送、或接收能力的设置<假设一方主机很忙)
(5)设置可采取预先设置、也可中途设置
(6)可自动演示、可单步操作
(7)每一步报文都可给出tcp头部数据,并进行说明【B】
(8)给出时间轴,以起始时间为0,适当考虑网络发送、接收处理及传输延迟,给出每个报文发送与接收时间
7.RIP路由仿真配置与测试程序设计
以图形化界面形式,对多个路由器组成的网络,实现RIP路由仿真配置与测试。
路由学习建议采用多线程方式实现。
【A】
8.FTP客户端设计<基于winsock接口)
实现的ftp客户端,能列出/更改目录,上下传文件,显示文件列表等选项。
【A】
9.HTTP客户端的设计与实现<基于winsock接口)
开发一HTTP客户端,使其能够向web服务器请求文件、和向服务器提交数据,以便服务器做出相应的处理。
【A】
10.电子邮件客户端的设计与实现<基于winsock接口)
完成一个电子邮件客户端软件,要求能够收取邮件、发送邮件、书写新邮件、具有图形化界面。
能批量发送邮件。
【A】
11.软件路由器的设计与实现<基于Winpcap接口)
<1)编程实现一个简易的路由器<具有路由功能)
<2)具有图形化界面、显示所有的过路、已路由、已丢弃报文
<3)对ethernet_ii、简单的ip、tcp、udp协议进行解码
<4)支持静态路由的配置【B】
<5)可以人为地对可路由报文进行延迟发送、删除、修改、改变发送顺序等操作【A】
12.利用RTP协议完成多媒体数据流传输
(1>消化理解实时传输协议RTP及其源代码<可以从网上下载)
(2>分别编写个服务器、客户端程序,使用RTP协议来实时传输视频数据或音频数据【A】
13.自定义应用层协议的设计与实现<基于UDP)
协议名称:
myqq
协议功能:
实现简单的聊天系统功能
(1)注册
(2)登入与注销
(3)获取在线用户表
(4)对指定用户发送聊天报文
(5)群发聊天报文【A】
14.TCP通信仿真课件设计
设计一个课件程序,采用图形化设计,主要功能:
(1>能读取wireshark或sniffer工具所捕获的数据文件
(2>能以直观形式表达TCP连接的建立、释放过程
(3>能以直观形式表达报文序号变化、应答机制【B】
(4>能以直观形式仿真报文的丢失与重传
(5>*能以直观形式表达流量控制【A】
15.扩展UDP实现SR可靠数据传输
<1)熟悉流水线可靠数据传输机制 <2)熟悉TCP/UDP协议规范; <3)基于UDP的SR<选择重传)可靠数据传输机制分析与设计 <4)UDPSocket程序设计 <5)利用UDP实现可靠数据传输服务的验证系统设计与实现【A】 16.TRACERT图形化工具 <1)另写一个程序,取代Windows下的Tracert命令,并以图形界面显示输出结果。 <2)能解读主机的域名<将域名解读成对应的IP) <3)支持对物理网络的跟踪【B】 <4)支持逻辑网络的定义、及对逻辑网络的跟踪【A】 17.OSPF实现 熟悉OSPF协议,寻求指定有向图的最短路径。 要求用图形显示求解过程。 【A】 第二类题目: 网络服务 要求: <1)在虚拟机环境下搭建操作系统平台,虚拟机网卡与物理网络进行桥接 <2)网络操作系统类型为linux、ubuntu或windowsserver2003/2008 <3)学习相关服务器理论知识和配置、应用方法 <4)合理规划所要求提供的服务 (5>完成相关的配置,并进行相应的应用测试 <6)对所遇到的问题进行分析和解决, <7)应有足够的工作量 1.某单位网络应用服务器的搭建与测试(一><基于linux或ubuntu平台) <1)网络操作系统安装(在虚拟机环境下> <2)DNS、DHCP服务器 <3)邮件服务器 <4)FTP服务器 <5)WEB服务器 <6)TELNET服务、NFS服务 2.某单位网络应用服务器的搭建与测试(二><基于linux或ubuntu平台) <1)网络操作系统安装(在虚拟机环境下> <2)防火墙服务 <3)SSH服务器 <4)VNC服务器 <5)VPN服务 *<6)P2P服务器 3.某单位网络应用服务器的搭建与测试(一><基于windowsserver2003/2008平台) <1)网络操作系统安装(在虚拟机环境下> <2)AD、DNS、DHCP服务 <3)Exchange邮件服务 *<4)ISA服务 <5)VPN远程访问 <6)、远程管理 4.Windows服务器集群的部署与测试(基于Vmware> <1)网络操作系统安装(在虚拟机环境下> <2)Windows服务器集群的部署 <3)集群的应用测试 第三类题目: 组网设计 (以方案设计为主,以网络仿真为辅,仿真部分需要验收> 要求: <1)论文论述详尽,主要内容有: 设计任务、需求分析、总体设计方案与拓扑图、设备选型、关键设计、仿真配置与测试、结论。 <3)对方案中关键设计,尽可能用仿真软件进行仿真配置与测试。 组网仿真软件建议采用packettracer(只能仿真cisco的部分中低端网络设备>, 当然为了能在该软件中进行仿真,对原方案中的设计进行必要的简化、设备作必要的变通是必然的。 <4)题目中的“某”,必须为具体的单位名称<最好为自己所熟悉的) <5)没有特别说明时,目标网络规模为中等规模的园区网络<信息节点数为500个到5000个之间) <6)没有特别说明时,VLAN技术、RIP或OSPF动态路由技术必须运用到设计中 <7)没有特别说明时,支持internet接入 1.某校园网组网路由方案设计<基于PacketTracer) 某大学网络有20000余信息节点,分办公、教案、学生宿舍、家属四个区, 请结合实际分析其需求,重新对其网络进行规划设计: <1)技术选型、总体设计 <2)设备选型 <3)详细的拓扑设计 <4)详细的IP规划<从网段到节点) <5)给出合理的路由方案、含internet出口与教育网出口路由 <6)实现仿真配置与测试 <7)支持远程用户访问 2.某校园网内网VLAN方案设计<基于PacketTracer) 某大学网络有20000余信息节点,分办公、教案、学生宿舍、家属四个区, 请结合实际分析其需求,重新对其网络进行规划设计,不考虑与外网的互联: <1)技术选型、总体设计 <2)设备选型 <3)详细的拓扑设计 <4)IP规划、VLAN设计、 <5)VLAN路由设计 <6)实现仿真配置与测试 3.某校园网的扩容方案及实施<基于PacketTracer) 对某校已有的校园网,根据新校区的建立和更多的要求对其进行扩容方案的设计与实施。 4.某单位<企业、医院、社区、学生公寓、学校、酒店)网络规划与设计<基于PacketTracer) 对某单位的网络进行需求分析,完成下列设计任务: <1)给出技术选型、总体设计 <2)给出设备选型 <3)给出详细的拓扑设计 <4)给出VLAN设计、ip规划 <5)给出路由设计 <6)实现仿真配置与测试 5.园区网络的路由设计<基于gns3环境) 6.园区网络的防火墙设计<基于gns3环境) 7.基于H3C网络设备的园区网络设计 8.园区网络的路由冗余与链路聚合设计<基于gns3环境) 第四类题目: 网络应用编程 要求: <1)推荐采用图形界面实现。 <2)程序代码书写规范,有充足的注释。 <3)绿色软件: 程序运行不需安装,避免写系统和注册表; <4)开发平台、开发语言不限。 (5>明确题目的意图,设计上应有足够的工作量 1.LAN小助手 编程实现以下功能: <1)发送ICMP数据包,以获取指定IP网段中的活动主机,并将结果显示在标准输出设备或输出到文件中。 <2)显示这些主机的的IP地址与对应的MAC地址的关系表 <3)能显示本地机所有可用的网络接口与对应的ip地址 <4)能修改本地机指定网络接口的ip地址 (5>能解读主机的域名<将域名解读成对应的IP) 2.网络流量统计<基于rawsocket) 监控网络,捕获一段时间内网络上的IP数据包,按IP数据包的源地址统计出该源地址在该时间段内发出的IP数据包的个数,并将其用图形表示出来。 3.网络流量统计<基于Winpcap接口) 监控网络,捕获一段时间内网络上的IP数据包,按IP数据包的源地址统计出该源地址在该时间段内发出的IP数据包的个数,并将其用图形表示出来。 4.包过滤防火墙的设计与实现<基于WinsockSPI接口) 要求实现一个简单的包过滤防火墙,能够根据IP地址范围阻塞或允许客户机对FTP服务的访问。 5.包过滤防火墙的设计与实现<基于linux/Ubuntu) 要求实现一个简单的包过滤防火墙,能够根据IP地址范围阻塞或允许客户机对FTP服务的访问。 6.简易HTTP代理服务器的设计与实现 代理服务器使用侦听socket在指定的端口上侦听web访问请求,对于客户端每次访问都自动创建一个线程,解读客户端Host头域里面的值,获取目标web服务器地址,并使用socket进行连接,以“中继”方式,转发双方的http包。 7.基于UDP协议网上聊天程序 实现一简单的聊天程序实现网上聊天,包括服务器和客户端。 要求: <1)支持多人聊天。 <2)客户端具有图形化用户界面。 8.基于TCP协议网上聊天程序 实现一简单的聊天程序实现网上聊天,包括服务器和客户端。 要求: <1)支持多人聊天。 <2)客户端具有图形化用户界面。 9.FTP服务器设计 实现一FTP服务器,能列出/更改目录,上下传文件,显示文件列表,支持NOOP/PASV/BIN等选项。 10.FTP客户端设计<基于与FTP协议相关的类) 实现的ftp客户端,能列出/更改目录,上下传文件,显示文件列表等选项。 11.简单的端口扫描器<1人) 实现一个端口扫描程序,判断指定的主机有哪些端口可以提供服务,并把扫描得知的结果记录下来。 12.简单Web服务器的设计与实现<1人) 完成一个简单的Web服务器,要求能够通过HTTPGet命令获得一个简单的HTML文件。 <可以带图片。 ) 13.HTTP客户端的设计与实现<基于与HTTP协议相关的类) 开发一HTTP客户端,使其能够向web服务器请求文件、和向服务器提交数据,以便服务器做出相应的处理。 14.简单电子邮件客户端的设计与实现<基于与邮件协议相关的类) 完成一个电子邮件客户端软件,要求能够收取邮件、发送邮件、书写新邮件、具有图形化界面。 提示: 可选用基于JavaMail网络包实现。 15.P2P文件传输平台的设计与实现 分别设计一个服务器、客户端程序,客户端使用p2p协议从“服务器端”进行文件下载。 16.综合扫描器程序的实现 <1)ARP扫描实现 <2)ICMP扫描实现 <3)TCP扫描实现 <4)UDP扫描实现 17.利用组播实现网络屏幕广播 (1>通过socket接口,引用UDP协议,设置成组播通信方式 (2>分别设计教师机端程序、学生机端程序, (3>教师机端程序将本机屏幕画面,定时地以多播方式传给学生机端程序显示 18.本地网络信息设置与网络对时程序设计 主要功能如下: <1)本地网络信息的获取 计算机名称、IP地址、网卡地址、DNS设置、安装的协议、提供的服务、TCP/IP运行信息。 <2)修改本地计算机的网络设置 <3)采用ntp协议从internet上某个时间服务器,获取时间信息,准确地更新本地机时钟,支持手动、定时自动两种方式 19.基于IPV6的文件传输程序设计 程序分文件发送端、文件接收端两部分。 功能是发送端能向接收端传输文件。 通信双方采用ipv6地址,在传输层上采用TCP协议传数据。 20.基于多播的文件传输程序设计 程序分文件发送端、文件接收端两部分。 功能是文件发送端能同时向n个接收端传输文件。 要求采用UDP协议并以多播<组播)方式实现通信。 21.基于多线程的文件传输程序设计 程序分服务器端、客户端两部分。 功能是服务器端能同时响应n个客户端的tcp连接请求,提供指定文件下载。 服务器端要求采用多线程编程技术。 22.点对点语音聊天程序设计 程序主要由语音采集、语音发送、语音接收、语音播放四个部分组成。 通信协议采用UDP;图形化界面;语音采集与播放采用windowsAPI(ACM>接口。 23.网络对弈程序设计 运用tcp协议设计一个五子棋联机对弈程序,采用图形化方式设计。 24.网络U盘<2人) <1)实现远程主机上管理自己的文件: 如创建、打开、复制、删除文件或目录以及远程文件上传、下载; <2)程序包括客户端和服务器端两部分: 客户端使用图形用户界面发出各种管理命令;接收服务器返回的操作结果。 服务器为每个用户建立一个目录<网络U盘),服务器维护用户对目录操作权限的列表,负责验证用户对文件的操作权限;接收和执行授权用户的命令并返回操作结果; <3)用户界面: 服务器端界面显示用户登录及认证信息和操作日志;客户端界面可以设置远程主机名;显示远程文件列表;操作命令可以采用菜单、按钮及弹出菜单来实现。 要求界面布局合理、简洁美观。 <4)运用Socket技术,使用TCP协议 25.机房网络试卷发放与回收软件设计<2人) 软件的结构是C/S模式 <1)分别设计教师机端、学生端程序 <2)学生端程序主要功能是: 运行后可以登录到教师端程序<测试系统)、 自动打开试卷文档、提示测试相关信息、自动锁定键盘<测试计时结束) <3)教师端程序主要功能是: 导入考生名单、核对登录者身份、向学生端发放试卷文件<自动或手动)、启动测试计时、自动回收答题文件、自动清除学生端主机指定位置文件 26.网络投票系统设计 服务器端: 能编辑候选人名单、能发布投票的结果、能接收投票、能设置投票的起止时间、能记录每个投票者得名字、主机的ip、主机的cpuid、投票的时间、能制定和实施合理的投票规则。 客户端: 能查看候选人名单、投票的结果、能投票 第五类题目: 理论与应用研究 要求: <1)内容涉及本课程相关领域的前沿、有良好的应用前景。 <2)目前已经实用化或初步实用化 <3)对普通学习者技术门槛还比较高、但很有应用、借鉴价值 <4)系统学习相关的理论知识和应用技术,与具体应用结合起来 <5)综合运用所学的知识,运用恰当的方法、手段或工具,对某些实际问题进行分析、实践,并给出自己的见解或结论。 <6)有足够的工作量 例: 1.Windows与Linux系统网络架构及编程接口研究 2.基于Linux平台的路由器源代码的剖析 3.网络翻墙的机制与应用 4.网络分布式计算技术及应用 5.IPV6技术及应用 6.P2P技术及应用 7.Windows系统下网卡驱动程序开发技术 8.Linux系统下网卡驱动程序开发技术 9.蓝牙通信技术及应用 10.长中短距离无线通信技术及应用 11.国内城域网主流技术与最新进展 12.三网融合及其发展 七、参考教材 [1]AndrewS.Tanenbaum、DavidJ.Wetherall.计算机网络(英文版•第5版>.机械工业出版社 [2]谢希仁.计算机网络(第5版>.电子工业出版社 [3]吴功宜.计算机网络课程设计.机械工业出版社//C语言编程 [4]王勇.计算机网络课程设计<计算机课程设计与综合实践规划教材).清华大学出版社//Java编程 [5]叶树华.网络编程实用教程(第2版>.人民邮电出版社.2018//适合初学者 [6]王艳平.Windows网络与通信程序设计<第二版).人民邮电出版社//适合高手 [7]金华.C#网络编程技术教程(21世纪高等院校网络项目规划教材>.人民邮电出版社 [8]思科网络技术学院CCNAExploration4.0——LAN交换和无线 [9]思科网络技术学院CCNAExploration4.0——路由协议和概念 [10]恒逸资讯,吕政周.WindowsServer2008系统管理员实用全书.电子工业出版社 [11]冷罡华.UbuntuServer最佳方案.电子工业出版社 八、上机与验收安排 1、上机指导时间: 周一、三、五,第1-6节课 2、验收时间: 周日上午、下午 3、上机指导与验收地点: 逸夫楼107、209、409 4、指导老师: 邬欢欢,范泽华,李鹏 申明: 所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。
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