根据国家最新颁布的《基于以太网技术的局域网系统验收测评规范》,在第1版原有布线测试的基础上,依据国家局域网系统验收测评规范的有关要求,重点增加针对局域网系统基本性能指标,包括连通性、传输速率、吞吐率、丢包率、传输延迟、广播率、错误率、线路利用率等测试指标和测试方法,针对dhcp、dns、web、e-mail、文件服务等应用性能的指标和测试方法,以及局域网验收测评的基本方法等内容。因此,《网络测试与故障诊断实验教程(第2版)》不仅对于高等院校开设网络测试方面课程具有重要参考价值,也可以作为从事局域网测试和验收测评工程师的参考书。
《网络测试与故障诊断实验教程(第2版)》将填补我国在网络测试实验教学,尤其结合新颁布的局域网验收测试标准方面的空白。随着教育部逐步开始在高等院校设置信息安全和网络工程专业,该教材具有很好的应用前景。
随着Internet技术和网络业务的飞速发展,用户对网络资源的需求空前增长,网络也变得越来越复杂。不断增加的网络用户和网络应用导致网络负担沉重,网络设备超负荷运转,网络各种故障频繁发生,因此造成的直接或间接损失日益增加。所以,对网络运行各项指标进行提取、分析、评测,网络测试就显得越来越重要。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险,从而更加有效地进行网络性能管理,提供网络服务质量的验证和控制,对网络服务提供商的服务质量指标进行量化、比较、评测,是网络测试的主要目的。而建设先进的网络测试实验体系和实验教材,对于培养网络时代的高质量人才有着重要的意义。
2008年4月11日,由全国信息技术标准化技术委员会牵头,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会组织了网络测试领域的相关企业联合编写的《基于以太网技术的局域网系统验收测评规范》于2008年9月1日起正式实施,标准中把局域网作为一个系统,提出了基于传输媒体、网络设备、局域网系统性能、网络应用性能、网络管理功能、运行环境要求等方面的验收测评整体解决方案,重点描述了网络系统和网络应用、网络管理功能的技术要求及测试方法, 这将是实施网络工程进行验收测评的重要标准文件。
本书在前一版的基础上,总结了北京航空航天大学多年来本科生和研究生网络实验课的教学实践,重点增加了符合国家《基于以太网技术的局域网系统验收测评规范》相关标准的局域网系统验收测评实验,同时修订了原有的网络故障诊断案例。
本书作为高等院校计算机专业网络测试与故障诊断实验教材,内容分为线缆测试、网络测试、故障诊断、基于NetFlow的流量监测与分析、局域网系统验收测评实验五部分。在内容的安排上力求循序渐进,先通过基础的原理实验来加深对网络测试原理和技术的理解,进而逐步涉及难度较大的实际故障诊断案例分析和局域网系统验收测评实验。
本书第一部分是线缆测试(实验1~实验4) ,包括电缆和故障线的制作、布线测试、线缆传输测试和光缆测试。第二部分是网络测试(实验5~实验12) ,主要包括组网测试、链路层测试、以太网链路流量分析、IP测试、VLAN测试、网络管理、交换机端口流量测试和长期流量测试。第三部分是网络故障诊断案例分析(实验13) ,包括端口扫描和病毒检测,第四部分是基于NetFlow的流量监测与分析实验(实验14) ,介绍NetFlow和流的相关技术,以及网络审计、IP流量计费、异常流量分析等,第五部分是局域网系统验收测评实验(实验15) ,介绍了局域网验收测试的相关标准以及结合工程实践的验收测评实验。
全书共有15个实验,实验1~实验4、实验15主要由曹庆华老师编写,实验5由张力军老师编写,实验6~实验13由洪飞博士编写,实验14由刘艳芳老师编写, Fluke公司的周华先生以及工程师吴健、刘丹利等参与了具体实验的设计。研究生杨文、赵元、郭建云、李国胜、连林江、王海省和丁楠等参加了具体的实验开发和部分编写工作。
由于编者水平所限, 本书难免有不妥和错误之处,望专家和读者批评指正。
曹庆华
2011年4月于北京航空航天大学
实验1 水平电缆和故障线的制作
1.1 实验原理介绍
1.1.1 综合布线系统介绍
1.1.2 打线工具介绍
1.2 标准网线的制作
1.2.1 实验环境及分组
1.2.2 实验步骤
1.2.3 实验总结
1.3 实验电缆插座的制作
1.3.1 实验环境及分组
1.3.2 实验步骤
1.4 制作utp故障demo盒
1.4.1 实验环境与分组
1.4.2 实验步骤
1.4.3 实验总结
实验2 布线系统测试
2.1 布线系统测试基础
2.1.1 综合布线系统概述
2.1.2 综合布线系统的测试标准
2.1.3 布线系统故障分类
2.1.4 综合布线测试连接方式定义
2.1.5 现场测试
2.1.6 测试工具介绍
2.2 接线图测试
2.2.1 实验目的
2.2.2 实验内容
2.2.3 实验原理
2.2.4 实验环境与分组
2.2.5 接线图测试步骤
2.2.6 实验总结
2.3 线缆长度的测试
2.3.1 实验目的
2.3.2 实验内容
2.3.3 实验原理
2.3.4 实验环境和分组
2.3.5 实验步骤
2.3.6 实验总结
2.4 传输时延和时延偏离测试
2.4.1 实验目的
2.4.2 实验内容
2.4.3 实验原理
2.4.4 实验环境与分组
2.4.5 实验步骤
2.4.6 实验总结
2.5 衰减的测试
2.5.1 实验目的
2.5.2 实验内容
2.5.3 实验原理
2.5.4 实验环境与分组
2.5.5 实验步骤
2.5.6 实验总结
2.6 串扰的测试
2.6.1 实验目的
2.6.2 实验内容
2.6.3 实验原理
2.6.4 实验环境与分组
2.6.5 实验步骤
2.6.6 实验总结
2.7 综合近端串扰
2.7.1 实验目的
2.7.2 实验内容
2.7.3 实验原理
2.7.4 实验环境与分组
2.7.5 实验步骤
2.7.6 实验总结
实验3 线缆传输测试
3.1 实验基础知识介绍
3.2 衰减串扰比
3.2.1 实验目的
3.2.2 实验内容
3.2.3 实验原理
3.2.4 实验环境与分组
3.2.5 实验步骤
3.2.6 实验总结
3.3 回波损耗
3.3.1 实验目的
3.3.2 实验内容
3.3.3 实验原理
3.3.4 实验环境与分组
3.3.5 实验步骤
3.3.6 实验总结
3.4 等效远端串扰和综合等效远端串扰
3.4.1 实验目的
3.4.2 实验内容
3.4.3 实验原理
3.4.4 实验环境和实验分组
3.4.5 实验步骤
3.4.6 实验总结
实验4 光缆测试
4.1 光纤理论与光纤结构
4.1.1 光及其特性
4.1.2 光纤结构及种类
4.1.3 光纤的衰减
4.1.4 光纤的优点
4.2 光纤测试标准
4.2.1 标准参考
4.2.2 光缆测试参数和测试方法
4.3 光纤长度测试
4.3.1 实验目的
4.3.2 实验内容
4.3.3 实验环境和分组
4.3.4 实验步骤
4.3.5 实验总结
4.4 光纤损耗测试
4.4.1 实验目的
4.4.2 实验内容
4.4.3 实验环境和分组
4.4.4 实验步骤
4.4.5 实验总结
实验5 组网实验
5.1 交换机简介及配置
5.1.1 交换机简介
5.1.2 交换机基本配置
5.2 路由器简介及配置
5.2.1 路由器简介
5.2.2 路由器基本配置
5.3 简单组网实验
5.3.1 实验目的
5.3.2 实验内容
5.3.3 实验环境及分组
5.3.4 实验组网图
5.3.5 实验步骤
5.3.6 实验总结
5.4 通过地址转换访问互联网
5.4.1 实验目的
5.4.2 实验内容
5.4.3 实验原理
5.4.4 实验环境及分组
5.4.5 实验组网图
5.4.6 实验步骤
5.4.7 实验总结
实验6 链路层实验
6.1 实验基础知识介绍
6.2 自适应测试
6.2.1 实验目的
6.2.2 实验内容
6.2.3 实验原理
6.2.4 实验环境与分组及实验组网图
6.2.5 实验步骤
6.2.6 实验总结
6.3 电平测试
6.3.1 实验目的
6.3.2 实验内容
6.3.3 实验原理
6.3.4 实验环境与分组
6.3.5 实验步骤
6.3.6 实验总结
6.4 工作模式测试--半双工和全双工
6.4.1 实验目的
6.4.2 实验内容
6.4.3 实验原理
6.4.4 实验环境与分组
6.4.5 实验步骤
6.4.6 实验总结
实验7 以太网数据链路层流量分析
7.1 实验基础知识介绍
7.2 帧流量分析
7.2.1 实验目的
7.2.2 实验内容
7.2.3 实验环境
7.2.4 实验步骤
7.2.5 实验总结
7.3 单播数据帧格式的分析
7.3.1 实验目的
7.3.2 实验内容
7.3.3 实验原理
7.3.4 实验环境与分组
7.3.5 实验步骤
7.3.6 实验总结
7.4 广播数据帧格式分析
7.4.1 实验目的
7.4.2 实验内容
7.4.3 实验原理
7.4.4 实验环境与分组
7.4.5 实验步骤
7.4.6 实验总结
7.5 错误帧的分析(长帧、错帧、fcs错误)
7.5.1 实验目的
7.5.2 实验内容
7.5.3 实验环境与分组
7.5.4 实验步骤
7.5.5 实验总结
7.6 帧冲突
7.6.1 实验目的
7.6.2 实验内容
7.6.3 实验环境与分组
7.6.4 实验步骤
7.6.5 实验总结
实验8 ip测试
8.1 实验基础知识介绍
8.1.1 ip地址的概念
8.1.2 ip地址的编址方式
8.1.3 ip子网掩码
8.1.4 arp的原理
8.1.5 ping程序的工作原理
8.1.6 traceroute程序的原理
8.2 设备搜索清单
8.2.1 实验目的
8.2.2 实验内容
8.2.3 实验环境与分组
8.2.4 实验步骤
8.2.5 实验总结
8.3 网络结构地址规划报告
8.3.1 实验目的
8.3.2 实验内容
8.3.3 实验环境与分组
8.3.4 实验步骤
8.3.5 实验总结
实验9 vlan测试
9.1 实验基础知识介绍
9.2 vlan配置报告
9.2.1 实验目的
9.2.2 实验内容
9.2.3 实验原理
9.2.4 实验环境与分组
9.2.5 实验步骤
9.2.6 实验总结
实验10 网络管理基本实验
10.1 实验原理和背景知识
10.1.1 网络管理的基本概念
10.1.2 snmp概述
10.1.3 snmp工作方式
10.1.4 snmp的协议数据单元
10.1.5 管理信息库
10.1.6 管理信息结构
10.1.7 rmon管理
10.2 实验
10.2.1 实验环境及分组
10.2.2 实验组网
10.2.3 实验步骤
10.3 实验总结
实验11 交换机端口流量测试
11.1 实验目的
11.2 实验内容
11.3 实验原理和背景知识
11.4 实验步骤
11.4.1 实验环境及分组
11.4.2 实验组网
11.4.3 实验步骤
11.4.4 实验总结
实验12 交换机端口长期流量测试
12.1 实验目的
12.2 实验内容
12.3 实验原理和背景知识
12.3.1 fluke networks公司的opv软件概述
12.3.2 网络文档备案测试
12.4 实验步骤
12.4.1 实验环境及分组
12.4.2 实验组网
12.4.3 实验步骤
12.5 实验总结
实验13 网络故障诊断案例实验
13.1 半双工与全双工通信
13.1.1 实验目的
13.1.2 实验内容
13.1.3 实验原理
13.1.4 实验环境
13.1.5 实验步骤
13.1.6 实验总结
13.2 路由环路
13.2.1 实验目的
13.2.2 实验内容
13.2.3 实验原理
13.2.4 实验环境
13.2.5 实验步骤
13.2.6 实验总结
13.3 端口扫描
13.3.1 实验目的
13.3.2 实验内容
13.3.3 实验原理
13.3.4 实验环境和分组
13.3.5 实验组网
13.3.6 实验步骤
13.3.7 实验总结
13.4 病毒防护与流量分析
13.4.1 实验目的
13.4.2 实验内容
13.4.3 实验原理
13.4.4 实验环境和分组
13.4.5 实验组网
13.4.6 实验步骤
13.4.7 实验总结
实验14 netflow网络流量监测与分析
14.1 netflow技术及工具的介绍
14.1.1 "流"的定义及netflow的提出
14.1.2 netflow数据报文的格式
14.1.3 netflow工作原理
14.1.4 netflow的应用
14.1.5 netflow tracker工具
14.2 网络审计
14.2.1 实验目的
14.2.2 实验内容
14.2.3 实验原理
14.2.4 实验环境
14.2.5 实验步骤
14.2.6 实验总结
14.3 网络病毒异常流量分析
14.3.1 实验目的
14.3.2 实验内容
14.3.3 实验原理
14.3.4 实验环境
14.3.5 实验步骤
14.3.6 实验总结
14.4 应用端口扫描分析
14.4.1 实验目的
14.4.2 实验内容
14.4.3 实验原理
14.4.4 实验环境
14.4.5 实验步骤
14.4.6 实验总结
实验15 局域网测试实验
15.1 局域网测试简介
15.2 局域网系统性能测试
15.2.1 局域网系统连通性测试
15.2.2 链路传输率测试
15.2.3 网络吞吐率测试
15.2.4 传输时延测试
15.2.5 丢包率测试
15.2.6 以太网链路层健康状况测试
15.3 局域网系统应用性能测试实验
15.3.1 dhcp服务性能测试
15.3.2 dns服务性能测试
15.3.3 web服务性能测试
15.3.4 e-mmai应用服务性能测试
15.3.5 文件服务性能测试
15.4 局域网系统功能测试
15.4.1 ip子网划分测试
15.4.2 vlan划分测试
15.4.3 dhcp功能测试
15.4.4 nat功能测试
15.4.5 组播功能测试