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1、1网络及其测试实验室建设网络及其测试实验室建设周华周华20062高等院校计算机专业设置高等院校计算机专业设置l大部分本科院校都设有计算机专业，包括部分文科，医科院校大部分本科院校都设有计算机专业，包括部分文科，医科院校l理工本科院校理工本科院校信息科学（工程）学院（包括计算机，电子，通讯，自动化专业或系）信息科学（工程）学院（包括计算机，电子，通讯，自动化专业或系）计算机学院（包括应用，软件，计算机学院（包括应用，软件，网络工程专业网络工程专业等）等）l计算机网络教学课程的类型计算机网络教学课程的类型计算机专业必修课程计算机专业必修课程其他专业（电子，通讯，自动化等）必修或者选修其他专业（电子
2、，通讯，自动化等）必修或者选修研究生的必修或者选修课程研究生的必修或者选修课程l职业技术院校职业技术院校面向应用的必修专业面向应用的必修专业侧重的方向不同，以实际应用为主侧重的方向不同，以实际应用为主3计算机网络课程的教学情况计算机网络课程的教学情况l计算机网络课程主要是计算机网络课程主要是“计算机网络基础计算机网络基础”l计算机网络教学以授课为主计算机网络教学以授课为主l部分院校配合一些设备的演示部分院校配合一些设备的演示路由器，交换机等路由器，交换机等l部分院校配合有网络实验部分院校配合有网络实验l极少数院校有专门的网络实验课（必修和选修）极少数院校有专门的网络实验课（必修和选修）l学生是
3、在学生是在“虚拟虚拟”环境中学习网络（一些模拟的课件）环境中学习网络（一些模拟的课件）l其他相关的课程其他相关的课程网络安全网络安全网络管理网络管理4计算机网络课程的发展趋势计算机网络课程的发展趋势l成为计算机，电子，通讯，自动化等相关专业的基础必成为计算机，电子，通讯，自动化等相关专业的基础必修课程修课程l建立网络实验室，加强网络的实验建立网络实验室，加强网络的实验l设立独立的网络实验课程设立独立的网络实验课程根据专业的不同设立为必修或选修课程根据专业的不同设立为必修或选修课程l增加网络方面的课程设计增加网络方面的课程设计l增加新的实验内容增加新的实验内容5计算机网络课程的特点计算机网络课程
4、的特点l网络课程是一门技术性，应用性很强的课程网络课程是一门技术性，应用性很强的课程重理论，轻实践的导向重理论，轻实践的导向l网络课程的实验性很强网络课程的实验性很强l课程针对实际的应用性很强课程针对实际的应用性很强l系统性不十分突出系统性不十分突出l理论，技术发展变化快理论，技术发展变化快6计算机网络应用的现状计算机网络应用的现状l网络大规模建设时期基本完成，正在进入应用时期网络大规模建设时期基本完成，正在进入应用时期l新的网络建设项目已经开始考虑维护问题新的网络建设项目已经开始考虑维护问题l网络正处于扩建，改造，调整和升级网络正处于扩建，改造，调整和升级l网络故障随着应用的增长不断增加网络
5、故障随着应用的增长不断增加l网络故障造成的损失越来越大网络故障造成的损失越来越大发达国家是发达国家是3万美元万美元/小时小时7网络技术人才的市场现状网络技术人才的市场现状l网络技术人员缺乏网络技术人员缺乏网络设计，构建人才网络设计，构建人才网络维护和管理人才网络维护和管理人才l早期网络技术人员都是改专业早期网络技术人员都是改专业l毕业生的能力基本无法满足用人单位的急需毕业生的能力基本无法满足用人单位的急需l社会上几乎没有专业的网络技术培训社会上几乎没有专业的网络技术培训l网络维护人员缺口更大网络维护人员缺口更大8网络实验课程的好处网络实验课程的好处l提高计算机网络教学水平提高计算机网络教学水平
6、提高学生的实际动手能力提高学生的实际动手能力更加接近实际更加接近实际提高老师的水平提高老师的水平课程设计，毕业实践课程设计，毕业实践l提高学生的学习兴趣提高学生的学习兴趣l提高网络科研水平提高网络科研水平网络管理，网络安全，网络管理，网络安全，IPV6l开发各种新的实验开发各种新的实验l促进学科的发展，跟进技术的发展促进学科的发展，跟进技术的发展9国内网络实验教学的情况国内网络实验教学的情况l一部分院校已经建立了网络实验室一部分院校已经建立了网络实验室l少部分院校已经开设了独立的网络实验课少部分院校已经开设了独立的网络实验课l大部分院校正在筹建中（或者刚刚建设完成）大部分院校正在筹建中（或者刚
7、刚建设完成）l部分院校还没有计划部分院校还没有计划10国内网络实验室建设的现状国内网络实验室建设的现状l网络实验设备（路由器和交换机）网络实验设备（路由器和交换机）国产设备，国外品牌，二手设备国产设备，国外品牌，二手设备l实验方式实验方式实验室，远程实验实验室，远程实验l实验组数一般实验组数一般6至至10组组l实验数量一般实验数量一般5到到10个，有增加的趋势个，有增加的趋势l实验对象实验对象计算机专业，电子电工类专业计算机专业，电子电工类专业其他相关专业（实验数量和内容不同）其他相关专业（实验数量和内容不同）11综合布线实验室建设的现状综合布线实验室建设的现状l网络实验设备网络实验设备配线架
8、配线架电缆（双绞线和光缆）电缆（双绞线和光缆）安装工具安装工具电缆的样品电缆的样品l实验方式实验方式演示型实验（重在了解结构和测试）演示型实验（重在了解结构和测试）操作型实验（本科，大专），实际动手完成布线（所有布线内容）操作型实验（本科，大专），实际动手完成布线（所有布线内容）l实验组数一般实验组数一般6至至10组组l实验对象实验对象演示型实验演示型实验 - 计算机专业计算机专业操作型实验操作型实验 自动化专业（特别是智能建筑专业）自动化专业（特别是智能建筑专业）12l福禄克网络实验室项福禄克网络实验室项目目13福禄克网络教育项目福禄克网络教育项目l与北航网络实验中心合作出版网络实验教材与北
9、航网络实验中心合作出版网络实验教材l清华出版社出版清华出版社出版l提供实验所需的测试包（特殊教育优惠）提供实验所需的测试包（特殊教育优惠）l提供教师的培训和认证提供教师的培训和认证l老师可以自行编写适应自己的实验教材老师可以自行编写适应自己的实验教材讲义实例讲义实例实验实例实验实例14实验内容（初步）实验内容（初步）教材目录教材目录15网络实验教材包括网络实验教材包括l实验内容实验内容l实验目的实验目的l实验原理实验原理l实验步骤实验步骤l实验总结实验总结l说明：网络实验的基础是学生已经通过了网络基础知识的说明：网络实验的基础是学生已经通过了网络基础知识的学习学习16网络实验课程的实验室实施网
10、络实验课程的实验室实施方式方式l单独的实验课程单独的实验课程l配合网络基础教学的辅助实验配合网络基础教学的辅助实验l根据实际的教学组合各种实验根据实际的教学组合各种实验17实验仪器包实验仪器包实验测试包实验测试包lDTX系列，系列，MFM光缆测试附件光缆测试附件lOPV/WGAlNettooll特别优惠价格特别优惠价格l可以分组多人使用可以分组多人使用l一套仪器可供一套仪器可供4至至8组使用组使用18lDTX电缆认证测试电缆认证测试网络电缆接线，综合布线认证，国际测试标准，布线系统故障诊断网络电缆接线，综合布线认证，国际测试标准，布线系统故障诊断lMFM光缆测试附件光缆测试附件光缆布线原理，光
11、缆链路认证测试光缆布线原理，光缆链路认证测试lNettool网络连接基本原理网络连接基本原理lOPV/WGA网络七层协议的分析网络七层协议的分析VLAN的实现的实现基于基于SNMP的网络管理的网络管理交换机，路由器的设置交换机，路由器的设置实验仪器和实验的配合实验仪器和实验的配合19美国福禄克网络公司美国福禄克网络公司l总部位于美国西雅图市总部位于美国西雅图市l专业网络测试研发制造厂商专业网络测试研发制造厂商l中国五个办事处：北京、上海、广州、成都，西安中国五个办事处：北京、上海、广州、成都，西安l北京维修中心北京维修中心20创新的历史创新的历史21DTX-LT 实验功能实验功能l网络物理层的
12、实验网络物理层的实验l国际标准的认知国际标准的认知电缆的级别，标准电缆的级别，标准l网络电缆的制作和故障诊断网络电缆的制作和故障诊断l综合布线的结构综合布线的结构22实际案例实际案例不按标准布线不按标准布线未认证测试未认证测试没有电缆标识没有电缆标识没有网络拓扑结构图没有网络拓扑结构图没有没有知识点：网络拓扑，网络物理层，认证测试23电缆的常见问题电缆的常见问题l水晶头或配线架打接不规范或错误水晶头或配线架打接不规范或错误l弯曲弯曲,扭曲扭曲,连接器松动引起的连接故障连接器松动引起的连接故障l电缆超长引起的高衰耗电缆超长引起的高衰耗l电磁干扰电磁干扰l机械压力机械压力l伪劣产品伪劣产品24电缆
13、级别和电缆级别和ANSI/TIA/EIA-568测试标准的发展测试标准的发展双绞线电缆的级别：双绞线电缆的级别：lCat 3, Cat 5, Cat 5E, Cat 6, Cat 6A, Cat 7标准：标准：lCat 5：1995年年10月发布月发布lCat 5E：2000年年1月发布月发布定义至定义至100MHz支持千兆以太网支持千兆以太网lCat 6：2002年年6月发布月发布定义至定义至250MHz参数的指标更加严格参数的指标更加严格25现场需要测试的参数现场需要测试的参数l所需测试的参数与应用的测试标准有关所需测试的参数与应用的测试标准有关Wire Map接线图接线图(开路开路/短路
14、短路/错对错对/串绕串绕)Length长度长度Propagation Delay传输时延传输时延Delay Skew 时延偏离时延偏离Insertion Lose插入损耗插入损耗/Attenuation衰减衰减NEXT近端串扰近端串扰PS NEXT 综合近端串扰综合近端串扰Return Loss 回波损耗回波损耗ACR 衰减串扰比衰减串扰比EL FEXT 等效远端串扰等效远端串扰PS ELFEXT综合等效远端串扰综合等效远端串扰26链路模型链路模型通道通道l实际使用中的链路实际使用中的链路HUB 或或交换机交换机跳线跳线配线架配线架水平电缆水平电缆插座插座跳线跳线站点站点配线间配线间工作区工作
15、区CP * 固定连接点（可选的）固定连接点（可选的） 27测试模型测试模型基本链路基本链路l根据根据TIA568B标准，永久链路取代基本链路模型标准，永久链路取代基本链路模型配线间办公区配线架插座最长90 米包含测试适配器电缆包含测试适配器电缆基本链路基本链路28链路模型链路模型永久链路永久链路l永久链路是电缆系统中的固定部分，不含适配接线永久链路是电缆系统中的固定部分，不含适配接线永久链路永久链路固定连接点固定连接点（可选的）（可选的）不包含适配器的测试线不包含适配器的测试线配线间配线间办公区办公区配线架配线架插座插座29跳线及其问题跳线及其问题l跳线区别于水平双绞线跳线区别于水平双绞线lC
16、at 6的跳线将严重影响高速网络点运行的跳线将严重影响高速网络点运行l购买专用跳线或严格测试购买专用跳线或严格测试30DTX系列电缆认证测试仪系列电缆认证测试仪l帮助认知国际标准帮助认知国际标准l认证测试电缆链路认证测试电缆链路l出具测试报告出具测试报告l判别电缆的故障判别电缆的故障可以提供电缆故障模拟演示箱可以提供电缆故障模拟演示箱31光缆测试光缆测试MFM的实验功能的实验功能l物理层的实验物理层的实验l国际标准的认知国际标准的认知电缆的级别，标准电缆的级别，标准l光缆的制作和故障诊断光缆的制作和故障诊断l光缆的常见故障光缆的常见故障32光缆的结构光缆的结构表皮表皮Jacket (Typic
17、ally PVC)Strengthening Material (Aramid Yarn)抗拉材料抗拉材料Buffer 缓冲缓冲Cladding 填充物填充物Core 核核33光缆的横截面光缆的横截面多模多模(MM)单模单模(SM)Cladding辅层辅层Coating表层表层Core核心核心规格：规格： 62.5/125 （核心直径（核心直径62.5 m）核心较大核心较大规格：规格： 8.3/125 （核心直径（核心直径8.3 m）核心较小核心较小34光缆类型光缆类型l多模（多模（MM）光缆内光以多路径（模式）传输）光缆内光以多路径（模式）传输l单模（单模（SM）光缆内光以单一路径（模式）传
18、输）光缆内光以单一路径（模式）传输35单模和多模光缆单模和多模光缆l单模光缆单模光缆核心直径小，光以一种模式无散射传输核心直径小，光以一种模式无散射传输高带宽，使用激光光源，长距离传输（可达高带宽，使用激光光源，长距离传输（可达50公里）公里）在在1310nm和和1550nm波长下测量波长下测量l多模光缆多模光缆核心直径大，光以多路径或多模式传输核心直径大，光以多路径或多模式传输低带宽，通常使用低带宽，通常使用LED光源，短距离链路，通常在光源，短距离链路，通常在一个建筑物内（小于一个建筑物内（小于100米）米）在在850nm或或1300nm波长下测量波长下测量36常见的光缆连接器的类型常见的
19、光缆连接器的类型SC（Subscriber Connector）MT-RJVF45OPTIJACKFDDI(Fiber Distributed Data Interface)ST（Straight Tip）LC(Lucent Connector）FC（Fiber Connector)37光缆链路的损耗光缆链路的损耗l如果损耗过高，抵达接收端的信号过小而使通讯不可靠如果损耗过高，抵达接收端的信号过小而使通讯不可靠l检测安装链路的损耗以确保可靠传输检测安装链路的损耗以确保可靠传输l光缆越长，连接点和接合点越多则损耗越大光缆越长，连接点和接合点越多则损耗越大l如果有损坏的光缆，连接头等则损耗大于正常
20、情况如果有损坏的光缆，连接头等则损耗大于正常情况38光缆链路的测试标准光缆链路的测试标准l通用标准通用标准与应用无关的安装光缆的标准与应用无关的安装光缆的标准基于电缆长度，适配器以及接合的可变标准基于电缆长度，适配器以及接合的可变标准例如：例如：TIA/EIA-568-B.3, ISO11801, EN50173lLAN应用标准应用标准特定应用的标准特定应用的标准每种应用的测试标准是固定的每种应用的测试标准是固定的例如：例如：10BASE-FL，Token Ring，100BASE-FX, 1000BASE-SX，1000BASE-LX，ATM，Fiber Channel39光缆测试光缆测试对
21、于光缆测试，有两种情况：对于光缆测试，有两种情况：l水平光缆水平光缆从设备间到工作区的光缆从设备间到工作区的光缆最大长度最大长度: 100mANSI/EIA/TIA 568 B.1标准的要求标准的要求: “需要在一个波长需要在一个波长 一个方向进行测试一个方向进行测试” l主干光缆主干光缆设备间到设备间的光缆设备间到设备间的光缆ANSI/EIA/TIA 568 B.1标准的要求：标准的要求：“需要在一个方向和两个波长上进行测试需要在一个方向和两个波长上进行测试” 40光缆故障的原因光缆故障的原因l光缆熔接不良光缆熔接不良(有空气有空气)l光缆断裂或受到挤压光缆断裂或受到挤压l接头处抛光不良接头
22、处抛光不良l接头处接触不良接头处接触不良l光缆过长光缆过长 l核心直径不匹配核心直径不匹配l填充物直径不匹配填充物直径不匹配l弯曲过度弯曲过度(弯曲半径过小弯曲半径过小)41耦合损耗耦合损耗核心直径不匹配核心直径不匹配l光缆接合，连接以及测试仪器的接口的损耗光缆接合，连接以及测试仪器的接口的损耗截面不匹配截面不匹配间隙损耗间隙损耗轴心不匹配轴心不匹配角度不匹配角度不匹配42光缆的弯曲光缆的弯曲l光缆对弯曲非常敏感光缆对弯曲非常敏感l如果弯曲半径大于如果弯曲半径大于2倍的光缆外径，大部分光保留在光缆倍的光缆外径，大部分光保留在光缆核心内核心内l单模光缆比多模光缆更敏感单模光缆比多模光缆更敏感43
23、光纤洁净度检测表光纤洁净度检测表l故障光缆不洁净会导致网络致命的故障光缆不洁净会导致网络致命的l检测光缆横截面的抛光以及洁净度检测光缆横截面的抛光以及洁净度光缆连接的不洁净是很多光缆的故障原因光缆连接的不洁净是很多光缆的故障原因l内置安全保护可避免内置安全保护可避免LED光源的损害光源的损害l两种型号两种型号FT120(200倍倍)，主要用于，主要用于 MMFT140(400倍倍)，主要用于，主要用于 SM44NT实验功能实验功能l物理层简单实验物理层简单实验双绞线的常见故障双绞线的常见故障l链路层的实验链路层的实验l网络连通的建立网络连通的建立链路灯，电平，链路灯，电平，l数据链路层故障数据
24、链路层故障45简单物理层测试简单物理层测试l双绞线验证测试双绞线验证测试开路，短路，长度，接线图开路，短路，长度，接线图l网络端口测试网络端口测试网络连接还是电话连接网络连接还是电话连接l跨接线的功能跨接线的功能46网络速度网络速度10M，100M，自适应自适应工作方式工作方式半双工还是全双工半双工还是全双工连接情况连接情况直通线还是跨接线直通线还是跨接线电平电平网络连通测试网络连通测试 网络设备的基本设置网络设备的基本设置47网络流量测试网络流量测试l测试网络传输的参数测试网络传输的参数流量流量错误帧（长帧，短帧）错误帧（长帧，短帧）广播广播利用率利用率碰撞碰撞48链路：链路：速度，极性，电
25、平，方式速度，极性，电平，方式PC使用的地址使用的地址MAC/IP/掩码掩码/IPX/帧类型帧类型/AppleTalkPC名字名字设备类型设备类型(host, printer, server, hub, router, switch)NetBIOS名，域名名，域名/工作组，工作组，DNS名名PC设置的服务器设置的服务器缺省网关缺省网关/DHCP或或Static IPDNS/DHCP/WINS/Mail(SMTP/POP/IMAP)/HTTP/Proxy服务器服务器PC配置测试配置测试 配置的实验配置的实验49PC设置测试设置测试lPC的参数的参数接受线对接受线对速度速度工作方式工作方式电平电平
26、IP地址地址MAC地址地址50连通测试连通测试 - 通讯协议的匹配通讯协议的匹配lProtocolPC和网络两侧各使用的协议和网络两侧各使用的协议可以帮助确认协议之间的匹配问题可以帮助确认协议之间的匹配问题51连通测试连通测试 - 关键设备关键设备l关键设备关键设备IP服务器服务器Netware服务器服务器NetBIOS服务器服务器路由器路由器网络打印机网络打印机l设备类型，设备类型，IP地址，地址，MAC地址，状态等地址，状态等52WGA网络综合协议分析仪实验功能网络综合协议分析仪实验功能l网络层实验网络层实验地址规划，地址分配和设置地址规划，地址分配和设置lVLAN实验实验lSNMP实验实
27、验l组网实验组网实验网络设备，连通性网络设备，连通性l交换环境实验交换环境实验l协议分析实验协议分析实验53网络综合协议分析仪网络综合协议分析仪(OPV系列系列)l唯一全面七层测试的协议分析仪唯一全面七层测试的协议分析仪l网络设备搜索网络设备搜索lSNMP设备分析设备分析l支持支持10/100/1000Mbpsl流量生成流量生成l数据捕捉和解码（协议分析）数据捕捉和解码（协议分析）l交换环境测试交换环境测试集多种功能于一身的网络测试仪器集多种功能于一身的网络测试仪器54现有的功能现有的功能网络统计网络统计网络搜寻网络搜寻电缆测试电缆测试协议分析仪协议分析仪信息包捕捉信息包捕捉解码解码灵敏的过滤
28、器灵敏的过滤器网络的工具网络的工具PCTelnetTerminal EmulationMIB BrowserWeb Browser网管中心网管中心RMON / RMON IIWeb AccessJava Remote Control多种功能的集成多种功能的集成55IP全自动设置全自动设置电缆状况电缆状况 交换机信息交换机信息 网段健康状况网段健康状况网络设备搜寻网络设备搜寻常见问题查询常见问题查询流量分析流量分析网络拓扑网络拓扑高智能全自动测试高智能全自动测试56地址设置的实验地址设置的实验lDHCP57网段设置的实验网段设置的实验58实验：实验： SNMPMIBAGENTGETSET管理站管
29、理站CONTROL路由器路由器路由表，接口统计，路由表，接口统计，一般信息一般信息SNMP compliantSNMP compliantMIBMIB管理信息库管理信息库59MIB结构结构IP(4)SYSTEM(1)DIRECTORY(1)PRIVATE(4)INTERFACES(2)ADDRESSTRANSLATION(3)ICMP(5)ORG(3)DOD(6)INTERNET(1)MGMT(2)EXPERIMENTAL(3)MIB(1)TCP(6)UDP(7)EGP(8)OIM(9)TRANSMISSION(10)SNMP(11)RootCCITT(0)ISO(1)JOINT-ISO-CC
30、ITT(2)SNMP OBJECT=1.3.6.1.2.1.1160面向设备面向设备远程设置和控制远程设置和控制网络结构网络结构状态监测状态监测事件记录事件记录面向网络面向网络线路流量线路流量设备的流量信息设备的流量信息线路统计的门限分析线路统计的门限分析远程信息包分析远程信息包分析历史记录的察看历史记录的察看面向应用面向应用端至端流量的分析端至端流量的分析设备级应用流量的信息设备级应用流量的信息自动发现网络和应用协自动发现网络和应用协议议网络地址解析网络地址解析网络管理的信息网络管理的信息SNMPRMONRMON261根据平均流量，错误或接口号分类接口之间转换详细信息RMON历史记录利用利用
31、SNMP管理和监测管理和监测62实验：协议分析实验：协议分析 被监测设备交换机分析仪连接网络数据从被镜象的设备所连接端口复制到分析仪63镜象实验镜象实验lConsole(enable)set span 2/8 3/12 both64深入解码和分析深入解码和分析65端口号端口号平均利用率平均利用率错误错误端口详细信息端口详细信息RMON数据数据交换机测试实验交换机测试实验66网络流量实验网络流量实验流量趋势流量趋势错误和最繁忙用户错误和最繁忙用户流量具体数值流量具体数值67协议统计实验协议统计实验协议比例协议比例可扩展的协议树可扩展的协议树饼图或柱图饼图或柱图繁忙站点繁忙站点过滤过滤.68协议分
32、析，捕包和解码实验协议分析，捕包和解码实验停止并启动打包解码停止并启动打包解码69包过滤，捕捉和解码包过滤，捕捉和解码70解包分析解包分析捕捉的帧数捕捉的帧数每层的分割每层的分割具体的数据具体的数据(码码)71链路分析仪链路分析仪l2个独立的个独立的10/100/Gig以太网端口以太网端口l全双工的在线分析，端口同步全双工的在线分析，端口同步l支持单多模，支持单多模，GBIC模块模块l l全线速全线速全线速全线速的千兆以太网捕获、传送的千兆以太网捕获、传送l实时监测，专家分析，实时监测，专家分析，VOIP QOS重点用于实验，科研等重点用于实验，科研等协议分析？协议分析？72福禄克网络提供为教育行业提供全面的方案福禄克网络提供为教育行业提供全面的方案l计算机网络教学实验计算机网络教学实验l科研（教学和科研）科研（教学和科研）l校园网的维护和故障诊断校园网的维护和故障诊断l提供第三方测试服务提供第三方测试服务73国外大学的教育应用情况国外大学的教育应用情况74国外大学的教育应用情况国外大学的教育应用情况75网络实验室实际案例网络实验室实际案例个人观点供参考，欢迎讨论
