物联网网络技术教学实验系统V1.docx
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物联网网络技术教学实验系统V1
物联网网络技术教学实验系统V1.0—实验详细需求
物联网网络实验体系分成两部分：
IPv6技术和软交换技术。
共计15个实验，28个练习80学时。
方向
实验
内容
练习
学时
IPv6技术
实验1Ipv6的实现技术
知识使用
练习一Ipv6协议栈的安装及常用命令的使用
2学时
知识拓展
知识点一Ipv6技术在物联网中的使用
――
知识点二IPv6和IPv4的区别
知识点三IPv6的发展
知识点四IPv6网络体系结构
实验2IPv6邻居发现技术
知识使用
练习一地址分析
1学时
练习二重复地址检测
1学时
练习三路由器发现
1学时
练习四重定向
1学时
知识拓展
知识点一主机的数据结构
――
知识点二数据包的发送算法
知识点三地址分析和ARP的区别
实验3IPv6地址技术
知识使用
练习一IPv6的寻址技术
4学时
练习二IPv6的地址自动配置
3学时
知识拓展
知识点一IPv6地址分配
――
知识点二移动IPv6
实验4IPv6路由技术
知识使用
练习一路由表和路由技术
2学时
练习二动态路由协议
3学时
知识拓展
知识点一路由器概述
――
知识点二路由协议和路由优先级
知识点三负载均衡和路由备份
实验5IPv6DNS查询技术
知识使用
练习一DNS正向分析
1学时
练习二DNS反向分析
1学时
知识拓展
知识点一DNS概述
――
知识点二DNS服务系统
知识点三IPv6的DNS扩展
实验6IPv6安全技术
知识使用
练习一IPSec技术
2学时
知识拓展
知识点一密钥交换和密钥管理技术
――
知识点二IPSec的使用
知识点三QoS技术
实验7IPv6使用实验
知识使用
练习一基于IPv6的网站服务平台
12学时
知识拓展
知识点一IPv6在家庭网络中的使用
――
知识点二IPv6在校园网络中的使用
知识点三IPv6在移动通信中的使用
方向
实验
内容
练习
学时
软交换技术
实验8软交换系统终端之间的互通
知识使用
练习一软交换终端之间的语音通信
1学时
练习二软交换终端之间的视频通信
1学时
知识拓展
知识点一软交换在物联网中的使用及作用
――
知识点二软交换网络
知识点三软交换网络和其他网络的互通
知识点四接入网关
实验9基于软交换的下一代网络业务实现
（1）
知识使用
练习一宽带话吧
2学时
练习二SIP终端之间的呼转
2学时
练习三电话会议
2学时
知识拓展
知识点一软交换业务提供技术的发展趋势
――
实验10基于软交换的下一代网络业务实现
（2）
知识使用
练习一彩铃业务
2学时
练习二一号通业务
2学时
练习三自动应答
2学时
知识拓展
知识点一NGN业务的基本概念
――
知识点二NGN业务体系结构
知识点三NGN业务生成技术
实验11基于软交换的第三方业务实现
知识使用
练习一webcall业务
4学时
练习二web800业务
4学时
知识拓展
知识点一Parlay概述
――
知识点二ParlayAPI的体系结构
知识点三典型的第三方业务
实验12软交换计费功能的实现
知识使用
练习一计费规则实现
4学时
知识拓展
知识点一电信计费系统的发展
――
知识点二计费标准
实验13下一代网络在中小企业中的使用
知识使用
练习一企业网络的需求分析及总体设计
2学时
练习二企业网络的组建
2学时
知识拓展
知识点一大规模组网的路由问题
――
知识点二用户管理的问题
知识点三软交换网络的路由设计
知识点四软交换不同组网结构的比较
知识点五软交换网络的可靠性保证
实验14Webcall/Web800设计实验
知识使用
练习一Webcall/Web800设计实验
8学时
实验15计费编程工具设计实验
知识使用
练习一计费编程工具设计实验
8学时
IPv6技术
实验1IPv6的实现技术
练习一Ipv6协议栈的安装（Window,Linux）
【实验基础】
实验学时：
2学时
实验目的：
●掌握Windows、Linux下安装Ipv6协议的方法。
实验工具：
●地址本工具-IPv6
●协议分析器
●命令行
实验环境：
网路拓扑结构四
角色分配：
6人一组（A、B、C、D、E、F）
【实验原理】
●IPv4存在的问题
●IPv6的诞生及特点
●Windows、Linux操作系统对IPv6的支持
【实验步骤】
各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。
本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
注：
由于IPv6地址的动态分配机制的存在，一般情况下为了不使动态分配地址混乱，应当先启用实验主机IPv6协议栈再启动虚拟机BV和虚拟机EV，如果仍然无法获得准确地址，可以通过禁用网卡再启用网卡的方式来重新初始化网卡的IPv6配置。
WindowsXP、WindowsServer2003下：
1. 主机A、C、D、F在命令行上输入命令：
ipconfig
2. 在显示的信息中，若没有IPv6地址信息，则安装IPv6协议栈（netshintipv6install）。
3. 察看接口信息：
netshintipv6showint
● 有多少接口？
各自的状态、名称是什么？
每个接口用途是什么？
4. 察看地址信息：
netshintipv6showadd
● 每个接口的地址是什么？
● 找出链路本地地址、站点本地地址。
5. 察看路由信息：
netshintipv6showrou
● 由路由表可得到哪些信息？
6. 察看目标缓存：
netshintipv6showdest
● 由该表可得到哪些信息？
7. 察看邻居缓存：
netshintipv6showneigh
● 由该表可得到哪些信息？
Linux下：
1. 主机BV、EV上输入命令：
ifconfig
2. 在显示的信息中，若没有IPv6地址信息（没有inet6addr），则安装IPv6协议栈（modprobeipv6）。
3. 察看接口信息：
iplink
● 有多少接口？
每个接口名称是什么？
每个接口用途是什么？
4. 察看地址信息：
ipaddr
● 每个接口的地址是什么？
● 找出链路本地地址、站点本地地址。
5. 察看路由信息：
ip-6route
● 由路由表可得到哪些信息？
6. 察看邻居缓存：
ipneigh
●由该表可得到哪些信息？
实验2IPv6邻居发现技术
练习一地址分析
【实验基础】
实验学时：
1学时
实验目的：
●掌握邻居发现协议使用的5种ICMPv6报文的报文格式及用途
●理解邻居发现协议的工作原理
●掌握地址分析的过程
实验工具：
●地址本工具-Ipv6
●协议分析器
●命令行
实验环境：
网络拓扑结构四
角色分配：
每6人一组，每2人一小组（A和B、C和D、E和F）
【实验原理】
●邻居发现概念
●邻居发现报文格式
（1）邻节点发现报文格式
（2）邻居发现选项
●邻居发现技术内容
（1）路由器请求报文
（2）路由通告报文
（3）邻居请求报文
（4）邻居通告报文
（5）重定向报文
●邻居发现过程概述
●地址分析的过程
【实验步骤】
各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。
本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。
现仅以主机A、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作。
1. 主机B（物理接口1）启动协议分析器捕获数据并设置过滤条件（提取ICMPv6协议）。
2. 清空主机A上的邻居高速缓存（在命令行下输入命令：
netshintipv6delneigh）；并记录下当前邻居高速缓存的表项（netshintipv6showneigh）。
3. 主机Aping主机B的物理接口1的链路本地地址：
（1）打开地址本工具（实验平台工具栏中的地址本工具）；
（2）从地址本中找到主机B的物理接口1的链路本地地址；
（3）在命令行工具上输入命令：
ping主机B的物理接口1的链路本地地址%主机A的物理接口索引。
4. 察看当前邻居高速缓存的表项。
● 和步骤2相比增加了哪些表项？
5. 主机B停止数据捕获，并分析捕获的数据：
（1）进入“地址分析”会话分析，分析“NeighborSolicitation”报文；
● 目的MAC地址为____________________，生成该类地址的规则是什么？
● IPv6层中的目的IP地址为_____________________？
该类地址叫什么？
● 生成该类地址的规则是什么？
下一个报头字段值为____，跳限制为___。
● ICMPv6层中的类型的值为____________________，目的地址的值为___________________，作用是什么？
● 该报文中包含哪种选项，该选项的作用是什么？
（2）进入“地址分析”会话分析，分析“NeighborAdvertisement”报文；
● 目的MAC地址为____________________。
● IPv6层中的目的IP地址为________________________，下一个报头字段值为_______，跳限制为_____。
● ICMPv6层中的类型的值为________________，目的地址的值为___________________，作用是什么？
● 路由器标志为___，请求标志为___，覆盖标志为___，这三个标志的各自作用是什么？
● 该报文中包含哪种选项，该选项的作用是什么？
练习二重复地址检测
【实验基础】
实验学时：
1学时
实验目的：
●掌握邻居发现协议使用的5种ICMPv6报文的报文格式及用途
●理解邻居发现协议的工作原理
●掌握重复地址检测的过程
实验工具：
●地址本工具-Ipv6
●协议编辑器
●协议分析器
实验环境：
网络拓扑结构四
角色分配：
每6人一组，每2人一小组（A和BV的物理界口1、C和D、EV的物理接口2和F）
【实验原理】
●重复地址检测的过程
【实验步骤】
该实验可将主机A和主机BV的物理接口1为一组；将主机C和主机D为一组；将主机EV的物理接口2和主机F为一组。
主机A、C、F启动协议编辑器，主机B的物理接口1、主机D、主机E的物理接口2启动协议分析器。
现以主机A和主机BV的物理接口1为一组进行实验说明。
1. 主机A启动协议编辑器。
2. 主机B（物理接口1）启动协议分析器捕获数据并设置过滤条件（提取ICMPv6协议）。
3. 主机A编辑数据包：
MAC层
源MAC地址：
主机A的MAC地址
目的MAC地址：
主机A的请求节点多播地址所对应的MAC地址
协议类型：
IPv6
IPv6层
有效载荷长度：
24
下一个报头：
58
跳限制：
255
源IP地址：
未指定地址填写:
:
● 源IP地址为什么填写为:
:
？
目的IP地址：
主机A的请求节点多播地址
● 目的IP地址为什么填写为主机A的请求节点多播地址？
ICMPv6层
类型：
135
代码：
0
目标IP地址：
主机A的链路本地地址
校验和：
计算后填入
4. 发送主机A已编辑好的数据（发送次数为1）。
5. 主机B停止数据捕获，并分析捕获的数据：
● 步骤3编辑的是什么数据包？
它的作用是什么？
● 在重复地址检测会话中有邻节点公告报文吗？
说明原因。
● 若在重复地址检测会话中有邻节点公告报文，则路由器标志为___，请求标志为___，覆盖标志为___，解释这三个标志的值？
● 请描述一下重复地址检测的过程。
练习三路由器发现
【实验基础】
实验学时：
1学时
实验目的：
●掌握邻居发现协议使用的5种ICMPv6报文的报文格式及用途
●理解邻居发现协议的工作原理
●掌握路由器发现的过程
实验工具：
●地址本工具-Ipv6
●协议编辑器
●协议分析器
实验环境：
网络拓扑结构四
角色分配：
每6人一组，每2人一小组（A和BV的物理界口1、C和D、EV的物理接口2和F）
【实验原理】
●路由器发现的过程
【实验步骤】
该实验可将主机A和主机BV的物理接口1为一组；将主机C和主机D为一组；将主机EV的物理接口2和主机F为一组。
主机A、C、F启动协议编辑器，主机B的物理接口1、主机D、主机E的物理接口2启动协议分析器。
现以主机A和主机BV的物理接口1为一组进行实验说明。
1. 主机A启动协议编辑器。
2. 主机B（物理接口1）启动协议分析器捕获数据并设置过滤条件（提取ICMPv6协议）。
3. 主机A编辑数据包：
MAC层
源MAC地址：
主机A的MAC地址
目的MAC地址：
333300-000002
协议类型：
IPv6
IPv6层
有效载荷长度：
16
下一个报头：
58
跳限制：
255
源IP地址：
主机A的链路本地地址
目的IP地址：
链路本地范围所有路由器多播地址FF02:
:
2
ICMPv6层
类型：
133
代码：
0
选项：
追加块。
类型填为1，长度填为1，链路层地址填为主机A的MAC地址
校验和：
计算后填入
4. 发送主机A已编辑好的数据（发送次数为1）。
5. 主机B停止数据捕获，并分析捕获的数据：
● 步骤3编辑的是什么数据包？
它的作用是什么？
● 在路由器发现会话中（以主机A的链路本地地址归类的），找出路由器公告报文，该报文的类型为______，M标志位（管理地址配置标志）______，有何意义？
O标志位（其它状态配置标志）______，有何意义？
该报文包含有哪些选项，各自的作用是什么？
练习四重定向
【实验基础】
实验学时：
1学时
实验目的：
●掌握邻居发现协议使用的5种ICMPv6报文的报文格式及用途
●理解邻居发现协议的工作原理
●掌握重定向的过程
实验工具：
●地址本工具-IPv6
●协议分析器
●命令行
实验环境：
网络拓扑结构四
角色分配：
每6人一组（A、B、C、D、E、F）
【实验原理】
●重定向的过程
【实验步骤】
本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
约束条件：
主机C的IPv6的默认网关是主机BV物理接口2的链路本地地址，而不是主机EV物理接口1的链路本地地址。
1. 主机B（物理接口2）、C、D、E（物理接口1）启动协议分析器捕获数据并设置过滤条件（提取ICMPv6协议）。
2. 清空主机C的目标高速缓存（netshintipv6deldest）。
3. 主机Cping主机F的站点本地地址：
（1）打开“实验平台工具栏的地址本工具”；
（2）从地址本中找到主机F的站点本地地址；
（3）在命令行工具上输入命令：
ping主机F的站点本地地址-n1。
4. 主机B（物理接口2）、C、D、E（物理接口1）停止数据捕获，并分析捕获的数据：
（1）进入“重定向”会话分析，分析“hosttoRouter1”报文。
● 目的MAC地址为____________，它是哪个主机（物理接口）的MAC地址？
● 源IP地址为_______________________，它是哪个主机的IP地址？
目的IP地址为_________________________，它是哪个主机的IP地址？
（2）进入“重定向”会话分析，分析“Redirect”报文。
● 目的MAC地址为_____________，它是哪个主机的MAC地址？
● 源IP地址为___________________________，它是哪个主机的IP地址？
目的IP地址为________________________，它是哪个主机的IP地址？
跳限制为___________。
● 在ICMPv6层中，类型值为________，下一跳地址字段值为___________________________，它是哪个主机（物理接口）的什么类型的地址？
目的地址字段值为___________________________，它是哪个主机（物理接口）的什么类型的地址？
● 该报文有哪几种选项？
各自的作用是什么？
（3）进入“重定向”会话分析，分析“Router1toRouter2”报文。
● 目的MAC地址为_____________，它是哪个主机的MAC地址？
● 源IP地址为_______________________，它是哪个主机的IP地址？
目的IP地址为_________________________，它是哪个主机的IP地址？
（4）由上面的分析结果，绘制重定向过程的数据交互图。
实验3IPv6地址技术
练习一IPv6的寻址技术
【实验基础】
实验学时：
4学时
实验目的：
●了解IPv6的三种寻址模式。
●掌握IPv6组播技术。
●掌握IPv6泛播技术
●掌握IPv6多播地址映射为以太网的规则。
●多播侦听发现协议使用的3种ICMPv6报文的报文格式及各自的作用
●掌握多播侦听发现协议的工作原理。
实验工具：
●地址本工具-IPv6
●协议分析器
●协议编辑器
●命令行
●组播工具
实验环境：
网络拓扑结构三
角色分配：
每6人一组，每人一小组（A、B、C、D、E、F）
【实验原理】
●IPv6地址简介
●IPv6单播地址
（1）单播地址的概念
（2）单播地址格式（可聚合全球单播地址、链路本地地址、站点本地地址、NSAP地址、IPX地址、特殊地址和保留地址、前有IPv4地址的IPv6地址等）
●IPv6组播地址
（1）多播简介和IPv6多播
（2）IPv6多播地址
（3）MLD协议简介
（4）MLD报文格式
（5）MLD协议运行过程
●IPv6泛播地址
（1）泛播地址的概念
（2）泛播地址的分配及其格式
（3）泛播选路
（4）单播地址和泛播地址的区别
【实验步骤】
单播地址的使用：
各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。
本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
1. 主机A、C、D、F启用地址本程序，获取其它主机的地址信息。
方法：
（1）打开地址本工具（实验平台工具栏中的地址本工具）；
（2）从地址本中找到相关主机地址信息。
2. 按表3-1中的操作，填写实验结果：
表3-1 实验结果
注：
接口索引是指主机的网卡所对应的索引值，可通过命令“netshintipv6showint”得到。
3. 由第2步的实验结果，理解不同单播地址的使用范围。
●说明链路本地地址、站点本地地址的使用场合。
几种常用的多播地址及其用途：
将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
4. FF02:
:
1
（1）主机A、B（物理接口2）、C、D、E（物理接口1）、F启动协议分析器并开始数据捕获。
（2）主机A、C、F在命令行方式下执行命令：
pingff02:
:
1-n1。
（3）主机A、B、C、D、E、F停止数据捕获并分析ICMPv6信息报文中的“回送请求/应答”会话：
●在EchoRequest报文中，目的MAC地址为_________________，该地址的产生规则是什么？
●对于主机A发起的EchoRequest报文，收到多少EchoReply报文？
都是由哪些主机回复的？
●对于主机C发起的EchoRequest报文，收到多少EchoReply报文？
都是由哪些主机回复的？
●对于主机F发起的EchoRequest报文，收到多少EchoReply报文？
都是由哪些主机回复的？
●FF02:
:
1名称为______________________，有何用途？
5. FF02:
:
2
（1）主机A、B（物理接口2）、C、D、E（物理接口1）、F启动协议分析器并开始数据捕获。
（2）主机A、C、F在命令行方式下执行命令：
pingff02:
:
2-n1。
（3）主机A、B、C、D、E、F停止数据捕获并分析ICMPv6信息报文中的“回送请求/应答”会话：
●在EchoRequest报文中，目的MAC地址为_________________，该地址的产生规则是什么？
●对于主机A发起的EchoRequest报文，收到多少EchoReply报文？
都是由哪些主机回复的？
●对于主机C发起的EchoRequest报文，收到多少EchoReply报文？
都是由哪些主机回复的？
●对于主机F发起的EchoRequest报文，收到多少EchoReply报文？
都是由哪些主机回复的？
●FF02:
:
2名称为______________________，有何用途？
请求节点多播地址：
将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。
6. 主机B（物理接口2）、C、D、E（物理接口1）启动协议分析器并开始数据捕获。
7. 主机Cping由主机D的链路本地地址生成的请求节点多播地址：
（1）打开地址本工具（实验平台工具栏中的地址本工具）；
（2）从地址本中找到主机D的链路本地地址（记为Address）；
（3）由前缀ff02:
:
1:
ff00:
0/104和地址Address的最后24位生成请求节点多播地址（记为
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