劉揚武

摘要：隨著計算機的不斷普及，人們的衣、食、住、行都與計算機網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)。高校順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，開設(shè)了很多的計算機類的專業(yè)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗教學(xué)的內(nèi)容非常抽象，學(xué)生比較難以理解，該文將計算機仿真技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中，能夠?qū)⒔虒W(xué)中一些抽象的知識具體化，真正實現(xiàn)理論聯(lián)系實踐，從而提高課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：計算機仿真技術(shù)；實驗教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）15-3671-03

在高校計算機類專業(yè)中，計算機網(wǎng)絡(luò)是學(xué)生必學(xué)的一門基礎(chǔ)課程，其中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗教學(xué)涉及多種抽象的知識，再加上很多老師“重理論教學(xué)，輕實踐教學(xué)”的教學(xué)理念，導(dǎo)致很多學(xué)生對這方面知識的掌握比較薄弱，不利于學(xué)生計算機素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，老師必須要采取相應(yīng)的措施加以解決，保障教學(xué)效果。

1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗教學(xué)應(yīng)用計算機仿真技術(shù)的可行性

在高校計算機網(wǎng)絡(luò)課程中，TCP/IP協(xié)議族是其核心內(nèi)容，里面涉及的概念和知識都非常抽象。老師將計算機仿真技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗教學(xué)中，構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)，其構(gòu)成部分主要有三個，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真編輯器，主要負責(zé)的對網(wǎng)絡(luò)報文的相關(guān)操作，包括編輯、發(fā)送以及TCP封裝；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器，這個部分主要負責(zé)的是分析網(wǎng)絡(luò)報文；數(shù)據(jù)采集器，主要的作用是采集線路數(shù)據(jù)信息。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗教學(xué)中運用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)，可以將兩個學(xué)生分為一組，分工協(xié)作。其中一個學(xué)生負責(zé)仿真機，充分利用相關(guān)的仿真軟件進行網(wǎng)絡(luò)活動，從而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀序列，另一個同學(xué)則負責(zé)檢測機，理解借助協(xié)議分析軟件來分析幀序列，加深學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層次關(guān)系和協(xié)議原理的理解。與此同時，它將理論和實踐有機結(jié)合起來，將抽象的知識直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，比如通過這一教學(xué)系統(tǒng)，向?qū)W生展示網(wǎng)路協(xié)議的過程，學(xué)生就可以很快理解指定協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上的運行機制，幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識。

2 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)的具體措施

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)真正以理論為指導(dǎo)，同時又通過具體實踐加深學(xué)生對理論知識的理解，極大提高了學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)知識水平。下面將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)的三個組成部分進行介紹。

2.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真編輯器

在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)中，為了最大程度上實現(xiàn)仿真功能，需要設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真編輯器，它由三個不同的模塊組成，即數(shù)據(jù)包編輯器，主要負責(zé)網(wǎng)絡(luò)報文的編輯、修改等操作；數(shù)據(jù)包發(fā)送器，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)報文的發(fā)送；TCP連接客戶端工具，主要的功能就是幫助仿真編輯器同主控設(shè)備進行通信。

仿真編輯器自身具有強大的仿真真實網(wǎng)絡(luò)的功能，主要包括以下三個方面的內(nèi)容。第一，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的真實運行。它指的是在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，允許仿真機的用戶進行直接行為的網(wǎng)絡(luò)活動，然后就可以產(chǎn)生一系列與網(wǎng)絡(luò)活動有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀序列，然后再借助監(jiān)控端的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器的作用，對這些幀序列進行捕捉和分析處理。第二，仿真觸發(fā)行為。它指的是人們借助仿真軟件的作用，將自己編輯的一些網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中，從而觸發(fā)了一系列的網(wǎng)絡(luò)行為。第三，仿真回放行為。它則指的是借助仿真軟件，對整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀進行完全發(fā)送，即涉及開始到結(jié)束的整個過程，這里進行回放的目的是反映整個網(wǎng)絡(luò)行為的所有協(xié)議，而且這種回放非常迅速且準確。

2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)中的仿真協(xié)議分析器，主要的作用是接收網(wǎng)絡(luò)上的各種數(shù)據(jù)包，然后再對數(shù)據(jù)包中的各層協(xié)議進行分析，在網(wǎng)路協(xié)議實驗教學(xué)中提供輔助教學(xué)的功能。

協(xié)議分析器具有多種過濾功能，比如MAC地址、IP地址以及協(xié)議類型等。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)中啟動捕捉過濾功能，可以有效減少捕捉到的數(shù)據(jù)包，為后期的數(shù)據(jù)分析工作提供了方便。這里的仿真協(xié)議分析主要有三種不同的功能，會話分析功能、主機狀況功能以及協(xié)議解析功能。下面對后兩種功能進行詳細介紹。

1）會話分析功能

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析中的會話分析功能，主要是讓學(xué)生借助會話分析，充分了解進行一次會話的整個過程，比如數(shù)據(jù)包中的IP地址、端口信息、序號的變化等。這種功能在TCP協(xié)議分析的體現(xiàn)尤為突出，可以非常清晰地顯示三次握手的整個過程。

2）協(xié)議解析功能

協(xié)議解析功能主要借助協(xié)議解析窗口來實現(xiàn)，其具有三個不同的顯示區(qū)。第一，原始數(shù)據(jù)顯示區(qū)，它主要涉及兩種不同的狀態(tài)，一種是十六進制數(shù)據(jù)顯示狀態(tài)，另一種是字符顯示狀態(tài)。第二，詳細解碼區(qū)，學(xué)生可以借助這一顯示區(qū)的功能，了解到非常詳細的解釋和說明，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析。第三，概要解碼顯示區(qū)。

2.3 數(shù)據(jù)采集器

這個部分主要是采用高阻旁路的方式，對數(shù)據(jù)信息進行采集，這里主要是通過兩種檢測來實現(xiàn)，一種是單機檢測方式，另外一種是全網(wǎng)檢測方式，一般采取的是切換開關(guān)的方法。

3 模擬仿真教學(xué)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗教學(xué)中的具體效果

在高校網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗教學(xué)中，將計算機仿真技術(shù)運用到教學(xué)實踐中，通過構(gòu)建模擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，將理論和實踐有機結(jié)合起來，在教學(xué)中具有良好的效果。具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

1）充分發(fā)揮學(xué)生主體地位

在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗教學(xué)中，采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，這樣的教學(xué)方式充分發(fā)揮了學(xué)生的主體地位，在具體的教學(xué)活動中，老師由之前的講解為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€引導(dǎo)者的角色，學(xué)生成了教學(xué)活動的“主角”，老師只是在一旁指導(dǎo)。因此，這種教學(xué)模式極大調(diào)動了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，學(xué)生不再是單純地被動學(xué)習(xí)，而是以一種積極的、主動的姿態(tài)學(xué)習(xí)。

2）有效提高教學(xué)效果

在計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，老師運用計算機運用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，可以強化學(xué)生計算機知識的學(xué)習(xí)，因為這個系統(tǒng)的運用需要學(xué)生充分掌握計算機知識。此外，運用這一教學(xué)系統(tǒng)后，學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了更加全面且系統(tǒng)的了解。比如計算機網(wǎng)絡(luò)中的TCP/IP協(xié)議族，如果僅僅是依靠老師的口頭講解，學(xué)生很難有一個系統(tǒng)的理解，但是借助運用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生在具體操作中強化知識理解，讓學(xué)生有一個整體的概念，同時還有效提高了學(xué)生的實際操作能力，有效提高教學(xué)效果。

3）培養(yǎng)學(xué)生的合作意識

當今時代是一個競爭與合作并存的時代，需要學(xué)生具備良好的團隊合作意識。在高校網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗教學(xué)中，這里運用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，需要學(xué)生互相合作，即需要兩個學(xué)生一組互相合作，這個實驗過程都需要小組成員之間互相商量，分工合作。只有小組成員之間進行良好的溝通，進行完美的配合，才能有效培養(yǎng)了學(xué)生的使合作意識得到有效培養(yǎng)。

4 結(jié)束語

綜上所述，在高校計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，為了進一步保障課堂教學(xué)效果，老師應(yīng)該重視實踐教學(xué)，特別是在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議教學(xué)環(huán)節(jié)，老師需要充分利用計算機仿真技術(shù)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，具有多方面的效果，比如充分發(fā)揮學(xué)生主體地位、有效提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。因此，這種教學(xué)方法效果非常好，值得教學(xué)推廣。

參考文獻：

[1] 許利軍.網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，06：57-59.

[2] 王輝，李晉光.基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真軟件的實驗教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)[J].電子設(shè)計工程，2010，12：27-30.

[3] 張學(xué)義，周力軍，楊福建，黃雋. 基于虛擬、仿真技術(shù)的計算機網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學(xué)思考[J].黔南民族師范學(xué)院學(xué)報，2012，4：121-125.

[4] 范業(yè)仙，馮瑋.仿真技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報，2013，8：91-94.

[5] 印東，林筑英.協(xié)議仿真教學(xué)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用[J].濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，1：123-126.