《基于网络协议仿真软件的实验教学浅探.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于网络协议仿真软件的实验教学浅探.doc（2页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、摘要：本文针对实验教学中对网络协议关注较少的问题，将协议仿真技术引入到计算机网络的实验教学当中，并进行了实践探索，获得了较好的效果。中国论文网 关键词：网络；协议；仿真；实验在计算机网络课程中，涉及大量的协议，贯穿着计算机网络体系结构的各个层次。协议内容抽象、复杂，仅通过理论教学很难让学生理解和掌握这些内容。如何完善计算机网络实验教学体系，搭建网络协议仿真平台进行网络协议实验教学，增强学生对网络协议的感性认识，使学生更加深入地理解、验证和巩固课堂教学内容，培养学生理论与实践相结合的能力，是我们亟需解决的课题。一、网络协议实验课程的重要性计算机网络协议是网络软、硬件运行时实现的规则集，是计算机网
2、络实现其功能的最基本机制。网络协议存在于网络体系结构的各个层次，相互协调工作，是一个复杂的系统，完成着计算机网络的服务功能。计算机网络的每一个功能层面， 都有专门的协议负责在该层次的数据传输，并为其上面的层次提供服务功能接口。网络协议必须与网络资源的特点相适应，以发挥各自的特点，更好地提供网络服务。二、网络协议实验教学设置协议仿真平台包括两个功能模块：会话分析和协议解析。会话分析功能将网络通讯过程中捕获到的数据帧加入到会话列表，并且将会话次序和数据传输方向以图示形式显示完整的会话过程。协议解析模块包括概要代码显示、详细解码和原始数据显示等功能，能够详细地解释和说明协议， 并且可以根据选择实现动
3、态跟踪显示方便对数据的分析。在本课程的实验教学中，根据TCP/IP 体系结构，共设置了四个计算机网络协议实验，包括：UDP 协议仿真实验、TCP 协议仿真实验、IP 协议仿真实验和以太网帧结构实验。实验采用分组进行的方式，每组6 台机器，标示为A、B、C、D、E、F。实验采用2 种拓扑结构进行环境配置。拓扑结构如图1 和图2 所示。1.UDP 协议仿真实验该实验采用结构一进行，通过UDP 单播通信和广播通信，分析和理解UDP 协议原理及工作过程。实验步骤为：（1）UDP 单播通信过程。在协议仿真平台上，设置该组的端口，主机A 作为客户端，分别以主机B、C 和D 的IP 地址为目的IP 地址，填
4、写数据并发送，观察其他主机捕获的报文情况。（2）UDP 广播通信过程。主机A 作为客户端，以255.255.255.255 为目的地址，编辑数据并发送，观察其他主机捕获的报文情况。实验完成后， 分析报文中目的IP 地址和MAC 地址的含义，讨论UDP 协议能否确保数据报的发送和接收顺序，查看UDP 会话过程，理解UDP 协议并掌握UDP 的工作原理。2.TCP 协议仿真实验该实验采用结构一进行，通过TCP 连接的建立和释放、编辑发送TCP 数据包和TCP 重传机制， 深入理解TCP 协议。实验步骤：（1）TCP 连接过程。主机A 在“服务器信息/IP 地址”中填入主机C 的IP 地址；使用“端
5、口扫描”功能获取主机C 的TCP 端口列表，在“服务器信息/端口”中填入主机C 的一个TCP 端口，并进行TCP 连接。查看主机B、C、D 捕获的数据， 分析不同报文中Sequence Number、ACK 和SYN 的值。（2）利用仿真编辑器编辑并发送TCP 数据包。选择服务器主机上的一个进程作服务器进程，并发送一个建立连接请求的报文，对应答的确认报文和断开连接的报文也编辑发送。填写TCP 协议信息，包括源端口、目的端口、序列号、确认号等。（3）TCP的重传机制。在主机A向主机B发送数据时，主机B使用仿真平台的屏蔽功能， 过滤掉接收到的TCP数据。主机A向主机B再发送一条信息。主机B 刷新捕
6、获显示，恢复正常网络功能，分析主机B捕获的数据情况。在该实验中，帮助学生理解TCP 的三次握手建立连接和四次握手的释放连接过程，TCP 协议格式和TCP 的重传机制。3.IP 协议仿真实验IP 是TCP/IP 协议族中最为核心的协议， 所有的TCP、UDP、ICMP 及IGMP 数据都以IP 数据报格式传输。该实验采用结构二进行。具体实验内容为：（1）编辑并发送IP 数据报。主机A 启动仿真编辑器，编辑一个IP 数据报，其中：MAC 层包括目的主机B 的MAC 地址，源主机A 的MAC 地址，协议类型或数据长度。IP 层：总长度、生存时间、源主机A 的IP 地址、目的主机E 的IP 地址、校验
7、和。在主机B、E 捕获数据。在捕获到的数据中查找主机A 所发送的数据报并分析。（2）IP 数据报分片。在主机B 上设置以太网端口的MTU 为800 字节（两个端口都设置）。主机A、B、E启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ICMP协议）。主机E 恢复默认过滤器。主机A、E 重新开始捕获数据。主机A、E停止捕获数据。察看主机A、E捕获到的数据，比较两者的差异，体会两次分片过程。（3）子网掩码和路由转发。所有主机取消网关。主机A、C、E设置子网掩码为255.255.255.224, 主机B、D、F设置子网掩码为255.255.255.240。主机A ping 主机B，主机C
8、 ping 主机D，主机E ping 主机F。记录实验结果。通过本实验，可以更好地理解和掌握IP 数据报的报文格式、IP 分片过程、子网掩码和路由转发。4.以太网帧结构实验该实验采用结构一进行，主要是分析以太网报文格式。实验步骤：主机B 启动协议分析器，新建捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ICMP 协议）。主机Aping 主机B，查看主机B 协议分析器捕获的数据包，分析MAC 帧格式。本实验的目的是使学生掌握以太网的报文格式、MAC 地址的作用。参考文献1周敏,肖德琴.计算机网络课程实验教学探讨J.实验室研究与探索，2007(12)：254-256.2游胜.网络协议仿真方法及软件实现关键技术的研究D.湖南大学,2008. 转载请注明来源。原文地址：