“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程教學(xué)改革的探討

許華杰胡小明莫春蘭

1 廣西大學(xué)計算機與電子信息學(xué)院，廣西 南寧 5300042 上海第二工業(yè)大學(xué)計算機與信息學(xué)院，上海 2012093 廣西大學(xué)機械工程學(xué)院，廣西 南寧 530004

“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程教學(xué)改革的探討

許華杰1胡小明2莫春蘭3

1 廣西大學(xué)計算機與電子信息學(xué)院，廣西 南寧 5300042 上海第二工業(yè)大學(xué)計算機與信息學(xué)院，上海 2012093 廣西大學(xué)機械工程學(xué)院，廣西 南寧 530004

高校師生關(guān)系是高校中最主要的人際關(guān)系，師生關(guān)系的質(zhì)量直接影響教育教學(xué)的成效和學(xué)生的身心發(fā)展，本文分析了現(xiàn)代高校師生關(guān)系不和諧的原因，并提出了構(gòu)建和諧師生關(guān)系的幾條途徑，從而達到不斷提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析；理論教學(xué)；實踐教學(xué)；計算機網(wǎng)絡(luò)

引言

“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程是針對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)限選課，是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的核心課程之一，在該專業(yè)教學(xué)中具有其他課程無法替代的作用。在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)大部分專業(yè)課程中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面的內(nèi)容都占據(jù)著很重要的位置。從底層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，到上層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都扮演了重要的角色，在現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以說是無處不在。甚至有學(xué)者認(rèn)為：計算機網(wǎng)絡(luò)理論課程的內(nèi)容實際上就是網(wǎng)絡(luò)理論加上網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。但在這些專業(yè)課程中，僅僅是從各自課程的角度介紹相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，而沒有從協(xié)議的角度深入分析相關(guān)的內(nèi)容，在這些課程中協(xié)議只處在配角的地位，起到輔助的作用?！熬W(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程則是從協(xié)議的角度介紹網(wǎng)絡(luò)通信過程中所涉及的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)、工作原理以及在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用，對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的協(xié)議格式、工作過程和原理進行介紹和分析，重在培養(yǎng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和開發(fā)過程中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面知識的能力。鑒于TCP/IP協(xié)議族在當(dāng)今計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的地位和作用（目前已成為事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)），課程通常以TCP/IP協(xié)議族為例進行講授。由于課程的內(nèi)容與其先修課程“數(shù)據(jù)通信技術(shù)”和“計算機網(wǎng)絡(luò)原理”有一定的重合性，學(xué)生開始學(xué)習(xí)本課程時通常感覺課程定位不清、內(nèi)容上很抽象，針對這門課程容易出現(xiàn)內(nèi)容枯燥、難學(xué)的感覺。目前在“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程教學(xué)過程中存在的主要問題包括：自底向上的內(nèi)容組織方式學(xué)生不大容易接受；偏重于理論教學(xué)，偏離生活實際；側(cè)重于知識傳授，學(xué)生缺乏動手實踐的機會；定位于理論課程，照本宣科，與學(xué)生缺乏互動；介紹協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)等的時候中英文術(shù)語的使用不規(guī)范、不統(tǒng)一等。針對“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，出于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、提高教學(xué)水平、保證教學(xué)質(zhì)量的目的，本文分別從理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩方面對“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程的教學(xué)改革進行探討。

1 理論教學(xué)改革

課程理論教學(xué)改革主要是從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段這兩方面展開。“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程總課時為36學(xué)時，教材采用的是由機械工業(yè)出版社出版的、楊延雙主編的《TCP/IP協(xié)議分析及應(yīng)用》，該書介紹了TCP/IP協(xié)議族中主要協(xié)議的原理、功能及應(yīng)用[1]。此外，為了豐富課程教學(xué)內(nèi)容，推薦由Gary R.Wright 編寫的“TCP/IP Illustrated”(TCP/IP 詳解，英文原版教材)[2]作為教學(xué)輔導(dǎo)教材，供學(xué)生學(xué)習(xí)和參考。

所采用的教材和教輔都是按照TCP/IP體系結(jié)構(gòu)協(xié)議分層自底向上的順序進行講解，內(nèi)容從網(wǎng)絡(luò)接口層開始，依次按照網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層的順序展開。從技術(shù)的角度，這樣的內(nèi)容組織方式無可厚非，但從知識傳授的角度，按照網(wǎng)絡(luò)分層自底向上的講解順序是先給出解決方案然后才告訴你這些方案所要解決的問題，違背了人類“帶著問題尋求答案”的思維習(xí)慣。在課程的授課過程中，采用Kurose和Ross所提出的自頂向下學(xué)習(xí)方法[3]，從TCP/IP協(xié)議族的應(yīng)用層協(xié)議開始并沿著協(xié)議棧向下的順序展開講解。這樣做的好處是將與學(xué)生生活實際息息相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用作為切入點，從看得見、摸得著的實例出發(fā)，一開始就能抓住學(xué)生的興趣所在，驅(qū)使學(xué)生帶著問題尋求答案，帶著好奇心一步一步探求解決問題要采用的技術(shù)方案和手段，課程講解的過程自然而然地變成了學(xué)生求解問題的過程，更符合人類求知的基本思維模式。從學(xué)生反饋的情況看，自頂向下的講授方法有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，效果明顯。

此外，“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程內(nèi)容本身的特點，要求在授課過程中不管是在授課內(nèi)容還是授課方式上都需要因材施教、有所創(chuàng)新。課程內(nèi)容很多涉及到報文格式、協(xié)議工作原理等方面的內(nèi)容，學(xué)習(xí)起來比較枯燥乏味，有學(xué)生甚至覺得其學(xué)起來與法律課中的法律條文無異，學(xué)的過程中提不起興趣。解決的方案是對于國際標(biāo)準(zhǔn)、報文格式這樣的比較抽象、學(xué)生不大好記憶的知識點，采取實例教學(xué)的方法，理論聯(lián)系實際，盡量結(jié)合生活和生產(chǎn)實際的例子進行講解，使學(xué)生更容易理解和記憶。例如，在講解IP協(xié)議中的IP地址問題的時候，通過讓學(xué)生自己動手使用ipconfig命令查詢計算機的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)和DNS設(shè)置來加深理解；在講解DNS協(xié)議的時候，通過剖析日常生活中常遇到的“能上QQ但打開不了網(wǎng)頁”的問題，與學(xué)生討論DNS協(xié)議以及DNS服務(wù)器的作用。通過實例化教學(xué)，抽象的知識以實實在在的實例反映出來，便于學(xué)生理解和記憶。

2 實踐教學(xué)改革

雖然“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程的定位是專業(yè)理論課，主要以理論教學(xué)為主，但是由于課程的很多內(nèi)容都在網(wǎng)絡(luò)工程實際中加以應(yīng)用，如果能夠結(jié)合工程實際開設(shè)課程實驗，無疑對學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解和應(yīng)用會有促進作用?；谝陨峡紤]，針對課程知識結(jié)構(gòu)的特點，我們搭建了“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程的實驗環(huán)境。

Sniffer Pro、WireShark、WinNetCap和WinSock Expert都是目前流行的抓包工具。針對課程知識結(jié)構(gòu)的特點并結(jié)合課程的實際教學(xué)情況，我們選取WireShark作為搭建實驗環(huán)境的平臺。WireShark（前稱Ethereal）是世界上最流行的網(wǎng)絡(luò)分析工具[4][5],也是是目前最好的開放源碼的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器，支持Linux和windows平臺。 目前被廣泛地應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)故障的診斷和分析、網(wǎng)絡(luò)測試軟件和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開發(fā)及教育等領(lǐng)域。WireShark基于一套捕捉網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的函數(shù)庫，在工作的過程中將一個數(shù)據(jù)包從鏈路層接收,并將其還原至傳輸層以上供上層分析。由于該工具的開源性及良好的可擴展性結(jié)構(gòu), 經(jīng)過很多人的二次開發(fā)已經(jīng)可以支持五百多種協(xié)議, 完全能夠勝任網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析課程教學(xué)的需要, 為學(xué)生提供一個動手實踐驗證所學(xué)的知識、分析和設(shè)計新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實驗環(huán)境。

3 結(jié)束語

通過對“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析”課程教學(xué)和實踐教學(xué)改革進行探討，針對課程自身的知識結(jié)構(gòu)和學(xué)生學(xué)習(xí)的實際情況，從教學(xué)內(nèi)容和方法以及實踐環(huán)節(jié)等幾個方面進行摸索和創(chuàng)新，提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣，促進該課程教學(xué)質(zhì)量的提升。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的知識更新很快，要求我們與時俱進，不斷深化該課程的教學(xué)改革，以保證良好的教學(xué)效果。

[1]楊延雙，張建標(biāo)，王全民.TCP/IP協(xié)議分析及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[2]W.Richard Stevens.TCP/IP Illustrated Volume II: The Implementation [M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[3]J.F.Kurose, K.W.Ross.Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet[M].USA: Addison Wesley, 2005.

[4]Wireshark[OL].http://wireshark.org/about.html.

[5]J.N.Matthews.Hands-on Approach to Teaching Computer Networking Using Packet Traces[C].Proceedings of the 6th conference on Information technology education, October 20-22, 2005, Newark, NJ, USA.361-367.

Discuss on the 'Network Protocol Analysis' course's teaching reformation

Xu Huajie1, Hu Xiaoming2, Mo Chunlan3
1 School of Computer and Electronic Information, Guangxi University, Nanning 530004, China 2 School of Computer and Information, Shanghai Second Polytechnic University, Shanghai 201209, China 3 School of Mechanical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China

TP393

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.080

新世紀(jì)廣西高等教育教學(xué)改革工程項目，編號為No.2012JGA101

許華杰(1974－),男,博士, 講師,研究領(lǐng)域為無線網(wǎng)絡(luò)、移動計算;

胡小明(1978－),女, 博士, 講師，研究方向為信息安全和網(wǎng)絡(luò)安全；

莫春蘭(1976－),女, 博士, 副教授，研究方向為內(nèi)燃機燃燒與排放控制。

Keywordsnetwork protocol analysis; theory teaching; practice teaching; computer network