“網絡協議分析”課程教學改革的探討

許華杰胡小明莫春蘭

1 廣西大學計算機與電子信息學院，廣西 南寧 5300042 上海第二工業大學計算機與信息學院，上海 2012093 廣西大學機械工程學院，廣西 南寧 530004

“網絡協議分析”課程教學改革的探討

許華杰1胡小明2莫春蘭3

1 廣西大學計算機與電子信息學院，廣西 南寧 5300042 上海第二工業大學計算機與信息學院，上海 2012093 廣西大學機械工程學院，廣西 南寧 530004

高校師生關系是高校中最主要的人際關系，師生關系的質量直接影響教育教學的成效和學生的身心發展，本文分析了現代高校師生關系不和諧的原因，并提出了構建和諧師生關系的幾條途徑，從而達到不斷提高教學質量的目的。

網絡協議分析；理論教學；實踐教學；計算機網絡

引言

“網絡協議分析”課程是針對網絡工程專業學生開設的專業限選課，是網絡工程專業的核心課程之一，在該專業教學中具有其他課程無法替代的作用。在網絡工程專業大部分專業課程中，網絡協議方面的內容都占據著很重要的位置。從底層的網絡體系結構、網絡數據通信，到上層的網絡服務提供、網絡應用開發，網絡協議都扮演了重要的角色，在現代計算機網絡中，網絡協議可以說是無處不在。甚至有學者認為：計算機網絡理論課程的內容實際上就是網絡理論加上網絡協議。但在這些專業課程中，僅僅是從各自課程的角度介紹相關的網絡協議，而沒有從協議的角度深入分析相關的內容，在這些課程中協議只處在配角的地位，起到輔助的作用。“網絡協議分析”課程則是從協議的角度介紹網絡通信過程中所涉及的協議體系結構、工作原理以及在網絡通信中的應用，對網絡協議的協議格式、工作過程和原理進行介紹和分析，重在培養學生在網絡設計和開發過程中應用網絡協議方面知識的能力。鑒于TCP/IP協議族在當今計算機網絡領域的地位和作用（目前已成為事實上的國際標準），課程通常以TCP/IP協議族為例進行講授。由于課程的內容與其先修課程“數據通信技術”和“計算機網絡原理”有一定的重合性，學生開始學習本課程時通常感覺課程定位不清、內容上很抽象，針對這門課程容易出現內容枯燥、難學的感覺。目前在“網絡協議分析”課程教學過程中存在的主要問題包括：自底向上的內容組織方式學生不大容易接受；偏重于理論教學，偏離生活實際；側重于知識傳授，學生缺乏動手實踐的機會；定位于理論課程，照本宣科，與學生缺乏互動；介紹協議、標準等的時候中英文術語的使用不規范、不統一等。針對“網絡協議分析”課程教學過程中出現的問題，出于激發學生學習的興趣、提高教學水平、保證教學質量的目的，本文分別從理論教學和實踐教學兩方面對“網絡協議分析”課程的教學改革進行探討。

1 理論教學改革

課程理論教學改革主要是從教學內容和教學手段這兩方面展開?！熬W絡協議分析”課程總課時為36學時，教材采用的是由機械工業出版社出版的、楊延雙主編的《TCP/IP協議分析及應用》，該書介紹了TCP/IP協議族中主要協議的原理、功能及應用[1]。此外，為了豐富課程教學內容，推薦由Gary R.Wright 編寫的“TCP/IP Illustrated”(TCP/IP 詳解，英文原版教材)[2]作為教學輔導教材，供學生學習和參考。

所采用的教材和教輔都是按照TCP/IP體系結構協議分層自底向上的順序進行講解，內容從網絡接口層開始，依次按照網絡層、傳輸層和應用層的順序展開。從技術的角度，這樣的內容組織方式無可厚非，但從知識傳授的角度，按照網絡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”的思維習慣。在課程的授課過程中，采用Kurose和Ross所提出的自頂向下學習方法[3]，從TCP/IP協議族的應用層協議開始并沿著協議棧向下的順序展開講解。這樣做的好處是將與學生生活實際息息相關的網絡應用作為切入點，從看得見、摸得著的實例出發，一開始就能抓住學生的興趣所在，驅使學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方案和手段，課程講解的過程自然而然地變成了學生求解問題的過程，更符合人類求知的基本思維模式。從學生反饋的情況看，自頂向下的講授方法有效提高了學生學習的興趣，效果明顯。

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

2 實踐教學改革

雖然“網絡協議分析”課程的定位是專業理論課，主要以理論教學為主，但是由于課程的很多內容都在網絡工程實際中加以應用，如果能夠結合工程實際開設課程實驗，無疑對學生加深對所學知識的理解和應用會有促進作用。基于以上考慮，針對課程知識結構的特點，我們搭建了“網絡協議分析”課程的實驗環境。

Sniffer Pro、WireShark、WinNetCap和WinSock Expert都是目前流行的抓包工具。針對課程知識結構的特點并結合課程的實際教學情況，我們選取WireShark作為搭建實驗環境的平臺。WireShark（前稱Ethereal）是世界上最流行的網絡分析工具[4][5],也是是目前最好的開放源碼的網絡協議分析器，支持Linux和windows平臺。 目前被廣泛地應用于網絡故障的診斷和分析、網絡測試軟件和網絡協議的開發及教育等領域。WireShark基于一套捕捉網絡數據包的函數庫，在工作的過程中將一個數據包從鏈路層接收,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構, 經過很多人的二次開發已經可以支持五百多種協議, 完全能夠勝任網絡協議分析課程教學的需要, 為學生提供一個動手實踐驗證所學的知識、分析和設計新的網絡協議的實驗環境。

3 結束語

通過對“網絡協議分析”課程教學和實踐教學改革進行探討，針對課程自身的知識結構和學生學習的實際情況，從教學內容和方法以及實踐環節等幾個方面進行摸索和創新，提高學生學習該課程的興趣，促進該課程教學質量的提升。網絡協議相關的知識更新很快，要求我們與時俱進，不斷深化該課程的教學改革，以保證良好的教學效果。

[1]楊延雙，張建標，王全民.TCP/IP協議分析及應用[M].北京：機械工業出版社，2007.

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

新世紀廣西高等教育教學改革工程項目，編號為No.2012JGA101

許華杰(1974－),男,博士, 講師,研究領域為無線網絡、移動計算;

胡小明(1978－),女, 博士, 講師，研究方向為信息安全和網絡安全；

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

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