“网络协议分析”课程教学改革的探讨

许华杰胡小明莫春兰

1 广西大学计算机与电子信息学院，广西 南宁 5300042 上海第二工业大学计算机与信息学院，上海 2012093 广西大学机械工程学院，广西 南宁 530004

“网络协议分析”课程教学改革的探讨

许华杰1胡小明2莫春兰3

1 广西大学计算机与电子信息学院，广西 南宁 5300042 上海第二工业大学计算机与信息学院，上海 2012093 广西大学机械工程学院，广西 南宁 530004

高校师生关系是高校中最主要的人际关系，师生关系的质量直接影响教育教学的成效和学生的身心发展，本文分析了现代高校师生关系不和谐的原因，并提出了构建和谐师生关系的几条途径，从而达到不断提高教学质量的目的。

网络协议分析；理论教学；实践教学；计算机网络

引言

“网络协议分析”课程是针对网络工程专业学生开设的专业限选课，是网络工程专业的核心课程之一，在该专业教学中具有其他课程无法替代的作用。在网络工程专业大部分专业课程中，网络协议方面的内容都占据着很重要的位置。从底层的网络体系结构、网络数据通信，到上层的网络服务提供、网络应用开发，网络协议都扮演了重要的角色，在现代计算机网络中，网络协议可以说是无处不在。甚至有学者认为：计算机网络理论课程的内容实际上就是网络理论加上网络协议。但在这些专业课程中，仅仅是从各自课程的角度介绍相关的网络协议，而没有从协议的角度深入分析相关的内容，在这些课程中协议只处在配角的地位，起到辅助的作用。“网络协议分析”课程则是从协议的角度介绍网络通信过程中所涉及的协议体系结构、工作原理以及在网络通信中的应用，对网络协议的协议格式、工作过程和原理进行介绍和分析，重在培养学生在网络设计和开发过程中应用网络协议方面知识的能力。鉴于TCP/IP协议族在当今计算机网络领域的地位和作用（目前已成为事实上的国际标准），课程通常以TCP/IP协议族为例进行讲授。由于课程的内容与其先修课程“数据通信技术”和“计算机网络原理”有一定的重合性，学生开始学习本课程时通常感觉课程定位不清、内容上很抽象，针对这门课程容易出现内容枯燥、难学的感觉。目前在“网络协议分析”课程教学过程中存在的主要问题包括：自底向上的内容组织方式学生不大容易接受；偏重于理论教学，偏离生活实际；侧重于知识传授，学生缺乏动手实践的机会；定位于理论课程，照本宣科，与学生缺乏互动；介绍协议、标准等的时候中英文术语的使用不规范、不统一等。针对“网络协议分析”课程教学过程中出现的问题，出于激发学生学习的兴趣、提高教学水平、保证教学质量的目的，本文分别从理论教学和实践教学两方面对“网络协议分析”课程的教学改革进行探讨。

1 理论教学改革

课程理论教学改革主要是从教学内容和教学手段这两方面展开。“网络协议分析”课程总课时为36学时，教材采用的是由机械工业出版社出版的、杨延双主编的《TCP/IP协议分析及应用》，该书介绍了TCP/IP协议族中主要协议的原理、功能及应用[1]。此外，为了丰富课程教学内容，推荐由Gary R.Wright 编写的“TCP/IP Illustrated”(TCP/IP 详解，英文原版教材)[2]作为教学辅导教材，供学生学习和参考。

所采用的教材和教辅都是按照TCP/IP体系结构协议分层自底向上的顺序进行讲解，内容从网络接口层开始，依次按照网络层、传输层和应用层的顺序展开。从技术的角度，这样的内容组织方式无可厚非，但从知识传授的角度，按照网络分层自底向上的讲解顺序是先给出解决方案然后才告诉你这些方案所要解决的问题，违背了人类“带着问题寻求答案”的思维习惯。在课程的授课过程中，采用Kurose和Ross所提出的自顶向下学习方法[3]，从TCP/IP协议族的应用层协议开始并沿着协议栈向下的顺序展开讲解。这样做的好处是将与学生生活实际息息相关的网络应用作为切入点，从看得见、摸得着的实例出发，一开始就能抓住学生的兴趣所在，驱使学生带着问题寻求答案，带着好奇心一步一步探求解决问题要采用的技术方案和手段，课程讲解的过程自然而然地变成了学生求解问题的过程，更符合人类求知的基本思维模式。从学生反馈的情况看，自顶向下的讲授方法有效提高了学生学习的兴趣，效果明显。

此外，“网络协议分析”课程内容本身的特点，要求在授课过程中不管是在授课内容还是授课方式上都需要因材施教、有所创新。课程内容很多涉及到报文格式、协议工作原理等方面的内容，学习起来比较枯燥乏味，有学生甚至觉得其学起来与法律课中的法律条文无异，学的过程中提不起兴趣。解决的方案是对于国际标准、报文格式这样的比较抽象、学生不大好记忆的知识点，采取实例教学的方法，理论联系实际，尽量结合生活和生产实际的例子进行讲解，使学生更容易理解和记忆。例如，在讲解IP协议中的IP地址问题的时候，通过让学生自己动手使用ipconfig命令查询计算机的IP地址、子网掩码、网关和DNS设置来加深理解；在讲解DNS协议的时候，通过剖析日常生活中常遇到的“能上QQ但打开不了网页”的问题，与学生讨论DNS协议以及DNS服务器的作用。通过实例化教学，抽象的知识以实实在在的实例反映出来，便于学生理解和记忆。

2 实践教学改革

虽然“网络协议分析”课程的定位是专业理论课，主要以理论教学为主，但是由于课程的很多内容都在网络工程实际中加以应用，如果能够结合工程实际开设课程实验，无疑对学生加深对所学知识的理解和应用会有促进作用。基于以上考虑，针对课程知识结构的特点，我们搭建了“网络协议分析”课程的实验环境。

Sniffer Pro、WireShark、WinNetCap和WinSock Expert都是目前流行的抓包工具。针对课程知识结构的特点并结合课程的实际教学情况，我们选取WireShark作为搭建实验环境的平台。WireShark（前称Ethereal）是世界上最流行的网络分析工具[4][5],也是是目前最好的开放源码的网络协议分析器，支持Linux和windows平台。 目前被广泛地应用于网络故障的诊断和分析、网络测试软件和网络协议的开发及教育等领域。WireShark基于一套捕捉网络数据包的函数库，在工作的过程中将一个数据包从链路层接收,并将其还原至传输层以上供上层分析。由于该工具的开源性及良好的可扩展性结构, 经过很多人的二次开发已经可以支持五百多种协议, 完全能够胜任网络协议分析课程教学的需要, 为学生提供一个动手实践验证所学的知识、分析和设计新的网络协议的实验环境。

3 结束语

通过对“网络协议分析”课程教学和实践教学改革进行探讨，针对课程自身的知识结构和学生学习的实际情况，从教学内容和方法以及实践环节等几个方面进行摸索和创新，提高学生学习该课程的兴趣，促进该课程教学质量的提升。网络协议相关的知识更新很快，要求我们与时俱进，不断深化该课程的教学改革，以保证良好的教学效果。

[1]杨延双，张建标，王全民.TCP/IP协议分析及应用[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]W.Richard Stevens.TCP/IP Illustrated Volume II: The Implementation [M].北京：机械工业出版社，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

新世纪广西高等教育教学改革工程项目，编号为No.2012JGA101

许华杰(1974－),男,博士, 讲师,研究领域为无线网络、移动计算;

胡小明(1978－),女, 博士, 讲师，研究方向为信息安全和网络安全；

莫春兰(1976－),女, 博士, 副教授，研究方向为内燃机燃烧与排放控制。

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