IRIS軟件用于計算機網絡實驗教學的實踐探究論文

　　計算機軟件課的理論知識抽象難懂，使得實驗教學必須加以輔助。IRIS軟件是一款優秀的嗅探工具，能夠很好地監控和分析數據包。本文主要探究IRIS軟件在計算機網絡實驗教學中的應用，幫助學生自主利用軟件理解網絡體系結構、數據在網絡中的傳輸、IP協議分片等抽象復雜的概念，目的是增加學生對網絡學習的興趣，真正理解計算機網絡課程中重要的理論知識，并且能將所學知識運用到實踐當中，解決網絡故障問題。

　　計算機網絡課程在高校計算機相關專業的整個課程中占有及其重要的地位，由于它的概念抽象難于理解，因此，必須輔助性的加以實驗課程教學，才能使學生較好地理解計算機網絡課程的難點重點內容。在實驗課程中，教師通過設計實驗操作，學生在教師的引領下自主操作練習，使學生能夠對計算機網絡理論知識有更進一步的了解。IRIS軟件是一款優秀的網絡流量分析檢測工具，在計算機網絡實驗課程教學中引入IRIS軟件能夠使學生直觀明了的掌握IRIS軟件工作的原理，激發學生的學習興趣，能夠將所學的理論知識應用于日后的工作實踐中去，對判斷和解決網絡故障能夠起到很大的幫助。

　　1 IRIS軟件簡介

　　IRIS(Iris Network Traffic Analyzer)是由著名的網絡安全公司Eeye Digital Security研發的一款被廣泛應用到網絡通訊分析和嗅探的工具。它主要用來幫助管理人員輕易地可以捕捉并且查看近處網絡的所有數據包，并且可以根據數據包來進行分析和解碼，生產出多種多樣的統計圖表，進而探測本機的端口位置和網絡的使用情況，從而有效地管理網絡通訊。

　　2 計算機網絡實驗教學的特點

　　作為高校計算機相關專業的學生，計算機網絡是必修的專業基礎課程，但是由于該門課程的應用性、實踐性、實用性遠遠超過其他一些專業的計算機選修課程，使得越來越多的非計算機專業的學生都選修計算機網絡，希望通過實驗課程的上機演練，能夠將所學知識應用到實踐生活工作中去，因而，計算機網絡課程能夠培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。相對于其他偏文科類課程，計算機網絡課程有些概念會比較抽象，難以理解，如果單靠教師課堂講授理論知識是難以達到預期的教學效果的，因此，需要通過實驗可能上機操作演練才能消化難以理解的抽象概念。通過計算機網絡實驗教學課程分為五個部分：熟悉網絡操作系統、制作網線、IP地址的規劃與配置、WEB/FTP服務器的安裝及簡單配置、常用網絡工具的使用等[2]。

　　3 計算機網絡實驗教學中引入IRIS軟件的必要性

　　IRIS軟件是一款優秀的網絡流量分析監測工具，在實驗教學過程中引入IRIS軟件不僅可以增強教學效率同時也可以增強師生之間的交互性增加課堂趣味性，從而有利于學生理解和掌握抽象的理論知識。但是傳統的理論教學，重點難點理論知識學生難以理解掌握，因此達不到教學的效果，主要表現在以下兩個方面：

　　3.1 理論抽象難懂，缺乏必要的實踐操作能力

　　計算機網絡教學中存在很多抽象概念，例如：網絡體系結構，對于教師來講，很難用語言來描述這種網絡體系結構的具體的框架內容，一般是需要利用 TCP/IP或者OSI模型的層次結構來分層分析網絡通信過程，學生通過觀看，認識網絡傳輸數據如何分層進行數據封裝、拆分以及傳輸的過程，但是這種觀看圖解的方式，不能使學生對整個傳輸過程有一個感性形象的認識，因此也更不可能真正理解網絡通信過程，更不可能理解更為抽象的數據在通信過程中的具體格式。因此，利用傳統的模型講解理論的方法，是不能達到理想的教學效果，但是IRIS軟件的引入，正好彌補了模型的不足，在實驗課程中，學生不再只是通過觀看，而是可以具體操作，模擬整個傳輸過程，從而能夠對網絡協議的內容有一個更為感性的認識[3]。

　　3.2 大多數的計算機網絡教材對網絡協議的應用缺乏系統性分析

　　目前市面上的主流的高校計算機網絡教材的內容體系，往往是按照計算機網絡體系的結構來進行分層介紹的，每一層的具體協議只是簡簡單單的介紹網絡協議的基本原理以及功能，并沒有附加一定的實踐操作的具體案例，并且也沒有系統地將每層協議整合，因而缺乏系統性和實踐性。出現這一現象的原因就是，在計算機網絡教學沒有引入IRIS軟件之前，沒有搭建具體真實的網絡環境平臺供學生演示，因此，在計算機網絡實驗教學中引入IRIS軟件的重要性不言而喻 [4]。

　　4 IRIS軟件在計算機網絡實驗教學中的應用

　　學生第一次在計算機網絡實驗課程中使用IRIS軟件時，首先需要他們自行安裝IRIS軟件，這是學會使用IRIS軟件的第一步。安裝完成以后，正常啟動IRIS軟件，點擊軟件上方的捕獲按鈕，IRIS軟件后臺就自行開始對網絡數據包進行捕獲。在捕獲的過程中，教師要隨時講解可以存在的問題，同時也要提示哪些操作可能會出現不能的情況。例如，教師要告訴學生，IRIS軟件在進行捕獲數據包時，如果不對過濾器進行設置，IRIS軟件將會對所有經過本機的網絡數據包進行捕獲，如果設置了過濾器，則只是對設置的特定數據包進行捕獲。

　　4.1 IRIS軟件應用于計算機網絡實驗教學中的案例分析

　　案例一：TCP建立連接的三次握手

　　實驗設備是局域網內的兩臺主機，從第一行的數據我們可以看到一臺主機192.168.1.102向另一臺主機58.61.33.32正在發起 TCP連接請求，此時，參數SYN=1，SEQ=2137685470，這是TCP連接過程中的第一次握手。從第二行數據我們可以看出，一臺主機 58.61.33.32正在對另一臺主機192.168.1.102的連接請求做出應答，此時參數ACK=1，SYN=1，這是TCP連接過程中的第二次握手。從第三行數據中我們可以看出，一臺主機192.168.1.102正在對另一臺主機58.61.33.32進行同步確認，此時，參數 ACK=1，SEQ=2319632053，這是TCP連接過程中的第三次握手。通過這三次握手的方式使兩臺主機之間TCP連接建立起來。通過學生實驗課程的演練加上教師對數據結果的講解分析，能夠使學生直觀清晰形象地理解TCP的連接過程[5]。

　　案例二：IP數據包的格式與分片

　　IP數據包的格式也是計算機網絡課程的一個重要內容，其理論抽象難懂，因此，該實驗課程重在讓學生理解IP協議的作用以及IP數據包分片的過程。同樣，先啟動IRIS軟件，按下IRIS工具欄中的開始捕獲按鈕，執行PING 192.168.1.22-1 4000命令捕獲數據包，如圖2所示。

　　對于在發送終端的每一份數據報來講，標識的字段都且僅僅包含唯一的一個值。這個值在進行數據報的分片的同時應該被復制到每一個片中。并且標識的字段可以采用其中的一個數位來展示更多的片。出去最后一個，其他的每一個數據報的組成部分都應該把比特放置于位置1。片偏移指的就是該片字段偏移到原始數據開始的地方。此外，數據報被分片了之后，每個片的長度都應該變成該片的長度值。最后，在該標志的字段中有一個“不分片”的位置。如果我們將這個比特的位置設為1，那么將會出現IP不對數據進行分片的情況。相反的，如果我們把數據丟棄掉并且發送一個ICMP差錯報交給其實端。那么我們當IP數據被分片了之后，每一片都將成為一個新的分組，并且具有自己的IP首，并且會出現在選擇路由的時候與其他的分組獨立的情況。所以，數據報的這些片到達了目的端就可能會出現失序的情況，但是在IP首部則會有足夠的信息讓接收端可以正確的將這些數據報片進行組裝。

　　在該案例中，由于IRIS軟件使用了PINK 192.168.1.22-1 4000指令，ICMP報文攜帶了4000個字節的數據，加上ICMP首部和IP的首部已經超過了數據連接層協議的最大傳送單元，因此，必須將過長的數據包進行分片才能繼續在網絡上傳送。根據圖3可以看出，該IP數據包被分成了三片。

　　4.2 IRIS軟件應用與計算機網絡實驗教學的教學成果

　　在計算機網絡實驗教學中，同學們通過實驗課程的親自上機演練，自己安裝并配置使用IRIS軟件，捕獲了很多數據包。然后根據理論課中老師講的知識，同學們可以對捕獲的數據包進行深入的分析研究，從而對網絡協議以及各種指令有一個深入的了解，并且對網絡通信過程也有一個感性的直觀地認識，從而激發了學生對學習計算機網絡課程的興趣，不再因為理論的抽象難懂而逃避學習。

　　5 結語

　　通過對IRIS軟件在計算機網絡實驗教學中的案例研究分析，同學們親自安裝操作軟件，捕獲數據包，對學生使一種挑戰，激發了學生的學習欲望，也對IRIS軟件有了更深入的了解。同時，IRIS軟件在實驗教學中的應用很廣泛靈活，形式多樣，教師應該充分利用該軟件，將計算機軟件網絡的抽象理論教學變成一種生動形象的實踐演練。因此，加強對網絡管理和實踐的教學仍然是一件值得探討的課題。

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