基于网络协议仿真软件的实验教学系统的建设

　　计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合的新技术领域.计算机网络课程是高校电气信息类和计算机类专业的重点课程，在整个专业建设和课程体系中占据重要地位。但目前高校在实验教学实施过程中还存在以下问题：1)原理、概念多，涉及很多协议和算法，传统教学模式不适合讲授抽象的网络知识;2)缺少必要的实验设备使网络教学缺乏实践操作;像交换机、路由器、网络协议分析仪等实验设备比较昂贵，而且更新换代速度也快，条件相对较差的学校买不起。教师和学生都难以更新和追踪最新网络技术，满足不了课程对学生知识、技术和研究能力方面的培养需求，不利于培养高层次的计算机网络人才;3)网络知识培训无法深入，学生无法准确地通过实验亲自动手来理解和掌握网络的概念以及协议的动态运行过程。

　　为此，某高校计算机学院采用基于网络协议仿真软件的实验教学系统作为讲授计算机网络实验课程的平台，特别是为讲授TCP/IP协议族，提供了一套可视化的实践教学平台。借助此系统还可讲授网络程序设计、网络攻防和故障性能分析等相关知识。将网络协议仿真教学系统运用到计算机网络实验课程教学中，通过对各种数据帧的灵活编辑、仿真发送、捕获解析和会话分析，学生可以直观地看到网络协议的行为，了解各种环境或因素对网络的影响，将抽象的网络概念形象化，把枯燥的网络原理具体化，从而深入地理解和掌握网络协议的内部原理和运行机制。

　　1 仿真教学系统的组成和主要功能

　　1.1 系统组成和工作原理

　　基于网络协议仿真软件的实验教学系统由硬件、软件、实验教材和教学课件组成，具有良好的扩展性，可以根据实验室规模灵活配置。

　　硬件系统主要包括主控中心平台和数据采集器。硬件系统支撑网络互联，并提供各种网络应用服务，利用智能网络设备，可根据实验需要快速切换网络拓扑结构。

　　软件系统主要由仿真编辑器和协议分析器组成。仿真编辑器可以仿真各种网络协议，编辑和发送各种协议数据包，并提供多种实用性网络工具。协议分析器可以捕获和分析网络中各种协议数据包，并能够灵活地提取各种网络行为。

　　教学课件针对每个实验设计教学课件，从理论基础、实验说明、实验原理、网络结构和实验步骤、思考问题、实验需求、实验提示等方面对实验内容进行详尽说明，对于难以理解的内容提供动画演示，辅助学生完成实验课程。

　　某高校计算机学院基于网络协议仿真软件的实验教学系统实验室配置为：一个主控中心平台，30个数据采集器，30套仿真编辑器软件和30套协议分析器软件;与60台PC机组成30个实验单元组，可满足60个学生同时实验。每个实验单元组由一个数据采集器、一台装有仿真编辑器软件的PC机和一台装有协议分析器软件的PC机组成，组内实验或全网实验通过数据采集器的切换开关来控制，实验单元组成图如图1所示。