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摘要：虽然计算机网络已经融入人们的生活中，但是人们只是看到的是一些双绞线和无线路由器，网络工作的原理其实非常抽象;学习计算机网络重点在于理解线路中传输的比特的涵义，而网络协议分析工具能够帮助人们看到这些比特，因此这些工具能够提升学习计算机网络工作原理的效率。
关键词：计算机网络;协议分析工具;数据链路层
1.计算机网络学习中遇到的问题
计算机网络已经成为人们生活的一部分，每个人都生活在计算机网络中，所以说人们对计算机网络可以说非常熟悉。这里需要指出的是人们只是计算机网络有模糊的概念，只是能看见了网线、交换机、路由器等硬件设备，其工作原理并不能直观的看到。如何把抽象的计算机工作原理直观的展现出来是一件非常困难的事情，如果只是看一些教材书籍来学习计算机网络，并不能很快的理解，因为不直观，是否学懂没有及时反馈，长此以往甚至丧失学习计算机网络的积极性。笔者当前担任程序语言教学工作，比如c语言教学中，每一步的深入学习，都能够有及时的反馈，学生很快能够知道自己是否掌握该知识点，这种学习过程类似于游戏过关，比较能够调动学生的学习积极性，如何能够把计算机网络的工作原理直观展现出来是一件值得研究的事情。
2.如何把抽象计算机工作原理展现出来
简单地说，计算机网络就是使用各种线路和设备把分散的计算机连接在一起就形成了计算机网络。信息在各个节点之间透过线路传递，具体传递的物理量可以是光也可以是电，当前的线路基本为数字线路，简单的说线路上传递就是比特，这些比特是具有特定的涵义。讲解计算机网络工作的一个重要工作就是对这些比特的涵义讲清楚，即能够掌握各种主要的计算机网络协议。这些比特可能淌在光纤线路中，也可能流淌在无线信道中，也可能流淌在双绞线线路中。如果没有一些网络协议分析工具的帮助，无法查看这些比特，讲解时只能按照教材的图表进行分析，这种分析是抽象的笼统的，即使有案例也是陈旧的例子，不能很好地吸引学生的注意力。例如讲解IP数据报时，IP报文首部的格式在教材中有明确的图表，教师在进行讲解结束后，学生对其感受并不是很强烈，因此，如果有一种网络协议分析工具可以直接把当前网络线路中流淌的比特流抓取到，并结合教材进行当场分析，还是能够引起学生的学习积极性。
当前网络协议分析工具还是比较多的，比如国内的科来软件，国外的Wireshark，OmniPeek，snifferpro等工具。这些工具各有一些特点，科来软件可以有全中文界面，更适合国人使用，有技术交流免费版，但是不开源。Wireshark是开源软件，同时功能更新比较及时，也支持中文界面，能够支持的协议非常多。
3.计算机网络中的学习中使用Wireshark的案例
在计算机网络教学中计算机网络体系结构是一个比较重要的概念，在没有协议分析工具帮助的情况下，学生对于网络分层的讲法比较模糊，借助工具学生可以直观的感受网络分层，封装和解封装等重要概念。图1为Wireshark捕获的Frame329分组，在数据链路层首部为14字节，网络层首部20字节，传输层首部20字节，应用层为422字节，总字节数量为14+20+20+422=476字节。通过这种具体的案例学生可以迅速理解网络分层的概念，从而为下一步的学习打下坚实的基础。
具体讲解协议数据单元时，也可以借助协议分析工具，在图1中对数据链路层14个字节进行了展开，可以明显的看出来目的物理地址为00：74：9C：81：30：1F，源物理地址为A4：1F：72：7E：A7：07，类型为0800。通过这种分析学生可以对以太网帧首部字段的劃分有非常清楚的了解。在课堂教学中，有条件的可以使用无线路由器建立局域网，让大家使用智能手机接入局域网，教师机可以捕获广播分组，然后让找出哪些分组对应着哪些同学的手机，根据笔者的教学经验，该方法可以激发学生对学习计算机网络的积极性。
www服务中，一个重要的应用层协议为HTTP，它的报文类别有两种，一种是请求报文，另一种为应答报文。在教材中都有H1TrP报文格式的图示，教材中的图示都是示意图，没有具体的数据在里面。如果仅仅观察示意图，还是不能够深入理解HTTP，可以通过图1中的实例来学习HTTP，比如HTTP报文采用的ASCII编码，在图1中明确的反应出来，首部行的结构分为方法、URL和版本。中间有空格分割，每一行还有换行加回车符。图1中4745 54代表GET，20代表空格，OD代表回车，0A代表换行。如果直接通过简单的示意图来说明HTTP，无法直观的展现，有了案例可以方便直观地说明这些知识点。需要说明的是，案例的获取是一件非常轻松的事情，而且最好是在课堂随堂获取，这样能够给学生带来亲近和新鲜感。
4.分析网络中存在问题
在计算机网络使用过程中会出现一系列的问题，如果没有网络协议分析工具的帮助，很难找到问题的根源，学习计算机网络可以学以致用，下面就日常生活中使用计算机网络出现的问题分析一下。
当网络出现故障的啥时候，首先检查网络连线是否正常，是否出现未连接情况。解决了物理连接问题，就可以分析高层问题，此时Wireshark可以提供很大的帮助。比如局域网中ARP欺骗问题，就可以使用分析工具找出源头。ARP欺骗问题又可以细分，可以是欺骗网关，也可能是欺骗局域网中的某一台主机。ARP欺骗问题的核心在于IP地址和物理地址的映射上出现了错误，比如电脑A对应的IP地址为IP_A，对应的物理地址为MAC_A，即IP_A和MAC_A是正确的映射，如果这个映射关系被破坏，网络就会出现问题，也就产生了ARP欺骗。解决的办法首先是发现问题，当然是通过收集网络中的数据传输帧，然后分析这种映射关系是否正确。计算机网络中的数据链路层协议数据单元首部中包含物理地址，IP首部中包含IP地址，可以观察得出IP地址和物理地址是否对应。
5.总结
计算机网络已经进入人们的日常生活，了解计算机网络的一些基本原理正在成为一部分人的基本需求，如何更好地学习和使用计算机网络，网络协议分析工具是一种重要的工具，它可以帮助人们更直观的了解计算机网络。
关键词：计算机网络;协议分析工具;数据链路层
1.计算机网络学习中遇到的问题
计算机网络已经成为人们生活的一部分，每个人都生活在计算机网络中，所以说人们对计算机网络可以说非常熟悉。这里需要指出的是人们只是计算机网络有模糊的概念，只是能看见了网线、交换机、路由器等硬件设备，其工作原理并不能直观的看到。如何把抽象的计算机工作原理直观的展现出来是一件非常困难的事情，如果只是看一些教材书籍来学习计算机网络，并不能很快的理解，因为不直观，是否学懂没有及时反馈，长此以往甚至丧失学习计算机网络的积极性。笔者当前担任程序语言教学工作，比如c语言教学中，每一步的深入学习，都能够有及时的反馈，学生很快能够知道自己是否掌握该知识点，这种学习过程类似于游戏过关，比较能够调动学生的学习积极性，如何能够把计算机网络的工作原理直观展现出来是一件值得研究的事情。
2.如何把抽象计算机工作原理展现出来
简单地说，计算机网络就是使用各种线路和设备把分散的计算机连接在一起就形成了计算机网络。信息在各个节点之间透过线路传递，具体传递的物理量可以是光也可以是电，当前的线路基本为数字线路，简单的说线路上传递就是比特，这些比特是具有特定的涵义。讲解计算机网络工作的一个重要工作就是对这些比特的涵义讲清楚，即能够掌握各种主要的计算机网络协议。这些比特可能淌在光纤线路中，也可能流淌在无线信道中，也可能流淌在双绞线线路中。如果没有一些网络协议分析工具的帮助，无法查看这些比特，讲解时只能按照教材的图表进行分析，这种分析是抽象的笼统的，即使有案例也是陈旧的例子，不能很好地吸引学生的注意力。例如讲解IP数据报时，IP报文首部的格式在教材中有明确的图表，教师在进行讲解结束后，学生对其感受并不是很强烈，因此，如果有一种网络协议分析工具可以直接把当前网络线路中流淌的比特流抓取到，并结合教材进行当场分析，还是能够引起学生的学习积极性。
当前网络协议分析工具还是比较多的，比如国内的科来软件，国外的Wireshark，OmniPeek，snifferpro等工具。这些工具各有一些特点，科来软件可以有全中文界面，更适合国人使用，有技术交流免费版，但是不开源。Wireshark是开源软件，同时功能更新比较及时，也支持中文界面，能够支持的协议非常多。
3.计算机网络中的学习中使用Wireshark的案例
在计算机网络教学中计算机网络体系结构是一个比较重要的概念，在没有协议分析工具帮助的情况下，学生对于网络分层的讲法比较模糊，借助工具学生可以直观的感受网络分层，封装和解封装等重要概念。图1为Wireshark捕获的Frame329分组，在数据链路层首部为14字节，网络层首部20字节，传输层首部20字节，应用层为422字节，总字节数量为14+20+20+422=476字节。通过这种具体的案例学生可以迅速理解网络分层的概念，从而为下一步的学习打下坚实的基础。
具体讲解协议数据单元时，也可以借助协议分析工具，在图1中对数据链路层14个字节进行了展开，可以明显的看出来目的物理地址为00：74：9C：81：30：1F，源物理地址为A4：1F：72：7E：A7：07，类型为0800。通过这种分析学生可以对以太网帧首部字段的劃分有非常清楚的了解。在课堂教学中，有条件的可以使用无线路由器建立局域网，让大家使用智能手机接入局域网，教师机可以捕获广播分组，然后让找出哪些分组对应着哪些同学的手机，根据笔者的教学经验，该方法可以激发学生对学习计算机网络的积极性。
www服务中，一个重要的应用层协议为HTTP，它的报文类别有两种，一种是请求报文，另一种为应答报文。在教材中都有H1TrP报文格式的图示，教材中的图示都是示意图，没有具体的数据在里面。如果仅仅观察示意图，还是不能够深入理解HTTP，可以通过图1中的实例来学习HTTP，比如HTTP报文采用的ASCII编码，在图1中明确的反应出来，首部行的结构分为方法、URL和版本。中间有空格分割，每一行还有换行加回车符。图1中4745 54代表GET，20代表空格，OD代表回车，0A代表换行。如果直接通过简单的示意图来说明HTTP，无法直观的展现，有了案例可以方便直观地说明这些知识点。需要说明的是，案例的获取是一件非常轻松的事情，而且最好是在课堂随堂获取，这样能够给学生带来亲近和新鲜感。
4.分析网络中存在问题
在计算机网络使用过程中会出现一系列的问题，如果没有网络协议分析工具的帮助，很难找到问题的根源，学习计算机网络可以学以致用，下面就日常生活中使用计算机网络出现的问题分析一下。
当网络出现故障的啥时候，首先检查网络连线是否正常，是否出现未连接情况。解决了物理连接问题，就可以分析高层问题，此时Wireshark可以提供很大的帮助。比如局域网中ARP欺骗问题，就可以使用分析工具找出源头。ARP欺骗问题又可以细分，可以是欺骗网关，也可能是欺骗局域网中的某一台主机。ARP欺骗问题的核心在于IP地址和物理地址的映射上出现了错误，比如电脑A对应的IP地址为IP_A，对应的物理地址为MAC_A，即IP_A和MAC_A是正确的映射，如果这个映射关系被破坏，网络就会出现问题，也就产生了ARP欺骗。解决的办法首先是发现问题，当然是通过收集网络中的数据传输帧，然后分析这种映射关系是否正确。计算机网络中的数据链路层协议数据单元首部中包含物理地址，IP首部中包含IP地址，可以观察得出IP地址和物理地址是否对应。
5.总结
计算机网络已经进入人们的日常生活，了解计算机网络的一些基本原理正在成为一部分人的基本需求，如何更好地学习和使用计算机网络，网络协议分析工具是一种重要的工具，它可以帮助人们更直观的了解计算机网络。