基于 TCP/IP 网络模型的计算机网络教学实验设计研究
为了让学生彻底理解网络模型和网络协议的关系 ,深入理解网络通信过程中
各协议的具体作用,总结了协议分析工具及有关教学平台的优点,从 TCP/IP 网络
模型出发,设计了一组基于 TCP/IP 通信的网络实验项目,完成了从应用层、传输
层、网络层到接入层封装的协议教学实验。该实验设计以数据封装过程为主线 ,
清晰地展示了计算机网络数据通信的详细过程,以及网络协议的功能及段格式,在
网络教学实践中,教学效果良好。
0 引言
在计算机科学与技术等相关专业中，计算机网络一直是重要的专业基础课
程，是信息安全、网络系统开发、互联网技术等课程的先导课程。在计算机网络
课程的教学实践中，网络协议一直是课程的重点和难点，抽象的课堂讲解学生无
法产生感性认识，很难理解，教学效果差。为了更好地加强对理论知识的理解，
各学校都开设了相应的计算机网络实验课程。在计算机网络实验课程中，许多学
校采用了专业的网络分析软件，但由于系统功能复杂，效果并不理想。
对于专业网络分析软件，虽然常常用于计算机网络实验教学，但由于软件系
统的目的不是实验教学，而是对网络实时监测和分析，导致捕获的数据复杂，需
要非常专业的分析才能够理解，大大增加了实验教学的难度。对于计算机网络实
验教学，其基本的教学目的是通过实验，让学生理解网络通信的整个过程，包括:
会话的建立和终止、数据封装、协议格式、窗口与流量
控制，这些概念构成计算机网络实验的核心内容。
根据计算机网络实验教学的目标定位，基于 TCP/IP 模型，对于每一层设计
了一组具体的网络实验项目，对于项目中的所用到的数据，我们通过专用的网络
分析软件和专业的计算机网络实验教学系统进行采集和整理。然后通过 Web 的
方式以网页的形式进行组织和展示，从而来演示详细的计算机网络通信过程。由
于数据不需要实时采集，可以设计得更加简洁清晰，以便于教学此外，采用 Web
页面的方式教学，可以不受实验环境的限制，学生可随时浏览，在教学实践中取
得了良好的教学效果。
2 计算机网络模型与网络协议
计算机网络模型是网络通信的理论基础，其分层结构对网络通信过程进行了
功能的划分和界定，几乎所有的计算机网络课程在内容的组织和讲解上都是以网
络模型的分层结构组织的。常用的计算机网络模型主要有开放系统互联参考模型
和 TCP/IP 模型，即:传输控制协议/互联网协议。
2.1 网络分层与 OSI 模型
OSI 模型是计算机网络的基础模划，在 OSI 参考模型中，共分为七层，从上
而下分别是:应用层，表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层.OSI
参考模型对网络进行了分层、并对耳一层的功能进行了定义。网络模型中每一层
的功能都是山相应的网络协议完成的。OSI 参考模型在发布的同时，也公布了相
应的一系列协议，而这些协议没有得到很好的发展。由于没有相应协议的支持，
因此，现在的 OSI 参考模型主要用于计算机网络的教学和对网络的理解、在实
际应用中，使用广泛的网络模型主要为 TCP/ IP 网络模型。
2.2 TCP/IP 模型与网络协议
OSI 参考模型很好地定义了网络各层的功能，但是缺少相应的网络协议支
持，使得该模型没有真正地在应用中被实现。在现代计算机网络中，特别是互联
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