摘要：本文分析了计算机网络基础实践课程实施的制约因素，引入Wireshark和Cisco Packet Tracer软件解决计算机网络基础实践课程实验少、实践难的问题。通过具体实践案例的设计、实施过程的描述、实施效果的分析，探讨上述两款可视化软件对培养实践能力强、理论知识扎实的复合型技术技能人才的作用。
关键词：网络基础;wireshark;Cisco Packet Tracer;
计算机网络基础课程是高职院校信息安全与管理、计算机网络技术、计算机应用技术、计算机信息管理等专业必修的一门专业基础课程，该课程的实践项目主要包括：双绞线的制作与测试，小型局域网组建与测试，网络常用工具及命令的使用等，实践项目总体来说不成体系。其主要原因除了课程工作任务不够清晰明了外，实验设备不足是制约实训课程有效开展的主要原因，导致学生对于相关知识及技能的掌握比较零散，不能解决实际的网络问题。
1 可视化软件的引入
1.1 wireshark软件
wireshark是目前非常流行的一种网络封包分析软件，可以截取各种网络封包，显示网络封包的详细信息，功能十分强大，而且属于开源软件，使用方便。在计算机网络基础教学中引入Wireshark，其可视化的图形界面，可以帮助学生直观的了解网络体系结构，网络协议的结构、报文内容、数据传输过程等，提高学生对网络基础知识的理解。
1.2 Cisco Packet Tracer软件
Cisco Packet Tracer是思科的一种网络及信息控制设备模拟器，能够模拟计算机网络硬件的构建和软件的相关配置，其可视化环境可轻松完成各种网络环境的搭建，网络基础课程的不同实验需要不同类型的设备。比如各种服务器配置，包括DNS服务器、DHCP服务器等，比如二层交换机、三层交换机、各种路由器等。不同型号其参数配置、面板构成都有所不同，引入Cisco Packet Tracer进行网络基础实践教学，可以有效解决设备资源的紧缺，同时避免设备损耗等问题，让学生最大限度接触各类网络设备，构搭建网络环境。
2 wireshark实践案例——基于TCP的网站访问通信分析
2.1 实验工具
wireshark软件。
2.2 实验实施过程
在本地实际网络中，使用Wireshark软件抓取TCP数据，抓捕过滤条件为TCP。选择任意一组TCP报文，分析其数据格式。
2.2.1 TCP连接建立过程
图1是抓取到的TCP报文。
(1)观察图1,No1报文段、No4报文段、No5报文段显示的就是TCP三次握手的过程。
(2)No1报文段中主机192.168.43.237向服务器111.7.68.71发起连接请求，此时TCP报文首部标志位为[SYN]，该报文段即为SYN分组。如果成功建立连接，服务器进程将监听SYN分组所指示的IP地址和端口号。如果没有建立连接，SYN分组将不会应答。
(3)No4报文段中服务器111.7.68.71向主机192.168.43.237发送同意连接并确认报文，此时TCP报文首部标志位为[SYN,ACK]，该报文段即为SYNACK分组。
(4)No5报文段主机192.168.43.237向服务器111.7.68.71发送确认报文，此时TCP报文首部标志位为[ACK]，该报文段即为ACK分组。
2.2.2 序列号与确认号
(1)No1报文段中seq=0，表明此时客户端向服务器发送的是序列号为0的报文。No4报文段中服务器发回确认报文中同时包含(seq=0,Ack=1),seq=0表明服务器收到了客户端发送的序列号为0的报文，Ack=1即收到的客户机的序列号值加1，表明服务器希望下次客户端发送的数据的序号。No5报文段中客户端发回报文中同时包含(seq=1,Ack=1),seq=1表明此时客户端向服务器发送的是序列号为1的报文，Ack=1表明客户端希望下次服务器发送的数据的序号。
(2)Wireshark分组中显示的序列号是一个逻辑序号，所以所有的初始序号均为0，在实际使用中每个分组有不同的序列号，如图2所示。No1报文段中seq=0，在协议框中可以看到relative sequence number=0,sequence number=498360331，原始框中显示的值为“1d b4 60 0b”。
2.2.3 TCP连接关闭过程
(1)观察图3,No4692-4695报文段显示的就是TCP四次挥手的过程。
(2)No4692报文段客户端向服务器发起终止连接请求，此时TCP报文首部标志位为[FIN,ACK]。
(3)No4693报文段服务器确认收到该FIN报文，此时TCP报文首部标志位为[ACK]。
(4)No4694报文段服务器在确认收到FIN报文的同时也没有新的数据需要发送，所以同时发送FIN报文终止连接，此时TCP报文首部标志位为[FIN,ACK]。
(5)No4693报文段客户端确认收到该FIN报文，此时TCP报文首部标志位为[ACK]。
(6)通过数据交换双方确认，该TCP连接被关闭。
2.3 实验目的和效果分析
2.3.1 基于TCP的网站访问通信分析实验的设计目的
(1)本实验在wireshark软件环境下进行，对网络体系结构中各种协议、报文格式有一个比较直观的认识，解决理论知识比较抽象，不易理解等问题。
(2)通过实验熟悉wireshark软件，为后续课程打下基础。
2.3.2 本实验对于理论知识贯通的重要性
(1)使用wireshark软件分析TCP数据包可以加深TCP传输过程的理解，促进对数据传输过程中数据正确性、数据可靠性，流量控制等各种传输机制的认识。
(2)融汇贯通网络层、传输层基本知识。
3 Cisco Packet Tracer实践案例——设计并配置VLAN网络
3.1 实验环境
Cisco Packet Tracer 7.2。
3.2 实验设备
2950-24交换机1台、PC机4台、Console线1根、直通网线4根。
3.3 实验拓扑
VLAN划分拓扑结构如图4所示。
3.4 主要配置
3.5 部分实验结果
如表1所示。
3.6 实验目的和效果分析
3.6.1 配置VLAN网络实验的设计目的
(1)本实验在Cisco Packet Tracer 7.2模拟环境下进行，有效解决实验硬件设备不足且设备易损坏、真实环境易破坏等问题。
(2)VLAN技术属于局域网常用技术，属于信息安全与管理、计算机网络技术、计算机应用技术各专业的通用基础知识和技能。
(3)VLAN技术属于Web安全测试技能标准要求的基本知识和技能。
(4)通过实验熟悉交换机配置，为后续课程打下基础。
3.6.2 本实验对于理论知识贯通的重要性
(1)VLAN划分在实际网络工程中应用广泛，使用Cisco Packet Tracer设计及配置交换机可以促进学生对数据交换，VLAN技术、VLAN通信等理论知识的理解，增加IP地址、子网掩码、网关、端口等内容的理解和实际运用能力。
(2)融汇贯通数据链路层、网络层基本知识。
4 结语
引入Wireshark和Cisco Packet Tracer可视化软件进行教学，完成了各类计算机网络基础实验的实施。激发了学习兴趣，深化了知识理解，增强了动手能力，通过软件综合应用提升了将知识转化为解决实际问题的能力。
参考文献
[1]石艳,吴东,梁莉.Packet Tracer在计算机网络教学中的应用[J].教育现代化,2019(44):128-130.
[2] 黄雅晶.虚拟仿真实验在高校计算机类课程中的应用[J].大学教育,2018(2):54-55.
[3]朱洁,李滢,王江平等.计算机网络课程混合式教学探索与实践[J].计算机教育,2019(4):150-153.
[4]王平,丁小妹.应用技术型大学的《计算机网络》课程教学探索与改革[J].现代计算机,2020.12:106-109.
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