IRIS软件用于计算机网络实验教学的实践探究

　　中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）09-0166-02

　　计算机网络课程在高校计算机相关专业的整个课程中占有及其重要的地位，由于它的概念抽象难于理解，因此，必须辅助性的加以实验课程教学，才能使学生较好地理解计算机网络课程的难点重点内容。在实验课程中，教师通过设计实验操作，学生在教师的引领下自主操作练习，使学生能够对计算机网络理论知识有更进一步的了解。IRIS软件是一款优秀的网络流量分析检测工具，在计算机网络实验课程教学中引入IRIS软件能够使学生直观明了的掌握IRIS软件工作的原理，激发学生的学习兴趣，能够将所学的理论知识应用于日后的工作实践中去，对判断和解决网络故障能够起到很大的帮助。

　　1 IRIS软件简介

　　IRIS（Iris Network Traffic Analyzer）是由著名的网络安全公司Eeye Digital Security研发的一款被广泛应用到网络通讯分析和嗅探的工具。它主要用来帮助管理人员轻易地可以捕捉并且查看近处网络的所有数据包，并且可以根据数据包来进行分析和解码，生产出多种多样的统计图表，进而探测本机的端口位置和网络的使用情况，从而有效地管理网络通讯。

　　2 计算机网络实验教学的特点

　　作为高校计算机相关专业的学生，计算机网络是必修的专业基础课程，但是由于该门课程的应用性、实践性、实用性远远超过其他一些专业的计算机选修课程，使得越来越多的非计算机专业的学生都选修计算机网络，希望通过实验课程的上机演练，能够将所学知识应用到实践生活工作中去，因而，计算机网络课程能够培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。相对于其他偏文科类课程，计算机网络课程有些概念会比较抽象，难以理解，如果单靠教师课堂讲授理论知识是难以达到预期的教学效果的，因此，需要通过实验可能上机操作演练才能消化难以理解的抽象概念。通过计算机网络实验教学课程分为五个部分：熟悉网络操作系统、制作网线、IP地址的规划与配置、WEB/FTP服务器的安装及简单配置、常用网络工具的使用等[2]。

　　3 计算机网络实验教学中引入IRIS软件的必要性

　　IRIS软件是一款优秀的网络流量分析监测工具，在实验教学过程中引入IRIS软件不仅可以增强教学效率同时也可以增强师生之间的交互性增加课堂趣味性，从而有利于学生理解和掌握抽象的理论知识。但是传统的理论教学，重点难点理论知识学生难以理解掌握，因此达不到教学的效果，主要表现在以下两个方面：

　　3.1 理论抽象难懂，缺乏必要的实践操作能力

　　计算机网络教学中存在很多抽象概念，例如：网络体系结构，对于教师来讲，很难用语言来描述这种网络体系结构的具体的框架内容，一般是需要利用TCP/IP或者OSI模型的层次结构来分层分析网络通信过程，学生通过观看，认识网络传输数据如何分层进行数据封装、拆分以及传输的过程，但是这种观看图解的方式，不能使学生对整个传输过程有一个感性形象的认识，因此也更不可能真正理解网络通信过程，更不可能理解更为抽象的数据在通信过程中的具体格式。因此，利用传统的模型讲解理论的方法，是不能达到理想的教学效果，但是IRIS软件的引入，正好弥补了模型的不足，在实验课程中，学生不再只是通过观看，而是可以具体操作，模拟整个传输过程，从而能够对网络协议的内容有一个更为感性的认识[3]。

　　3.2 大多数的计算机网络教材对网络协议的应用缺乏系统性分析

　　目前市面上的主流的高校计算机网络教材的内容体系，往往是按照计算机网络体系的结构来进行分层介绍的，每一层的具体协议只是简简单单的介绍网络协议的基本原理以及功能，并没有附加一定的实践操作的具体案例，并且也没有系统地将每层协议整合，因而缺乏系统性和实践性。出现这一现象的原因就是，在计算机网络教学没有引入IRIS软件之前，没有搭建具体真实的网络环境平台供学生演示，因此，在计算机网络实验教学中引入IRIS软件的重要性不言而喻[4]。

　　4 IRIS软件在计算机网络实验教学中的应用

　　学生第一次在计算机网络实验课程中使用IRIS软件时，首先需要他们自行安装IRIS软件，这是学会使用IRIS软件的第一步。安装完成以后，正常启动IRIS软件，点击软件上方的捕获按钮，IRIS软件后台就自行开始对网络数据包进行捕获。在捕获的过程中，教师要随时讲解可以存在的问题，同时也要提示哪些操作可能会出现不能的情况。例如，教师要告诉学生，IRIS软件在进行捕获数据包时，如果不对过滤器进行设置，IRIS软件将会对所有经过本机的网络数据包进行捕获，如果设置了过滤器，则只是对设置的特定数据包进行捕获。

　　4.1 IRIS软件应用于计算机网络实验教学中的案例分析

　　案例一：TCP建立连接的三次握手

　　实验设备是局域网内的两台主机，从第一行的数据我们可以看到一台主机192.168.1.102向另一台主机58.61.33.32正在发起TCP连接请求，此时，参数SYN=1，SEQ=2137685470，这是TCP连接过程中的第一次握手。从第二行数据我们可以看出，一台主机58.61.33.32正在对另一台主机192.168.1.102的连接请求做出应答，此时参数ACK=1，SYN=1，这是TCP连接过程中的第二次握手。从第三行数据中我们可以看出，一台主机192.168.1.102正在对另一台主机58.61.33.32进行同步确认，此时，参数ACK=1，SEQ=2319632053，这是TCP连接过程中的第三次握手。通过这三次握手的方式使两台主机之间TCP连接建立起来。通过学生实验课程的演练加上教师对数据结果的讲解分析，能够使学生直观清晰形象地理解TCP的连接过程[5]。 　　案例二：IP数据包的格式与分片

　　IP数据包的格式也是计算机网络课程的一个重要内容，其理论抽象难懂，因此，该实验课程重在让学生理解IP协议的作用以及IP数据包分片的过程。同样，先启动IRIS软件，按下IRIS工具栏中的开始捕获按钮，执行PING 192.168.1.22-1 4000命令捕获数据包，如图2所示。

　　对于在发送终端的每一份数据报来讲，标识的字段都且仅仅包含唯一的一个值。这个值在进行数据报的分片的同时应该被复制到每一个片中。并且标识的字段可以采用其中的一个数位来展示更多的片。出去最后一个，其他的每一个数据报的组成部分都应该把比特放置于位置1。片偏移指的就是该片字段偏移到原始数据开始的地方。此外，数据报被分片了之后，每个片的长度都应该变成该片的长度值。最后，在该标志的字段中有一个“不分片”的位置。如果我们将这个比特的位置设为1，那么将会出现IP不对数据进行分片的情况。相反的，如果我们把数据丢弃掉并且发送一个ICMP差错报交给其实端。那么我们当IP数据被分片了之后，每一片都将成为一个新的分组，并且具有自己的IP首，并且会出现在选择路由的时候与其他的分组独立的情况。所以，数据报的这些片到达了目的端就可能会出现失序的情况，但是在IP首部则会有足够的信息让接收端可以正确的将这些数据报片进行组装。

　　在该案例中，由于IRIS软件使用了PINK 192.168.1.22-1 4000指令，ICMP报文携带了4000个字节的数据，加上ICMP首部和IP的首部已经超过了数据连接层协议的最大传送单元，因此，必须将过长的数据包进行分片才能继续在网络上传送。根据图3可以看出，该IP数据包被分成了三片。

　　4.2 IRIS软件应用与计算机网络实验教学的教学成果

　　在计算机网络实验教学中，同学们通过实验课程的亲自上机演练，自己安装并配置使用IRIS软件，捕获了很多数据包。然后根据理论课中老师讲的知识，同学们可以对捕获的数据包进行深入的分析研究，从而对网络协议以及各种指令有一个深入的了解，并且对网络通信过程也有一个感性的直观地认识，从而激发了学生对学习计算机网络课程的兴趣，不再因为理论的抽象难懂而逃避学习。

　　5 结语

　　通过对IRIS软件在计算机网络实验教学中的案例研究分析，同学们亲自安装操作软件，捕获数据包，对学生使一种挑战，激发了学生的学习欲望，也对IRIS软件有了更深入的了解。同时，IRIS软件在实验教学中的应用很广泛灵活，形式多样，教师应该充分利用该软件，将计算机软件网络的抽象理论教学变成一种生动形象的实践演练。因此，加强对网络管理和实践的教学仍然是一件值得探讨的课题。

本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jiaoyulunwen/xueqianjiaoyu/222050.html