TCPIP协议分析实验教学大纲

《网络协议分析与设计》实验教学大纲一、课程中文名称：网络协议分析与设计（Network Protocol Analysis and Design）二、课程编码：********三、课程目标和基本要求：本课程是网络工程本科专业的专业课。

其研究对象是Internet所使用的TCP/IP协议族中的常用协议。

《网络协议分析与设计》是计算机科学与技术专业的一门专业必修课程。

本课程通过协议分析软件在网络中发送、捕获并分析TCP/IP协议族各种协议的报文来研究TCP/IP协议的工作原理、报文格式及报文交换次序等，从而掌握网络协议的原理、体系结构及常用协议，了解这些协议在不同环境下的操作过程，以及它们的协同工作过程，使学生能深入理解Internet的工作原理。

通过本课程的实验，对实际网络中传送的数据包进行捕获和分析，从而达到如下教学要求：（1）巩固和加深对计算机网络与通信原理的理解；（2）掌握TCP/IP协议的原理及体系结构；（3）了解TCP/IP协议族中常用协议的报文结构及其协同过程；（4）培养学生严谨的科学态度，严肃认真的工作作风。

四、课程总学时： 50 学时(严格按教学计划时数)[理论： 32 学时；实验： 18 学时]五、课程总学分: 2.5 学分(严格按教学计划学分)六、适用专业和年级：网络工程/三年级七、实验项目汇总表：八、大纲内容：实验一ARP地址解析协议分析[实验目的和要求]1、掌握ARP协议的作用和工作过程2、掌握ARP报文的格式及封装3、了解ARP命令的使用[实验内容]1、捕获并分析从网络上捕获的ARP请求和响应报文2、构造并发送ARP请求报文，然后捕获并分析其响应报文[主要实验仪器与器材]1、联网并运行SimpleNPTS软件的PC机。

实验二ICMP协议分析[实验目的和要求]1、掌握IP数据报的格式和封装2、掌握ICMP协议的作用和工作过程3、掌握ICMP报文的格式及封装4、了解PING、NETSTA T、TRACERT等命令的使用[实验内容]1、使用ping命令发送ICMP ECHO请求报文，同时使用协议分析软件捕获并分析从网络上捕获的ICMP请求和响应报文2、构造并发送ICMP ECHO请求报文，然后捕获并分析其响应报文。

TCP/IP协议深入分析课程设计一、课程简介TCP/IP协议是计算机网络中最为重要的网络协议之一。

本课程旨在帮助学员深入了解TCP/IP协议的工作原理和实现机制，掌握网络编程中常用的Socket编程模型，并通过课程设计与实验等形式，帮助学员更好地掌握TCP/IP协议的应用。

二、课程大纲1.TCP/IP协议基础–TCP/IP协议体系结构–IP地址与子网掩码–网络层协议（如ICMP、ARP）–传输层协议（如TCP、UDP）2.Socket编程基础–Socket编程基础概念–套接字(Socket)编程模型–TCP套接字编程中的客户端和服务端模型–UDP套接字编程中的客户端和服务端模型3.TCP协议详述–TCP协议的概述–三次握手与四次挥手过程–TCP拥塞控制与流量控制–TCP协议的可靠传输机制–TCP协议的重传机制4.UDP协议详述–UDP协议的概述–UDP协议的特点与优点–使用UDP协议时需要注意的问题–实际应用中的UDP协议案例5.课程设计项目–需求分析与设计–实现TCP/IP协议相关的套接字编程–进行测试与性能评估三、课程设计要求1.学员需要采用C/C++语言开发TCP/IP协议相关的套接字编程，并在Linux平台上进行测试和性能评估。

2.课程设计项目重点考察学员对TCP/IP协议的理解能力以及Socket编程能力。

因此，在实现过程中，学员需要注意以下方面：–提高代码的可读性与可维护性；–做好错误处理与边界处理工作；–实现完整的客户端和服务端模型，并在实际应用中进行测试；–根据实际应用的需求，适当优化程序性能。

3.学员需要分成小组进行课程设计，每个小组的成员需要合理分工，完成项目的设计、开发、测试，以及撰写项目报告等任务。

四、参考资料1.计算机网络：自顶向下方法（第七版）；2.UNIX网络编程（卷一）：套接字联网API（第三版）；3.TCP/IP详解（卷一）：协议（第二版）；4.Beej’s Guide to Network Programming；5.libcurl官方文档；课程设计是为了帮助学员将本课程学到的理论知识应用到实际场景中，提高其实践能力和解决问题的能力。

tcpip协议解析教学设计TCP/IP协议解析教学设计一、前言网络技术在现代社会中的重要性日益增强，而TCP/IP协议作为互联网的基础协议，是任何网络工程师都必须掌握的核心知识。

本篇教学设计旨在通过对TCP/IP协议的解析，帮助学生深入理解协议的原理和实用性，培养其网络技术应用能力。

二、教学目标1. 了解TCP/IP协议的基本概念和发展历史；2. 掌握TCP/IP协议的分层结构和各层的功能；3. 理解TCP/IP协议中重要的协议和机制；4. 能够通过实例分析、解析和调试TCP/IP通信过程；5. 培养学生的网络技术应用能力和问题解决能力。

三、教学内容1. TCP/IP协议的基本概念和发展历史a. TCP/IP协议的定义和作用b. TCP/IP协议的发展历程及其在互联网中的地位2. TCP/IP协议的分层结构和各层功能a. TCP/IP协议的分层结构b. 应用层、传输层、网络层和数据链路层的功能和特点3. TCP/IP协议中重要的协议和机制a. HTTP协议和其工作原理b. DNS协议和域名解析过程c. TCP协议和UDP协议的对比与应用场景d. IP地址和子网掩码的计算与应用e. 路由选择算法和路由协议的基本原理四、教学方法1. 授课讲解结合案例分析：通过教师的讲解，结合实际案例和示意图，解析TCP/IP协议的各个层次的工作过程和相互关系，并引导学生进行思考和讨论。

2. 实验操作和调试实例：提供一些实验环境和实际网络通信情境，引导学生进行TCP/IP通信过程的实验操作和调试，加深对协议的理解和掌握。

3. 小组合作学习：将学生分成小组或伙伴，组织小组或伙伴间讨论和合作解决与TCP/IP协议相关的问题。

通过小组合作学习，促进学生的互动和合作能力。

五、教学评价1. 课堂提问：课堂上随机提问学生，了解学生对TCP/IP协议的理解和掌握情况。

提取一些典型问题和错误理解进行解答和讲解，帮助学生纠正错误，巩固知识。

《TCI/IP协议》课程教学规范课程编号：b1008105 学时（理论/实验）：30（30/0）课程性质：专业限选课学分：2适用专业：网络工程第一部分教学基本要求一、课程性质和任务“TCP/IP协议”是计算机网络工程专业的一门专业技术选修课程，也是计算机网络工程专业的重要专业课程之一。

通过这门课程的学习，要使学生系统的获得TCP/IP协议族的基础理论和对最常用的一些协议的掌握。

培养学生对网络的实用性和系统性的注重，学会许多网络系统协议方面的知识与技巧，从抽象的概念和深奥的知识中提炼出适合当前TCP/IP 网络协议的系统性。

提高学生分析问题的理论基础，解决实际问题的动手能力，能够在解决一般网络设计中的问题的基础上对一些涉及到网络各层次的协议内核问题有一定的解决办法，同时为后续网络课程以及将来进一步对计算机网络研究奠定必要的基础知识和系统方法。

本课程各部分内容既相对独立又前后交叉联系，课程中既有TCP/IP各层协议的原理，又有针对性的协议分析工具的使用，理论与实际必须同时兼顾，对初学者是一门有一定难度的课程。

二、其他相关课程学生在学习本课程之前应当具有计算机网络通信基础、网络工程以及计算机操作系统方面的预备知识。

三、对学生能力培养要求本课程理论性较强，技术细节较多，要求学生在学完本课程后，能够分析通常的网络系统结构，并能独立完成简单的网络系统设计。

因此，教学中在深入阐述有关原理的基础上，应重视协议分析方法和综合设计的能力培养，教学中重点强调与实际相关的应用举例。

四、教学方法和教学形式建议整个教学过程由授课、自学、实验和作业四个环节组成。

作业及实验未完成者不得参加该课程的考核。

作业、课余实验情况与平时测试成绩共同评定为课程总成绩。

作业和实验成绩占课程总成绩的50%，平时考勤和测试成绩占总成绩的50%。

五、教学参考书（3~5本教材参考书）1. 陈年. TCP/IP协议分析教程与实验. 北京：清华大学出版社，2016.2. W Rechard Steven. TCP/IP详解卷1：协议. 范建华，胥光辉，张涛，等译. 北京：机械工业出版社，2000.3. Douglas E Comer. 用TCP/IP进行网际互联第一卷：原理、协议与结构.第4版.林瑶，蒋慧，杜蔚轩，等译.北京：电子工业出版社，2001.4. 谢希仁. 计算机网络.第五版. 北京：电子工业出版社，2007.5. 杨功元. Packet Tracer使用指南及实验实训教程，北京：电子工业出版社，2012.六、课程教学基本要求基本要求的高低用下列三级词汇区分，从高到低，概念分“理解”，“了解”，“知道”三级；运用方法分“熟练掌握”，“掌握”，“会”三级。

TCP/IP协议课程教学大纲（TCP/IPProtoco1）学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适用专业：网络工程一、课程的性质、目的和任务本课程是为网络工程专业本科生开设的专业方向选修课，通过本课程的学习，学生应该能够了解多个物理网络为什么能够互连成为一个协调得很好的系统，互连网络协议是怎样工作的，应用程序怎样使用互连网络系统。

学生还可以了解到TCP/IPInternet的许多技术细节。

二、课程教学的基本要求本课程是网络工程专业的一门重要的专业方向选修课，其理论性和应用性均较强。

在教学方法上，采用课堂讲授，课后自学，课堂讨论等教学形式。

教师在课堂上应对TCP/IP协议的基本概念、原理和协议进行必要的讲授，并详细讲授每章的重点、难点内容；讲授中应注意理论联系实际，TCP/IP协议联系网络程序设计。

三、课程教学的内容、重点和难点由于IP协议大部分内容在计算机网络课程中已经讲过，本课程不全面学习IP协议。

第一章概述（2学时）一、主要内容：（一）了解计算机网络、TCP/IP协议的产生和TCP/IP协议簇（二）理解TCP/IP协议的体系结构和TCP/IP协议的工作过程重点：计算机网络，Internet简介，TCP/IP协议的产生难点：TCP/IP协议的体系结构，TCP/IP协议的工作过程，TCP/IP协议簇。

第二章差错与控制报文协议（3学时）一、主要内容：（一）理解ICMP的应用环境，了解ICMP报文的类型（二）理解各种ICMP报文的应用和结构，掌握ICMP地址掩码请求与应答的工作过程（三）掌握ICMP时间戳请求与应答的工作过程，掌握ICMP端口不可达差错的工作过第三章传输层协议（3学时）一、主要内容：（一）理解进程间通信和TCP段格式，掌握TCP连接的建立和拆除（二）掌握TCP流量控制、拥塞控制和差错控制（三）理解TCP状态转换图，掌握用户数据报协议。

重点：TCP连接的建立和拆除，TCP流量控难点：TCP拥塞控制，TCP差错控制第四章域名系统（3学时）一、主要内容：（-）理解命名机制、因特网域名和DNS服务器（二）掌握域名解析、DNS报文格式、DNS资源记录和DNS配置重点：命名机制与名称管理，因特网域名，DNS服务器难点：DNS配置及数据库文件第五章引导协议与动态主机配置协议（3学时）一、主要内容：（一）理解BOOTP原理和DHCP/B00TP中继代理，掌握BOOTP报文和DHCP运行方式（二）了解启动配置文件和DHCP基。

tcpip协议教案TCP/IP协议教案一、教学目标1. 理解TCP/IP协议的基本概念和工作原理；2. 掌握TCP/IP协议的分层结构和各层功能；3. 熟悉TCP/IP协议的常见应用和实际应用案例；4. 能够使用网络调试工具进行TCP/IP协议的故障排除。

二、教学内容1. TCP/IP协议的概述a. TCP/IP协议的定义和发展历程b. TCP/IP协议的基本特点和优势2. TCP/IP协议的分层结构a. 应用层- HTTP协议- FTP协议- SMTP协议b. 传输层- TCP协议- UDP协议c. 网络层- IP协议- ICMP协议- ARP协议d. 链路层- 以太网协议- ARP协议3. TCP/IP协议的工作原理a. TCP协议的可靠传输机制b. IP协议的路由选择机制c. ARP协议的地址解析机制4. TCP/IP协议的应用案例a. 互联网通信b. 电子邮件传输c. 文件传输和共享d. 远程登录和远程控制5. TCP/IP协议的故障排除a. 使用ping命令检测网络连通性b. 使用telnet命令测试端口连接c. 使用抓包工具分析网络数据包三、教学方法1. 理论讲授：通过讲解PPT和示意图，介绍TCP/IP协议的基本概念、分层结构和工作原理。

2. 实例演示：通过实际案例和网络模拟软件，展示TCP/IP协议的应用场景和故障排除方法。

3. 实践操作：引导学生使用网络调试工具，进行TCP/IP协议的故障排除实验。

四、教学资源1. 讲义：提供详细的教学讲义，包括TCP/IP协议的定义、分层结构、工作原理和常见应用案例。

2. PPT：准备精美的PPT，包括图表和示意图，辅助理论讲解。

3. 网络模拟软件：准备网络模拟软件，用于演示TCP/IP协议的应用场景和故障排除方法。

4. 实验室设备：提供实验室设备，包括计算机、路由器、交换机等，用于学生进行实践操作。

五、教学评估1. 课堂练习：布置课堂练习题，测试学生对TCP/IP协议的理解和应用能力。

《TCP/IP协议分析》实验报告实验序号：3 实验项目名称：分析IPv4和IPv6 数据包20网工学号姓名专业、班实验地点指导教师实验时间2022-9-14 一、实验目的及要求，步骤和结果动手项目3-1:使用Wireshark软件查看IPv4数据包首部所需时间: 20 分钟。

项目目标:学习使用Wireshark软件查看IPv4数据包的首部。

过程描述:本项目介绍如何捕获网络上的一个数据包，选择一个特定的数据包，查看该数据包的IPv4首部。

你可以捕获自己的数据进行分析，或启动Wireshark 软件，打开从本书配套网站上下载的文件IPv4Fields.pcap,直接跳到第(8)步。

(1)启动Wireshark软件(单击“开始”，指向“所有程序”，然后单击Wireshark。

也可以单击“开始”，在“运行”对话框中输入"Wireshark", 然后单击“确定”按钮)。

(2)单击Capture菜单，然后单击Interfaces 菜单项，出现Capture Interfaces 窗口。

(3)可能会显示有多个网卡，选定一个在Packets栏显示了实时数据包的网卡，然后单击Start 按钮，出现Capturing窗口。

(4)打开一个命令提示符窗口(单击“开始”按钮，在“运行”对话框中输入cmd,然后单击“确定”按钮)。

(5) ping 本地网络中的计算机IPv4地址。

(6)在命令提示符窗口中输入exit命令并按Enter键，关闭命令提示符窗口。

(7)在Wireshark软件中，单击菜单栏上的Capture,然后单击Stop (或者单击工具栏上的Stop 图标)。

(8)在数据包列表面板(上部面板)中选择一个TCP数据包(9)在数据包详细内容面板(中部面板)，展开Internet Protocol Version4, 如图所示。

(10)查看Version和Header lenght字段的值。

(11)展开Differentiated Services Field, 查看Total Length和ldentification字段的值，然后再收起它。