基于TCP/IP协议的网络教学系统设计

对用户来讲，直接观察到的系统应用程序有两部分组成，一个主应用程序和一个附属应用程序，其中主应用程序起主控的作用，所有功能在它上通过不同的功能选择来实现，附属应用程序用完成和主应用程序的通信，同时用来接收主应用程序所发送的具体内容。所有系统应用程序可以在同一台主机上运行，也可以在不同主机上运行，从而可以满足单用户内部通信或多用户之间的通信的需要。
3.2 系统实现方式设计
3.2.1 数据传输部分
在主系统应用程序窗口上，设置了几组选择按钮，其中一组是让用户选择不同的传输层协议，当用户选择使用TCP协议，系统再根据用户所选择的传输模式（本机与本机、本机与其他）自动开启或提示用户手工开启相应的附属应用程序，之后系统自动调用TCP协议建立连接的程序。对于TCP传输，首先在服务器端建立监听套接口（sListen），通过这个套接口监听来自客户端的连接请求，通过绑定（bind）该监听套接口与指向本地地址的指针，就完成了数据接受前的准备工作，由此，系统进入待发送状态，此时，系统通过接受（accept）函数与客户机建立连接，与accept函数对应的客户机函数为连接（connect）函数，主系统应用程序在调用accept函数后，系统会产生一个新的套接口（sAccept），数据的传输在这个套接口上进行，而之前的监听（sListen）套接口则继续其监听任务，客户机在完成连接的建立后，系统便可以通过发送（send）或接收（recv）函数进行数据的交换。
如果用户选择了UDP的传输方式，系统则调用相应的程序，其方式与TCP略有不同，服务器端不必建立监听套接口，仅仅需要建立一个传输数据的套接口（sSocket），通过绑定（bind）函数，将此套接口和指向本地地址的指针绑定，便可以和客户机进行通信。
现在来讨论一下客户端的实现，不论是TCP还是UDP，在客户端一方，与接收数据套进行绑定的为指向服务器地址的指针。
在主应用程序发送数据后，接收端便可以接收数据，如果用户选择的是TCP传输，在建立接收数据的套接口（sClient）后，还需利用连接（connect）函数请求与主应用程序的连接，建立连接后，通过接收（recv）函数接收数据。如果用户在传输数据前选择了UDP传输方式，附属应用程序则应使用UDP的接收模式，同样，建立sClient套接口，但是这里并不需要connect函数，因为UDP是非面向连接的，最后，利用recvfrom进行接收数据的工作。
以上是基本的数据传输的的实现方式，如果，用户需要了解详细的协议状态机（这里指TCP协议）的跳转过程，用户可以选择“单步运行”，在这个过程中，用户可以通过系统对协议首部的显示直观的看到TCP协议建立连接的过程，主要指三次握手的过程，这里涉及到了一些数据采集部分的内容。为了进一步了解协议工作原理，在这个阶段，用户可以自行确定协议状态机的状态编号，系统则会根据所选编号判断TCP首部中标志位的取值，从而达到使状态机向不同状态跳转的目的。这样就做到人机互动，达到让学生对协议的工作原理有所理解的目的。
3.2.2 数据采集部分以及数据分析部分
数据采集部分实现方法是使本机网卡对网络中传送的所有数据包进行响应，在接收到数据包后，调用系统OnRecvData（）函数对本机网卡所有接收到的数据进行分析，通过比对数据中所包含的源IP地址、源端口号、目的IP地址、目的端口号等报文信息，将数据解码，以二进制或十进制形式显示。用户可以根据自己的需求指定只接收某些类型的报文，或者对这部分报文进行分析等。
同时，系统还可以对网络中传输的内容进行统计，根据IP首部中的“8位协议类型”字段，对所接收到的数据包进行分类，统计出相应的流量。
4 结语
“网络教学系统”的使用可以很大程度上促进学生对网络理论知识的学习效果，提高网络课程教学水平。本套基于TCP/IP协议的“网络教学系统”是一种符合当今计算机网络教学方式的系统，能够极大的提高学生学习网络课程的积极性，从而达到提高高校计算机网络教学质量的目的。
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