[发明专利]一种基于libpcap的计算机网络原理教学系统

摘要

本发明公开一种基于libpcap的计算机网络原理教学系统，该系统能够帮助学生提高动手能力，理解典型的计算机网络协议，掌握计算机网络知识，进而提升计算机网络原理课程的教学质量。本发明所述系统包括驱动层模块，数据链路层模块，邻居子系统模块，网络层模块，路由子系统模块，传输层模块，Socket接口层模块。本发明结合抓包分析，要求学生自行编程实现典型计算机网络协议，以这种方式加深学生对计算机网络原理的理解和认识，同时提高学生的动手实践能力。本发明利用面向对象编程模型，采取典型协议分离的方式，降低了整体实现难度，让学生能够一步一步地实现单一协议，逐渐地掌握整个系统，从而掌握计算机网络原理。

主权项

1.一种基于libpcap的计算机网络原理教学系统，其特征在于，包括：驱动层模块、数据链路层模块、邻居子系统模块、网络层模块、路由子系统模块、传输层模块、Socket接口层模块以及评估模块；/n所述驱动层模块，基于libpcap直接从网卡收发数据包，不经过操作系统网络子系统，将接收到的数据包交给数据链路层模块，或者将数据链路层待发送数据包进行发送；/n所述数据链路层模块，根据接收到的数据包的帧类型，去掉数据链路层头部以后分发给网络层模块，或邻居子系统模块；对于待发送数据包，加上数据链路层头部信息并调用驱动层接口发送；/n所述邻居子系统模块，向网络层提供发送接口，维护一个网络地址到硬件地址映射关系的缓存表和一个缓存数据包的待发送队列；/n所述网络层模块，根据接收到的数据包目的网络地址是否为本机地址分别处理，当数据包为本机数据包，则若数据包为分片，重组后交由传输协议UDP或TCP处理，若数据包不是分片数据包，直接交由传输协议UDP或TCP处理；当数据包不是本机数据包，则对数据包通过路由子系统模块转发；/n所述路由子系统模块，运行路由算法，保存路由表，根据数据包目的地址选择路由，决定下一跳地址；/n所述传输层模块，收到数据包后，首先对数据进行完整性校验；发送数据包时，先添加传输层头部信息，再调用网络层接口进一步处理；/n所述Socket接口层模块，作为协议栈和应用程序的桥梁，通过共享内存和信号的方式进行数据交互；/n所述评估模块，用于接收用户发送的学习请求，并将与所述学习请求对应的驱动层模块、数据链路层模块、邻居子系统模块、网络层模块、路由子系统模块、传输层模块以及Socket接口层模块中的一个或多个模块删除，以及为用户分配相应资源，以便该资源接收用户编辑的指令以学习所删除的模块，当用户编辑学习完所删除的模块后，所述评估模块结合未删除的模块和用户编辑指令的过程评估整个系统的工作性能，结合整个系统的工作性能给出用户学习结果。/n