计算机网络的二维模拟.docx
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计算机网络的二维模拟
河南科技学院
XXXX届本科毕业论文（设计）
论文（设计）题目：
论计算机网络协议的二维模拟
学生姓名：
XXXXXXXXX
所在院系：
信息工程学院
所学专业：
计算机科学与技术
导师姓名：
XXX
完成时间：
XXXXXXXXXXXX
论文题目：
论计算机网络的二维模拟
摘要
随着信息化的逐渐发展，计算机已经成为一个不可分割的基础设施。
几乎高等教育中所有的专业的学生都或多或少的要用到计算机网络的相关知识。
目前，计算机网络教学中存在着诸多问题，教学难度颇大。
如果将计算机网络的相关知识以二维动画的方式在教学的过程中呈现，那样会使学生在学习的过程中，使这些抽象而复杂的东西变为具体的知识体系，既可以减轻教师的教学压力，又能够提高教学质量。
关键词计算机网络，二维动画，flash
Onthetwo-dimensionalsimulationofcomputernetworks
Abstract
Withthegradualdevelopmentofinformationtechnology,computershavebeenbecomeanintegralinfrastructure.Almostallhighereducationstudentsarespecializedknowledgetousethecomputernetworkmoreorless.Currently,theteachingofcomputernetworkshavemanyproblems,teachingquitedifficult.Iftherelevantknowledgeofcomputernetworkswithtwo-dimensionalanimationpresentedintheteachingprocess,sothatstudentswilllearnintheprocess,andtheseabstractandcomplexthingsintoconcreteknowledgesystemscanreducetheteachers'pressure,andalsocanimprovethequalityofteaching.
KeywordsComputernetworks,two-dimensionalanimation,flash
目录
1.绪论5
1.1研究背景5
计算机进入了高速发展的时代，信息化开始在各行各业中迅速普及，以及计算机网络的迅速普及，计算机已经与现在的生活息息相关了，计算机网络的高等教学显得尤其重要。
文章从计算机网络与二维动画相结合的方式来培养学生的学习兴趣，提高教学质量。
5
1.2研究内容5
2.计算机网络课程概述5
2.1计算机网络的含义5
2.2计算机网络课程简介6
2.3学习计算机网络的重点和难点6
3．二维动画与概述7
3.1二维动画7
3.2三维动画7
3.3二维动画工具7
3.4flash相对于文字和图片在计算机网络中的优势8
3.5动画表现网络协议的可行性论证8
4.flash课件的前期准备过程9
4.1制作flash需要的技术知识9
4.2计算机网络课程知识简介9
4.3选择协议10
5.flash课件的制作11
5.1计算机网络协议细节的把握11
5.2突出重点、突破难点12
5.3色彩统一，界面美观整洁12
5.4主题鲜明13
参考文献14
致谢15
1.绪论
1.1研究背景
计算机进入了高速发展的时代，信息化开始在各行各业中迅速普及，以及计算机网络的迅速普及，计算机已经与现在的生活息息相关了，计算机网络的高等教学显得尤其重要。
文章从计算机网络与二维动画相结合的方式来培养学生的学习兴趣，提高教学质量。
随着信息化的逐渐发展，计算机已经成为一个不可分割的基础设施。
几乎高等教育中所有的专业的学生都或多或少的要用到计算机网络的相关知识。
所以在这个情况下，如何让计算机网络高等教育中对计算机网络的学习更加简单易懂显得尤其重要。
1.2研究内容
目前，计算机网络教学中存在着诸多问题，计算机网络课程覆盖面太广，内容繁多且非常复杂和抽象，实践性性应用性很强的课程。
所以教学难度颇大。
如果将计算机网络的相关知识以二维动画的方式在教学的过程中呈现，那样会使学生在学习的过程中，使这些抽象而复杂的东西变为具体的知识体系，既可以减轻教师的教学压力，又能够提高教学质量。
2.计算机网络课程概述
2.1计算机网络的含义
计算机网络是指将地理上位置不同的具有独立的功能的多台计算机及其外部设备，通过通信设备线路连接起来，在网络操作协议，网络管理软件和网络系统协议的管理和协调下，实现彼此之间的资源共享和数据通信的整个系统。
另外，从逻辑功能上看计算机网络是以传输信息为基础目的通过电话线、电缆或无线通讯等将两台以上计算机互连起来的集合。
基于这些特性，计算机具有能够实现计算机之间的资源共享、网络通信和对计算机的集中管理,以及负载均衡、分布处理和提高系统安全与可靠性等功能。
要实现这些需要各种各样复杂网络操作系统、网络协议、网络管理软件、网络通信软件和网络硬件的的协调和配合，从而达到计算机网络的廉价性、高效性、扩充性、分布性、独立性、易操作性、可靠性等优点和特点。
网络能够有如此大的魅力和强大的功能。
这是因为它提供了相当强大的而且实用的服务。
Internet拥有电子邮件（E-MAIL）、远程登录（Telnet）、浏览与检索和网络电话（WebPhone）等网络服务；提供了网络新闻Usenet、网上聊天室CHAT、电子公告BBS与网络会议NetMeeting等信息交流服务;提供了广告、企业、民航、医院、银行、销售等网上商业服务；并且提供了网上书籍、远程控制教学等教育业务；提供了虚拟时空、音乐、电视、电影等娱乐服务。
这些与现在大众生活息息相关的服务都是以计算机网络为基础，建立在计算机网络之上的服务。
如果没有计算机网络，上面的那些服务也无从谈起。
而《计算机网络》就是教授学生怎么架设以这些服务为目的的网络，和保证这个网络在人为干预的情况下正常运行的各种途径和方法的课程。
2.2计算机网络课程简介
《计算机网络》是一门以就业为方向的，从计算机网络实际情况出发，是一门理论和实际之间联系紧密的课程。
含有包括网络互连的基本概念，七层结构的划分和每一层的具体作用，IP编址，通信网络基础知识等内容。
网络技术已经成为支撑当今信息时代核心技术之一，是时代主题变化的需要。
因此，学习、研究和掌握计算机网络技术成为了时代青年时尚的追求。
计算机网络需要研究的主要对象是计算机网络体系结构，研究的主要内容是以TCP/IP体系为核心的各层的协议的基本概念、原理和方法，包括物理层、数据链路层、介质访问子层、网络层、传输层和应用层等内容。
旨在使学生掌握目前主流的参考模型以及增强对于计算机体系结构的认识，同时了解物理层的基本原理，和数据链路层协议的工作原理，还有局域网和广域网的组网原理；掌握网络互连的基本原理以及IP协议的运行机制和传输层协议的基本原理和TCP、UDP协议的在现实中的运行过程；理解应用层常见协议，以及应用服务的工作原理，和应用系统构架方法，为培养学生在构建计算机网络体系结构，建立计算机网络应用系统和网络操作系统等方面的能力打下坚实基础。
2.3学习计算机网络的重点和难点
由于网络课程本身有相当大一部分内容，内容繁多，结构复杂，需要有一定的着眼点，即重点知识。
其中的重点和难点就是计算机网络中像ARP、IP、TCP、UDP、RIP、OSPF、VPN、IGMP各种协议的运行规律以及规定和协议中运行每个协议时所产生的数据包的每个字段的代表的含义和特征，还有一些关于子网划分以及超网等算数概念的运算过程和TCP/IP体系结构的划分，同时需要学生对于Internet的体系结构拥有一个直观的认识以及国际通用ios七层模型TCP/IP四层模型有较好的了解。
这些知识是计算机网络中的基础。
Internet体系结构是一个大的框架，在这个框架之上给予计算机以IOS七层模型以及为了把相似的功能合并以及演变来的TCP/IP四层模型。
网络中的各种协议是这个框架中的各个器官，在各种硬件的支持下协调计算机网络的运行。
而各个协议中的数据包中的各个字段相当于各个细胞，整个计算机网络都是为了传输这些数据包而维护和运行的。
这些重点同等重要，缺一不可，都需要学习计算机网络课程的学生对其有一定的了解、掌握、或者精通。
但是往往学生在初学《计算机网络》的时候，对于网络中的相关的复杂的知识点无法形成具体的直观的理解和认识，同时对于这门以实际相结合的非常紧密课程，没有很好的实践机会和实践经验，因此对于形成Internet的体系结构也是相对较难的，从而在学习本课程的时候感觉无所是从，无法下手，增加了这一课程的学习难度，以及教师教授本课程过程中的教学难度，无法达到期望的教学目的和学习目的，使得计算机网络的学习事倍功半。
3．二维动画与概述
3.1二维动画
二维画面是一个平面图形，可以显示在照片、画卷、纸张、计算机屏幕上，是由由计算机软件表现或平面材质上绘制出来的二维线面。
在计算机高速发展的情况下，现在的计算机制作的二维动画是对传统二维画面的一种重大改进。
可以在人为的控制下，通过对关键帧输入和编辑，实现画面和声音之间的同步，最终使得二维画面以视频的方式展示于计算机屏幕上的影视艺术作品。
3.2三维动画
三维动画，即为3D动画，是计算机领域中的一项新技术，是二维动画的一个重要的延伸。
它是设计师借助计算机软件建议一个虚拟的世界，在这个虚拟的世界里更改动作轨迹和其他需要的动画参数，再在这一虚拟的三维世界中创建需要的模型，最后按设计意愿生成自己想要的画面。
三维动画技术具有精确性、真实性以及无线的可操作性，因此医学、教育、娱乐、军事等领域拥有广泛的应用。
计算机带来的三维动画拥的技术，带给人们极大的审美需求和真实感观。
但是三维动画的建立需要处理非常大量的视频，以及大量的后期动画表现形式。
例如说《魔比斯环》就是纯三维动画制作，400位动画大师为其制作。
相对于计算机网络教学而言，三维动画需要大量的人力物力，制作过程相对繁杂，再面对计算机网络基本教学面前，二维动画已经可以满足基本所有的工作。
二维动画拥有极好地绘图效果和二维审美体验，经过一定量的加工，既可以作为一个教学工具，来提高教学质量。
3.3二维动画工具
flash是制作二维动画的主要工具。
译为“闪光”；它代表用上述软件制作的流行网络上的创意作品，已经是全球流行的计算机动画设计软件。
flash4flash的组要地绘图效果和二维审美体验。
，制作过程相对繁杂。
________________________________________________________________________________________________flasj菲拉可以包括简单的视频内容、动画以及含有复杂的应用程序和演示文稿或者是介于他们之间的任何其他内容。
它不仅能够制作出丰富炫目的美丽效果，还能模拟出现实生活中的美丽动人的场景。
在教学的过程中，flash作为计算机网络的二维模拟软件非常适合。
3.4flash相对于文字和图片在计算机网络中的优势
但是二维图片，文字这些，都是以静态的形式呈现给读者或者学生。
文字只能把理论词汇以更多的文字的形式呈现给读者或者学生。
但是这些文字太多死板，对于有经验或者是了解、精通的人来说很简单，但是相对于初学者就太复杂了，没有实际的形象的体系结构予以支撑。
图片虽然相对于文字使得晦涩难懂的理论词汇形象化，但是面对一些复杂的概念和协议的工作原理，又无法表现的特别清楚，易懂。
Flash是一种交互式矢量的多媒体技术，他是目前网络动画的事实标准，以它做出来的动画易学易用、交互功能强、文件短小、播放效果好。
Flash做出来的二维动画与计算机网络相结合，做出来的动画文件。
Flash拥有一些非常紧密相连应用广泛的逻辑功能，并且这功能自Flash诞生以来就存在。
这些特性具有极其灵巧的影片制作功能，利于这些功能就可以把一些死板的文字和图片以动态的形式展示给观看者，就可以比较顺利地创建美观、复杂的画面。
相比于图片和文字，flash可以把复杂的网络协议和复杂的概念更加生动、形象。
在计算机网络教学的过程中可以使得同学们可以把对有计算机网络有一个立体的认识，同时对于Internet体系结构能够很好的了解。
对于激发学生的学习兴趣，提高教学质量，减清老师负担和压力有很好的作用和功效。
因此，flash与计算机网络相结合可以使得计算机网络二维化、具体化、形象化。
Flash相对于其他软件拥有强大的兼容性，其他课件在使用的过程中完全可以引用flash，如可以在PPT课件中插人Flash课件。
Flash的ActionScript语言拥有强大的编程体系，可以制作出丰富多彩的动人画面，为制作课件的人提供了非常广阔的应用空间。
由此看来，Flash有非常多的优点，使得它越来越被制作者所认识并接受，同时已经用flash制作出越来越多的丰富多彩的课件。
3.5动画表现网络协议的可行性论证
在教学的过程中，丰富多彩的动画让学生更有兴趣、更有积极性。
Flash中提供了一套非常完整的绘图工具，从创建图形到色彩搭配一应俱全，因而能够随心所欲，初期的创建图形一直到色彩渲染等大量的工具一应俱全，因而可以随心所欲创造出丰富多彩的二维动画。
计算机网络这一课程一般情况下都是用多媒体在教室上课，一般情况下都是运用PPT，收集可用的素材，把所涉及的知识点包括每章的重点和难点展示给学生。
如果在其中把一定量的难以理解的知识用flash制作成二维动画，并且以视频的方式展示出来。
可以把抽象的原理以具体的视频和语音的形式体现出来，同时把复杂的计算机网络协议的运行规律以简单的形式呈现。
让PPT课件不但内容更加充实，结构更加合理，图文并茂，再配上视频或者语音讲解，使演示动画活灵活现，充分调动学生的学习兴趣，吸引学生的注意力，提高教学质量。
同时flash文件做成EXE可执行文件，还能在任何播放器上独立播放，也可以用IE浏览器观看，还可以运用丰富多样的互联网工具，非常适合在网络之间进行传播和共享。
4.flash课件的前期准备过程
制作二维动画的时候需要一些前期的准备工作，了解flash的制作体系以及计算及网络的知识体系，还有对于计算机网络需要凸显的协议的选择。
4.1制作flash需要的技术知识
Flash是制作二维动画的主要工具之一，在制作计算机网络课程的二维动画的过程中就用到了flash。
在制作的过程中，根据笔者的经验一般不需要太多的flash知识，只需要一些一本的创意美工设计和操作技能就能很好的驾驭。
不太需要极好的功底。
如果但是计算机网络是一个学术严谨的，数据丝毫不差，各个协议之间按照既定的规律进行的一个事物，所以在制作计算机网络的二维动画的时候需要对于Internet体系结构比较透彻的了解以及掌握，以及对各种网络协议有比较权威的认识，对于协议中每个数据包的含义和作用，以及每个字段的意思都要很好的掌握，那样才能让制作出来的FLASH具有一定的严谨性，才能不至于把错误的知识传播给学生，以产生无法影响的后果。
因此制作flash的时候需要较高的计算机网络基础知识的储备，掌握以及运用。
同时不需要较高的flash制作和运用的功底。
4.2计算机网络课程知识简介
计算机网络课程里面包含大量的知识和经验。
物理层的主要任务是确定与传输媒体的借口有关的一些特性。
其中包括机械特性，电器特性，功能特性，过程特性。
比如经常使用的计算机网线接口RJ-45都是由这一层次规定的。
用以实现不同厂商生产设备之间的互通兼容。
数据链路层控制网络层与物理层之间的通信。
物理层层是不可靠的，它的主要功能是如何不受物理层的干预同时进行数据的可靠传递。
它是把由上层传来的数据包由封装协议PPP，令牌环，以太网，帧中继以及混合网络PPPOE、PPPoverframerelay等封装成对应网络的数据帧，并对帧进行透明传输和差错控制。
还利用令牌和CSMA/CD协议等进行统一总线网络内部的冲突检测盒冲突避免。
网络层其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址（在以太网中，这一阶段由协议ARP地址解析协议完成，由物理层翻译成网络地址用到的是RARP），并决定如何将数据从发送方转发到接收方。
这是IOS第三层，其中提到了路由的概念，即为路由器从一个接口上收到数据包，然后结合数据包的目的地址进行定向，选择以及转发到另一个接口的过程。
路由这一过程是由一些路由协议来完成的包括RIP、OSPF、IS-IS以及一些厂家的私有协议EIGRP和域间路由协议BGP等相互协作来完成的。
这一层次还有关于差错的控制以及报告的协议ICMP（为了更有效率的转发数据包和提供成功交付数据包的机会）和为了减少数据流量，降低骨干网络的传输压力而产生的网际组管理协议IGMP。
以及为了减少IP地址枯竭提高IP地址利用率采用的网络地址转换NAT技术等。
通过这些协议和技术，保证了网络层在整个网络中的正常运行。
运输层是在整个网络体系中拥有非常高的地位。
它包含了唯一一个面向连接和可以可靠传输产生的协议TCP，以及与之相对应的不可靠传输协议UDP，这是这一层次最重要的两个协议，并且是计算机网络体系最重要的两个协议之一。
应用层是规定应用进程在计算机网络通信中所遵循的主要协议。
其中的许多协议都是基于客户服务方式。
他由若干个特定应用服务元素（SASE）和一个或多个公共应用服务元素（CASE）组成。
其中每个特定服务元素提供特定的应用服务。
公共元素服务给予一组公共的应用服务。
应用层主要负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务。
“应用层”这一术语并不是指运行于计算机网络上的某一个特定的应用程序，而是包括网络管理SNMP、文件传输FTP,TFTP、域名解析DNS、万维WWW、以及电子邮件等各种各样服务和协议的总和。
4.3选择协议
面对这些众多网络知识，其中还包括一些不常用或者基本已经废弃的协议，不可能对于学生来说，都已重点知识来讲解和领悟。
比方说pppoe和pppoverframerelay这些协议在这些虽然在现实中用到的比较多，家庭接入线路一般情况下都是用的pppoe，但是这些协议对于学习计算机网络基础的学生来说，过于复杂，以至于很难掌握。
还有网络组管理协议IGMP这一多播协议，需要服务提供商提供多播支持。
但是就目前而言，对于中国的网络来说，电信联通都没有很好的网络多播服务。
只能在公司或者企业网络内部自己架设多播网络，以实现视频和语音的多播服务。
对于学习计算机网络的学生来说，将来也不一定从事这一行业，从事这一行业又不一定用到多播技术。
还有一些物理层的规定的设备的各种参数，这些对于学生来说不太必要知道。
以及域内路由协议IS-IS这类型的协议，它们是在计算机网络逐步发展的过程中对于公司，服务提供商等已经基本不会用到的协议，所以以这些技术为类型的不常用的协议和技术，只需要教师在教授的过程中予以扩展，而不必要作为详细部分予以讲解。
因此笔者需要筛选了一些常用的计算机网络课程的重点知识，以及与现实生活息息相关的知识用flash做成二维动画的方式展示给学生。
其中包含了数据链路层的CSMA/CD、帧封装协议PPP，网络层的ARP地址解析协议、路由协议RIP和ospf,数据链路层面向连接的协议TCP和UDP，以及应用层比较重要的都会用到的DNS地址解析协议。
这些知识大体上是计算机网络课程必学的一些协议了。
又因为时间问题，笔者没有足够时间来针对上面提到的协议来做出相对应的flash,因此又筛选了以下协议作为flash课件制作的一些协议。
数据链路层
PPP协议、以太网的CSMA/CD
网络层
IP分片、IP子网划分、IP子网掩码、ARP、RIP
传输层
TCP的连续ARQ、三次握手、四次断开、数据传输
应用层
DNS服务
这些协议是在时间和难度都满足的条件下精心挑选的，覆盖了大部分计算机网络的相关技术。
是计算机网络中比较有代表性的协议和知识，是学习计算机网络的基础协议和知识。
理解了这些知识和协议就能够很好的了解的计算机网络整个系统的工作原理。
5.flash课件的制作
计算机网络的每一个协议都含有大量的协议参数，规律和定义。
同样制作的过程需要遵守一定的制作规则才能作出一个对于计算机网络课程而言可以使用的二维动画。
5.1计算机网络协议细节的把握
就笔者做的计算机网络二层数据链路层协议PPP而言，就包含了大量的知识点。
首先ppp协议拥有一些数据链路层通用的参数和观点，比如前导字节、使用多种链路类型，零字节填充，差错校验、链路控制协议LCP、网络控制协议NCP。
同时还有一些特定的参数和状态类型。
比如在PPP链路建立的过程中，首先要进行的LCP协商配置请求，进行一些链路层的参数协商，然后协商成功后进行鉴别阶段，如果需要鉴别用户名和密码，就需要用PAP（口令鉴别协议）或者CHAP（口令握手鉴别协议）进行账号密码的鉴别，最后一步NCP协商阶段，对于网络层的一些参数协商，比如协商网络层的参数IP、IPX等，最终PPP链路打开，双方可以正常进行数据通讯。
还有RIP协议中的工作原理和特点，以及进行路由选择计算的距离向量算法，和进行协商的的数据包的报文格式。
以及TCP的三次握手，四次断开和TCP的有限状态机，以及建立连接之后的拥塞控制、拥塞避免和超时机制，还有连续的ARQ协议。
面对以上大量的网络知识点，首先需要做的是对于自己要做的课件有一个自己的思路，就这些知识点而言，如果在一个协议中把所有的东西都加入进去，那么即为所有的东西都相当于重点，那么对于学生而言就无法看出哪一些需要理解，哪一些又需要强制记忆。
所以对于一个协议的二维动画来说需要突出将要表现的协议的重点内容，而不是面面俱到。
就PPP协议而言笔者做了关于PPP的链路建立过程。
5.2突出重点、突破难点
一个课件的亮点就是体现在对重点的突出、对难点的突破。
一个好的关于计算机网络的flash课件是要在知识和能力的目标上做到基本全面但是需要对于一些知识点需要有侧重的表现。
让学生明白作出来的flash要讲的重点，有利于加深学生的理解
突破难点即为在制作flash的过程中对于重点知识的难点部分予以详细的解释，最好有自己独到的见解在里面。
让学生在观看的过程中更加容易领会其中的真意。
比如说在制作PPP协议的过程中需要突出的重点就是PPP协议的链路建立过程。
其中需要突破的难点就是PPP协议链路状态建立的过程的状态变化机制以及状态变化时与之相对应的参数的变化过程。
再比如TCP协议中公认的重点就是三次握手的建立，其中的难点就是每个数据包相对应的字节的变化过程例如序号的变化，以及6个状态位之间相互转换的规律。
5.3色彩统一，界面美观整洁
Flash课件在体现主题方面要做到各个界面色调基本统一，主界面中的色彩为基调，各个下级界面可以稍微有一d些不同，其作用是突出主题，使课件不至于给学生带来混乱的感觉。
同时对于重点内容，在色彩基本一致的前提下，着重处理。
界面应该体现主题，即是界面点题，同时界面不能杂乱无章。
需要整洁、干净，给人以舒服的感觉。
一下是笔者做的TCP的连续ARQ协议的一个界面
5.4主题鲜明
课件内容需要主题鲜明，重点突出，重点内容可以使用比较醒目的字体、字号或者是设置一些动画效果来吸引学生的注意。
如把字体设置为“黑体”、给予文字加下划线、增大字体之间的间距、改变字体颜色等方法都可以起到突出重点的作用。
比如PPP协议协商过程的主
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