1、1计算机网络协议实验教学应用探索摘要：本文选择 DNS 教学设计为例，来模拟 DNS 域名解析过程，并从分析 DNs 数据包方式来探讨其组织结构和工作过程，促进学生正确理解和应用。 关键词：计算机网络；DNs 协议；模拟实验 对于计算机网络教学中的网络协议，由于其实践性强，常规课堂教学难以帮助学生正确理解和掌握。从目前实验教学应用现状来看，利用VMware 虚拟软件来搭建网络服务平台，借助于仿真软件实现路由器、交换机的协议配置方法，让学生从中来理解计算机网络的基本原理，并为后期的网络服务配置技术打下操作基础。 一、DNS 协议实验教学设计 在计算机网络分析技术实践中，DNS 域名系统是用来标识
2、终端 IP 地址的协议软件，由于在应用层软件中，主要采用间接方式与 DNS 域名系统发生联系，如浏览网页、收发邮件等。根据 DNS 报文格式，主要由 12个字节首部和 4 个可变字段构成。其中标识信息占 2 个字节，通过客户程序来进行响应和查询匹配；标志信息占两个字节，其中 QR 位为查询/响应标志位，为 1 时代表响应，为 0 时代表查询；还有 Opcode 位，为 0时代表标准查询，为 1 时代表响应，为 2 时代表服务器状态；以及 AA 位、TC 位、RD 位等等。对于四个可变字段，查询问题字段占两个字节，分别表示查询类型、查询类，以及查询问题所包含的条目数量；回答字段是2对 DNS 报
3、文的响应部分，既有资源数据，还有资源类型，以及资源类、数值和查询类值等，如生存时间记录资源的秒数，长度记录资源数据的数量：授权字段为响应报文所提供的授权内容，包括授权服务器信息等；额外信息附带 DNS 报文的其他信息，便于 DNS 域名解析时额外附加信息。二、利用 Wireshark 软件进行 DNS 报文解析 （1）报文查询分析 利用 Wireshark 软件进行 DNS 报文过滤，首先进行 DNS 数据包抓取，来获取 DNS 报文信息。从查询结果来看，对于首部的第 1，2 字节，数据值为 000e，表示由服务器返回用户程序的查询信息；第 3，4 字节为0100，对应的 QR 位为 0，说明
4、为查询报文，Opcode 位为 0，表示为标准查询方式，TC 位、AA 位为 0，仅为响应报文有效；第 5，6 字节是查询问题类型、问题数据及记录数，第 7，8，9，10，11，12 字节与响应无关，不予考虑。 （2）报文响应分析 利用抓取软件对响应报文进行解析，获得标识字段为 000e，标志字段为 8180，问题记录字段为 0001，应答字段为 0003，授权字段为0005，附加字段为 0005。对之进行解析可知，NO.213 表示查询报文，NO.216 表示为响应报文，对于标志位 8180，可以进行二进制转换为100000011000000，其 QR 位为 1，为响应报文，AA 位 0，为
5、授权应答，Tc位 0 说明报文未被切割，RD 位 1，表示递归查询，AD 位 0，表示为服务器认证，CD 为 0 表示其他数据为可接授的，Rcode 为 0 表示无差错。 3（3）模拟搭建 DNS 查询环境 通过搭建实验环境，利用虚拟主机发出 DNS 域名解析请求。首先在物理机上预装四台 Windows 2003 server 虚拟机和 windows xp 虚拟系统，通过 Wireshark 抓取软件来对域名解析服务进行实验。当虚拟机发出域名解析请求，分别由本地域名服务器进行反馈给根域名服务器、顶级域名服务器和权限域名服务器，最后将访问结果发送至请求主机。在这个过程中，各服务器通过对 IP
6、地址的响应，首先从域名服务器转向根域名服务器，再由根域名服务器转向顶级服务器，由顶级域名服务器返回 Ip地址给权限域名服务器，在多次转发配置过程中，从请求到返回再到请求，再到返回，我们可以捕捉到整个 DNs 报文的查询过程。从中可知，对于客户请求端，发出的 192.168.88.88 地址，首先要查询根服务器的WWW.S，通过递归查询获得本地域名服务器地址为192.168.88.10，再经由本地域名服务器，利用递归查询向根服务器请求，得到 192.168.88.20 的查询信息，再由顶级域名服务器转向权限域名服务器得到 192.168.88.40，最后从权限域名服务器获得IP 地址为 192.168.88.110。经过上述查询后，最后由权限域名服务器，逐级返回给访问主机，获得本地域名服务器地址。 三、结语 在计算机网络协议课程教学中，通过采用虚拟机软件来构建实验教学环境，通过实验过程操作来为学生呈现网络协议的原理和运行规则，引导学生从分析数据包的过程中，了解协议的工作过程，为后期学习及实践操作奠定基础。
