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1分層次的綜合實驗課程體系

該文將計算機網絡實驗分為三個層次:基礎認識型實驗、分析研究型實驗和提高創新型實驗。在知識面覆蓋上,實驗內容還應具有綜合性,包括網絡應用、網絡協議,網絡設計與網絡管理等。

(1)基礎認識型實驗。基礎認識型實驗要求學生通過參觀認識和動手制作了解網絡組成元素、網絡連接方式和網絡運行方式。通過這一層次的實驗,學生將對網絡形成感性認識,具有整體網絡概念,為理解網絡原理知識和下階段實驗打下基礎。具體內容可如下安排:認知網絡設備,了解網絡傳輸介質;安排學生動手制作雙絞線和光纖連接頭;安裝配置網絡系統,完成路由器和無線AP的簡單配置;掌握局域網的構建方法。

(2)分析研究型實驗。分析研究型實驗要求學生通過網絡協議分析研究掌握TCP/IP協議內容和運行機制,利用仿真軟件掌握路由器和交換機的工作原理。這一層次的實驗將幫助學生深入理解因特網的工作原理,掌握大型網絡的組建方法,激發進一步研究學習的興趣。具體內容可如下安排:應用網絡抓包軟件分析協議信息,引導學生通過網絡抓包來分析研究TCP/IP各層協議信息;應用網絡仿真工具研究協議運行,引導學生采用可視化工具建立網絡場景,模擬網絡運行。同時,安排交換機與路由器實物操作實驗,安排學生分組動手組建實際網絡,盡可能給學生提供實際操作機會,鍛煉實踐工程能力。

(3)提高創新型實驗。在基礎認識和分析研究實驗之上,根據學生的興趣方向和個人能力安排一些探索性的實驗。題目應該符合當前網絡技術發展趨勢,有針對性地適應網絡技術人才的需求,能達到培養和提高學生的創新能力。具體實驗內容可如下安排:安排基本套接字編程,不僅鞏固網絡原理知識,而且掌握一般網絡應用的開發方法;安排嵌入式移動終端網絡應用,引導學生掌握嵌入式平臺的軟件移植、移動終端的通信程序設計等;安排網絡流量監測實驗,幫助學生掌握網絡流量分析方法,根據網絡各點流量綜合評估網絡運行狀況;安排網絡故障檢測與恢復實驗,幫助學生掌握檢測網絡故障并確定故障類型的方法,了解根據不同故障恢復網絡運行的策略。

2實驗平臺建設

根據上述層次實驗安排,實驗室平臺建設可以有針對性的進行規劃。

(1)基礎認識型實驗平臺。為達到基礎認知的目標,實驗室應提供一定數量的交換機、路由器,滿足學生對網絡設備感性認識的需求;組織學生到學校網管中心參觀,引導學生認識各種網絡設備;提供制作雙絞線和光纖接頭的材料、工具和連通性測試器,讓學生親手感受網絡連接方式;在學生實驗機上安裝Windows系統、提供IIS安裝包。

(2)分析研究型實驗平臺。為達到分析研究的目標,需要在學生實驗機上提供Winpcap和Wireshark軟件包并安裝NS2,滿足開展網絡協議分析的需求;在實驗機上安裝Netsim軟件,讓每個學生能模擬配置路由器和交換機,彌補硬件條件不足;將有限的路由器和交換機實物分成多組,讓學生能親手感受實際設備的運行情況。

(3)提高創新型實驗平臺。為達到提高創新的目標,需要在學生實驗機上提供該套接字編程的工具,包括安裝了Linux系統的虛擬機、GCC編譯器和GDB調試器等;提供ARM開發板,讓學生能親手設計在移動式終端上運行的網絡程序;在學生實驗機上安裝網絡管理軟件,提供流量監測、故障檢測的功能。

3結語

現今的企事業單位需要大量既懂網絡應用開發又精通網絡運營管理的工程人員。該文以就業為導向,確定了分層次的逐步訓練教學過程。教學內容上注重基礎性、綜合性和先進性相結合,實驗平臺建設上充分發揮計算機軟件的優勢。該文下一步將把上述研究內容跟實際教學活動結合起來,在實踐中改進教學效果。

作者：肖宇峰 單位：西南科技大學信息工程學院