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摘 要：为提高“计算机网络”课程的教学效果和学生实践能力,将课程的实践分为验证型实验、配置型实验、设计型实验、创新性实验四个层次；分别采用网络协议分析软件、神州数码路由器和交换机、PacketTracer软件以及NS2等仿真软件,构建多维的计算机网络实践教学系统.此手段能够由浅入深,从简单到复杂,引导和帮助学生进行计算机网络的课程实践,并达到了提高教学效果的目标.
关 键 词：计算机网络；实践教学；多维；仿真软件
中图分类号：G642.0文献标志码：B文章编号：1006-8228（2012）11-39-03
Constructionofmulti-dimensionalworkpracticeteachingsystem
YanYan
（SchoolofComputerSci.&Tech,NantongUniversity,Nantong,Jiangsu2260019,China）
Abstract：Inordertoimprovethe"puterwork"courseteachingeffectandthestudents'practicalability,thepracticeofthecourseisdividedintofourlevels：verificationtypeexperiment,configurationtypeexperiment,thedesigntypeexperimentandinnovativetypeexperiment.Networkprotocolanalysissoftware,digitalChinaroutersandswitches,PacketTracersoftware,theNS2simulationsoftwareandsoonareutilizedrespectivelytobuildmulti-dimensionalputerworkpracticeteachingsystem.Itcanguideandhelpthestudentswiththeputerworkpracticefromthesimplenesstotheplexity,andachievethegoalofimprovingtheteachingeffect.
Keywords：puterwork；practiceteaching；multi-dimension；simulationsoftware
0引言
“计算机网络”课程是目前国内外高等院校计算机专业及相关IT专业本科生和研究生必修课程,是计算机专业课程的核心课程之一.该课程具有学科交叉、理论知识抽象和实践性强等特点,历来是学生比较难学的一门课程.
计算机网络有着自己非常明确的体系结构,结合ISO/OSI-RM和TCP/IP协议族,很多教材将其分成五个层次来讲述,在每个层次上的不同的协议以及数据包的格式都是课程学习的重点和难点,如何理清并让学生熟练掌握,是计算机网络教学历来探讨和研究的问题[1,2].笔者建议通过多维的计算机网络实践教学系统的构建,通过验证型、配置型、设计型和创新型实验的多维手段,让学生加强对理论知识的理解,强化理论联系实际的能力,提高网络配置动手能力,最终能够实现网络的规划和设计,达到创新的目的.
1计算机网络实践系统的划分
实践是检验真理的惟一标准,同时,实践对于学生来说,是巩固理论基础,获得真知的主要过程.本系统将实践过程划分为四个模块,如图1所示,这四个模块既可各自独立,又相辅相成.
[验证型实验
采用协议分析软件对计算机网络各个层次的协议进行分析和验证][配置型实验
采用神州数码公司的交换机和路由器实现对交换机和路由器的基本配置][设计型实验
采用PacketTracer模拟软件实现网络构建和配置
][创新型实验
采用NS2模拟软件模拟已有协议的实现或对协议改进验证]
图1实践系统结构图
1.1验证型实验
验证型实验是一种最为基础的实验手段,针对计算机网络课程内容的特点,在大多数教材中采用的是结合开放系统互连参考模型的七层结构和TCP/IP协议体系族的四层结构,将计算机网络划分为五层,分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层和应用层.目前我们采用的是西普数据的网络协议分析软件,该软件有两大主要部件,网络协议编辑软件和网络协议分析软件.
网络协议编辑软件的主要功能是数据包的生成和发送.它有四大功能区：数据包列表区、数据包编辑区、协议层结构和十六进制显示区.在数据包列表区可以通过选择各种协议的模板,建立各种类型的数据包,同时也可以在数据包编辑区来根据自己的需求重新编辑数据包的各个字段来产生新的数据包；协议层结构以图形的形式显示所编辑数据包的分层信息；十六进制显示区能按照用户的操作实时刷新显示用户编辑数据包的十六进制数值.
网络协议分析软件主要功能是数据包的捕获和分析.主要包含两大功能模块：协议视图和交互序列图.协议视图能够查看捕获到的数据包,并查看协议数据包的详细结构和协议交互内容；交互序列图可以清晰地查看捕获到的协议的一次完整的会话过程,并且有tcp标志位、数据报传输方向的图示.协议视图主要按时序排列接收到的数据包,并详细显示数据包的结构和16进制数值.
西普的网络协议分析软件可以进行各个层次的协议数据包的编辑、发送、捕获和分析.按照五层体系结构,基本的协议有：链路层的以太网MAC帧的802.3协议；网络层IP协议,ARP协议,ICMP和IGMP；传输层的UDP和TCP；应用层的TELNET,TP,POP,FTP,HTTP等.除此以外,还可以进行一些复杂的验证实验,如ARP地址欺骗,路由RIP协议和OSPF协议等等.通过这些验证型实验,学生可以加深对基础知识的理解,同时也是对所学知识的巩固,化理论知识为感性认识,促进学生进一步的学习.