“綜合網絡管理軟件”課程教材建設思想

劉　真　楊芳南　劉　峰

文章編號：1672-5913(2009)08-0061-03

摘要：隨著網絡管理向綜合化的方向發(fā)展，綜合網絡管理軟件在網絡管理領域逐漸成為研究熱點，其涉及的難點形成了系統(tǒng)化的理論和系列化的技術。本文結合已面向本校網管研究方向的研究生開設的“綜合網絡管理軟件”課程，提出系統(tǒng)化的教材建設思想，并結合工程實踐，論述了教材建設中需要注意的知識點組織和側重點劃分、實踐章節(jié)的設置、習題的設置、電子教案的設計等問題。

關鍵詞：網絡管理；綜合網絡管理軟件；教材建設

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

隨著通信技術的高速發(fā)展，網絡規(guī)模不斷擴大，網絡復雜性日益提高。為了提高服務質量和降低運行成本，對網絡管理軟件的要求越來越多，越來越高，特別是要求網絡管理向著綜合化的方向發(fā)展，這種綜合化發(fā)展表現(xiàn)在：

(1) 系統(tǒng)的綜合。由于分散監(jiān)控、分散管理各專業(yè)網絡(傳輸、交換、無線、數(shù)據(jù)等)帶來操作復雜性高的問題，因此需要網絡管理軟件能進行多個專業(yè)網絡的綜合管理；

(2) 標準的綜合。目前業(yè)界主流的接口標準有，OSI網絡管理標準(CMIP-Common Management Information Protocol)，IETF網絡管理標準(SNMP-Simple Network Management Protocol)，ITU網絡管理標準(TMN- Telecommunication Management Network)等，網絡管理軟件應能管理不同廠商采用不同接口標準的網絡設備；

(3) 技術的綜合。網管的研究領域不斷發(fā)展，出現(xiàn)了基于Web的、基于移動Agent的、基于策略等多種新型的網管技術。

而綜合網絡管理以及綜合網絡管理軟件的概念也因此而提出。綜合網絡管理是指，對包含各種異構網絡和異構設備的網絡進行管理，通過綜合管理簡化管理系統(tǒng)的復雜性。綜合網絡管理把所有的異質網絡都看成一個“網絡”，對所有管理系統(tǒng)的用戶顯示一致的接口和命令，從而減少不同系統(tǒng)的接口成本，可使不同廠商的產品在交換網絡管理信息時使用統(tǒng)一的格式。在此基礎上，綜合網絡管理軟件還側重于系列化的技術應用和工程化的開發(fā)方法。

綜合化的發(fā)展要求使得網絡管理軟件面臨更多的挑戰(zhàn)，如軟件系統(tǒng)的可持續(xù)建設、互操作性和開放性等。

相當長一段時間以來，對網絡管理技術的研究主要集中在網絡管理原理、協(xié)議上，形成了系統(tǒng)化的理論和系列化的技術。通過大量的工程實踐，人們認識到，網絡管理協(xié)議僅是網絡管理中的一部分內容，綜合網絡管理軟件的研究、開發(fā)、建設還處于經驗型的狀態(tài)，使得綜合網絡管理軟件的質量很難控制。因此，迫切需要進行高層次和深層次的理論總結，形成工程化的網絡管理技術及綜合網絡管理軟件的設計開發(fā)方法論。

在不少高校中，網絡管理技術已經成為通信、計算機等專業(yè)的研究生招生方向，在我校也不例外。2007年春季，我校計算機與信息技術學院面向全校，在已開設“網絡管理基礎”先修課程的基礎上，新開設了碩士研究生任選課“綜合網絡管理軟件”。開設這門課，正是為了從方法論的角度培養(yǎng)該領域的研究生對綜合網管軟件的設計和技術應用的能力。

對“綜合網絡管理軟件”課程教材的建設除了對網絡管理理論、原理以及綜合網絡管理模型的深刻理解和認識，更需要豐富的工程經驗，才有可能進行高層次和深層次的理論總結，形成工程化的網絡管理技術及綜合網絡管理軟件的設計開發(fā)方法論。筆者所在的部門，長期從事網絡管理技術的研究，承擔過和正在承擔廣電、電信等諸多領域的大型網管軟件工程開發(fā)任務，總結積累了大量寶貴的資料和經驗。同時，筆者從2007年春季開始，連續(xù)兩年承擔了“綜合網絡管理軟件”的教學任務，在教學過程中，也總結了不少這類對實踐環(huán)節(jié)要求較高課程的教學心得。

所有這些，通過教材建設都將得到總結、提煉、濃縮、升華，使得綜合網絡管理軟件相關的技術和工程實踐成為系統(tǒng)的知識體系。

2國內外相關課程教材建設情況分析

2.1教材類型

配合網絡管理理論、技術以及應用的教學，面向各層次人才培養(yǎng)，國內外的網絡管理相關教材在內容上主要有以下一些類型：

(1) 網絡管理原理和理論綜述。這類教材主要介紹網絡管理的基本概念、基本功能；網管模型的組成原理和體系結構；網絡管理的各項標準和協(xié)議；網絡管理的主要接口技術等。這類教材較有代表性的如文獻[1～4]，主要從OSI系統(tǒng)管理模型出發(fā)，分章節(jié)講解CMIP、TMN和SNMP三大網絡管理模型的體系結構、管理信息模型和通信協(xié)議，并對新型網絡管理模型進行了介紹；此外，還介紹了網管研究領域的一些關鍵技術，如業(yè)務量控制、路由選擇、網絡自愈、信息安全、智能化網絡管理等。

(2) 面向專業(yè)網絡的網絡管理理論。這類教材通常按照某一專業(yè)網絡介紹網絡管理基本概念和相關技術。如文獻[5]是專門針對通信網絡的網絡管理教材，介紹了TMN 的網絡管理系統(tǒng)體系結構、TMN體系結構中的接口、CMIP協(xié)議和管理信息模型；如文獻[6]是專門面向計算機網絡的網絡管理教材，以SNMP協(xié)議及其信息模型為主，除介紹計算機網絡管理的基礎理論與技術，還包括IP地址與域名管理、網絡安全管理、信息服務管理、局域網故障診斷等技術內容；在這類教材中，還有更細化的面向專業(yè)網絡的網管教程，如文獻[7]針對通信領域SDH傳輸網的維護管理。

(3) 理論和實踐結合。上述兩類教材，主要系統(tǒng)講述了網絡管理的理論基礎和相關技術，有部分教材在最后設計了少量篇幅的簡單應用實例，但隨著網絡管理綜合化的要求，真正投入運維的網絡管理軟件還需要系統(tǒng)和深層次的工程設計開發(fā)方法論的指導。目前，結合開發(fā)實例的教材非常少，2007年新近出版的《Visual C++開發(fā)基于SNMP的網絡管理軟件》一書(文獻[8])是這一思路下的新嘗試，該書講述了SNMP基礎知識和如何使用Visual C++開發(fā)實用的網絡管理軟件的方法與技巧，有助于讀者清楚地認識到如何應用這些網管協(xié)議來進行網絡的維護和管理。當然該書僅涉及SNMP這一類網管協(xié)議模型，與綜合的網絡管理及其軟件的教學教材內容還有一定距離。

以上三種類型主要適合于面向信息工程、通信工程、自動化、計算機科學技術等本科專業(yè)及信息與計算機類專業(yè)研究生，或者相關領域的研究人員。主要培養(yǎng)目標是網絡管理關鍵技術的創(chuàng)新和網絡管理軟件的設計開發(fā)。

面向網絡管理軟件的使用人群，也就是網絡管理員的教學需求，相關的教程也有不少，如文獻[9，10]，這類教程主要介紹進行網絡維護的一些基本操作、網管軟件的使用步驟等。如架設與維護TCP/IP網絡的指南；局域網技術與綜合布線、網絡操作系統(tǒng)、應用服務器配置、Web網站建設、網絡安全管理等。

2.2情況分析

綜合看來，為了與“綜合網絡管理軟件”課程教學內容相配套，已有的教材或讀本還存在以下不足：

(1) 網絡管理原理或網絡管理理論的內容，強調的主要是網管理論和接口協(xié)議本身，并不結合實際的系統(tǒng)或系統(tǒng)開發(fā)過程中的問題進行講述，與實踐脫節(jié)，這只能帶給學生抽象枯燥的印象，知識的掌握效果并不好。對于“綜合網絡管理軟件”強調實際的技術應用和網管軟件系統(tǒng)設計的一般性的開發(fā)方法論的內容來說，也顯得不足；

(2) 專業(yè)網絡的網絡管理理論教材，一般是單獨介紹某種網絡網管概念和協(xié)議，如電信網管或者數(shù)據(jù)網管。而面對跨廠商和跨網絡的綜合網管的迫切需要，需要介紹綜合網管軟件的系統(tǒng)分析設計方法，以滿足綜合網絡管理軟件的可擴展性和開放性，這類教材目前還不多見，不利于讀者全面綜合地掌握適應各種設備接口協(xié)議的綜合網管軟件設計方法；

(3) 面向網絡管理維護人員的教程，側重于如何使用網絡管理產品，普遍適合于網絡中心或運維中心的網絡維護人員。對照“綜合網絡管理軟件”的課程宗旨，培養(yǎng)能進行網絡管理軟件研發(fā)的專業(yè)技術人員，顯然并不適合。

3教材建設思想

我們將要進行的教材建設目標是：以網絡管理綜合化的實際需要為背景，配合“綜合網絡管理軟件”課程的宗旨和教學大綱要求，開展“綜合網絡管理軟件”教材及教輔、教案等材料的建設，包括知識體系構建、側重點劃分、實踐環(huán)節(jié)設置、習題設置等，為該專業(yè)研究生或綜合網絡管理軟件的設計研發(fā)人員提供系統(tǒng)的理論和方法論的指導。

3.1知識點組織和側重點劃分

(1) 知識點組織是教材編寫重要的第一步，組織的合理將有利于知識由淺入深、循序漸進，有利于教學取得良好效果。綜合網絡管理及綜合網絡管理軟件涉及到的概念、協(xié)議、技術很多，更需要保證整個教材知識結構的脈絡和主線清晰明確。

例如，是以綜合網絡管理涉及的協(xié)議標準為主線，還是以綜合網管軟件系統(tǒng)設計方法的流程為主線介紹不同知識點，是教材內容組織上要考慮的內容。根據(jù)前述分析，我們將采用綜合網管軟件系統(tǒng)建模和設計流程的主線來組織知識點，穿插所需要用到的背景知識和理論原理。

(2) 筆者通過連續(xù)兩學期該課程的授課實踐以及多年的相關工程實踐，充分了解學生在認識上和參與開發(fā)中的難點所在，將有利于教材編寫時的側重點劃分。會將學生感到困難的知識點清楚透徹地重點闡述；而對于學生易懂之處，或者先修課程中已講過的內容，則簡單明了地表達。

例如，在網管領域中，ASN.1(抽象語法標記)普遍用于被管對象的類型定義，相應的，通過網管接口獲取的這些被管對象的性能數(shù)據(jù)是通過ASN.1 BER編碼進行傳輸?shù)?，需要在網管軟件的接口適配器中對這些數(shù)據(jù)進行解析，學生感到BER的基本編碼規(guī)則和解析實現(xiàn)較難理解，這部分可以詳細舉例闡述。而一些接口協(xié)議的基本概念等內容，學生反映在先修課程中已經學過，則可以略過。

3.2實踐章節(jié)的設置

專業(yè)領域的教材，結合具體系統(tǒng)實施的發(fā)展動向，是現(xiàn)代科學、技術發(fā)展所必需的。尤其是“綜合網絡管理軟件”這門課程，按照其教學大綱的要求，實踐環(huán)節(jié)將占教材內容的較大比例，這部分將穿插在每個章節(jié)的知識點之中，此外，還將結合教材編寫者的項目經歷，給出實際的案例，使讀者從中了解實際的網絡管理軟件分析設計全過程。教材中還應設置一定的篇幅，給出一些電信運營商的運維規(guī)劃，從中了解行業(yè)的需求和做法，滿足對網絡管理領域和行業(yè)認知的需要。

然而，技術的發(fā)展日新月異，綜合網絡管理本身也是多種技術之集大成，實踐章節(jié)的編寫與當前的技術緊密相關，為了避免教材的內容很快過時，應該盡可能研究總結或歸納一般性的規(guī)律，例如綜合網管軟件的體系架構、普適性的系統(tǒng)設計的方法論。而開發(fā)中使用到的一些接口平臺軟件、系統(tǒng)平臺軟件，則作為輔助教學的內容。

3.3習題的設置

從已進行的教學過程來看，對于一些抽象的概念，要安排配套的習題、思考題等內容，以充分訓練學生，加深對綜合網絡管理理論和技術的理解和應用。

例如，為了理解和直觀地體會SNMP(簡單網絡管理協(xié)議)關于原語和數(shù)據(jù)報文的構成，可以通過習題讓讀者自行操作：通過報文截獲器等應用軟件(如，Sniffer)，在自己的局域網當中獲取一個“GetRequest”報文并做分析。又如，可以讓讀者自行設計實現(xiàn)簡單的MIB瀏覽器，以深刻體會對MIB對象的認識以及各種操作管理。

習題的設置，一方面鞏固教材的教學難點和重點，另一方面，也是輔助教材使學生培養(yǎng)一定程度的獨立鉆研能力，因此，如何使習題的設置具有一定的探索性、啟發(fā)性，也是需要考慮的內容。

3.4電子教案的設計

電子教案是紙質教材的另一種展現(xiàn)形式，然而與后者不同的是，電子教案配合教學的現(xiàn)場，更強調視覺的效果，需要具體、生動、圖文并茂、文字簡練、內容一目了然。而“綜合網絡管理軟件”這門課程，其電子教案設計的難點在于課程內容涉及大量的實踐和流程操作的環(huán)節(jié)，純文字的方式勢必枯燥乏味影響教學效果。

因此，可以將一些靜態(tài)的內容通過實際系統(tǒng)的屏幕截圖放置到電子教案中；一些流程的操作，例如一個系統(tǒng)案例的演示，可以通過預先錄制視頻的方式嵌入在電子教案中。

總之，如何能有效地展現(xiàn)所有的可操作情景，是在該課程電子教案的設計中需要重點建設的內容。

4教材所具有的特色

(1) 目前網絡管理原理等教材，重點闡述的主要是理論和接口協(xié)議本身。與此不同，本教材將緊緊圍繞網絡管理軟件的工程設計目標，根據(jù)筆者多年項目工作積累，總結和歸納了網管軟件的一般性軟件架構、設計研發(fā)的一般性方法，有助于改變長期以來對于綜合網管軟件經驗型的研發(fā)狀態(tài)；

(2) 與目前教材多分別介紹各專門網絡的網絡管理(電信網絡管理或數(shù)據(jù)網絡管理)不同，為了適應跨廠商的綜合網絡管理需要，本教材將全面介紹綜合網絡管理軟件系統(tǒng)的分析設計方法，以及如何實現(xiàn)系統(tǒng)的可擴展性和開放性要求；

(3) 配合“綜合網絡管理軟件”課程的需要，本教材能夠完全符合該課程的培養(yǎng)目標和教學大綱要求；

(4) 除了配合教學要求，該教材內容也能適用于各專業(yè)人士用于綜合網管軟件的設計開發(fā)工作；

(5) 作為國內網管研究領域有一席之地的北京交通大學計算機與信息技術學院網管研究中心，該教材的建設也能將多年積累的經驗成果進行總結推廣。

5結束語

在良好的工程實踐背景、完整的教學環(huán)節(jié)前提下，“綜合網絡管理軟件”教材及相關教案的建設是必然的，其思路也是可行的。該教材的建設既是面向網絡管理綜合化的實際需要，也是適應“綜合網絡管理軟件”課程的宗旨和教學需要，因而具有積極、現(xiàn)實的意義。

參考文獻：

[1] Mani Subramanian. 網絡管理-原理與實踐(Network Management,Principles and Practice)[M]. 北京:高等教育出版社(影印版),2001.

[2] 郭軍. 網絡管理[M].(第二版). 北京:北京郵電大學出版社,2005.

[3] 楊家海,任憲坤,王沛瑜. 網絡管理原理與實現(xiàn)技術[M]. 北京:清華大學出版社,2000.

[4] 孟洛明,元峰. 現(xiàn)代網絡管理技術[M]. 北京:北京郵電大學出版社,2001.

[5] 孔令萍,李建國. 電信管理網[M]. 北京:人民郵電出版社,2000.

[6] 楊云江. 計算機網絡管理技術[M]. 北京:清華大學出版社,2005.

[7] 向陽,季樹濱,陳明貴. SDH網絡管理系統(tǒng)維護基礎[M].陜西:西安電子科技大學出版社,2004.

[8] 武孟軍,徐龔,任相臣. Visual C++開發(fā)基于SNMP的網絡管理軟件[M]. 北京:人民郵電出版社,2007.

[9] Craig Hunt. TCP/IP網絡管理(TCP/IP Network Administration)[M]. O'Reilly,北京:電子工業(yè)出版社(影印版),2006.

[10] 張國鳴,嚴體華. 網絡管理員教程[M]. 北京:清華大學出版社,2006.