網(wǎng)絡(luò)測試與評價課程建設(shè)探討

孫超超

摘要：網(wǎng)絡(luò)測試與評價貫穿于網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品生命周期與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)生命周期，多數(shù)開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的高校都將其作為重要的專業(yè)課，相關(guān)技術(shù)也日益受到網(wǎng)絡(luò)業(yè)界的重視。該課程的開展，對提高學(xué)生網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)的實(shí)踐能力、培養(yǎng)其作為網(wǎng)絡(luò)測試工程師的基本素質(zhì)和技能具有十分重要的意義。在此通過分析我國網(wǎng)絡(luò)測試類課程的現(xiàn)狀，結(jié)合行業(yè)發(fā)展，兼顧我校學(xué)科的特點(diǎn)，就網(wǎng)絡(luò)測試與評價課程的建設(shè)作了一定的探討。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)測試與評價；課程建設(shè)；網(wǎng)絡(luò)工程；教學(xué)方式

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）02-0120-02

Abstract： The process of network testing and evaluation run through the life cycle of network products and network building. The majority of the University with network engineering major regard it as an important professional course， and related technologies are increasingly subject to the network industry's attention. The development of this course improves the students ability of network test， and cultivates their basic quality and skills for the network test engineer. This paper analyzes the current situation of the network testing courses， combine the development of the industry， balance the characteristics of our school discipline， and discuss the construction of the network test and evaluation course.

Key words： network testing and evaluation； course construction； network engineering； teaching method

1 引言

我校于2014年新開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)，網(wǎng)絡(luò)測試與評價課程是大四第一學(xué)期的專業(yè)課，它以網(wǎng)絡(luò)故障的診斷與測試為主線，完整而深入地討論物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層協(xié)議各種常見的故障診斷與測試技術(shù)。通過介紹各個層次上的測試方法、測試工具的使用以及一些應(yīng)用示例，使學(xué)生在掌握網(wǎng)絡(luò)測試基本理論與方法學(xué)的同時，學(xué)會使用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)工具排除網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障，最終獲得提取與分析網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)指標(biāo)的能力和排除網(wǎng)絡(luò)故障的能力。

網(wǎng)絡(luò)測試與評價技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開發(fā)、評測與認(rèn)證的重要手段，也是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用推廣、網(wǎng)絡(luò)工程驗(yàn)收、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)和擴(kuò)容的重要手段。只是精通網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)管理，不足以很好地解決已經(jīng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的問題，譬如網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級，就需要網(wǎng)絡(luò)測試與評價技術(shù)獲得“未卜先知”的效果。

從人才需求上來說，測試人才需求巨大，測試中產(chǎn)品生命周期各個環(huán)節(jié)都很重要。而我國現(xiàn)狀是許多企業(yè)直接用開發(fā)人員做測試，從而出現(xiàn)很多測試弊端。

2 國內(nèi)高校網(wǎng)絡(luò)測試類課程現(xiàn)狀

目前國內(nèi)開設(shè)網(wǎng)絡(luò)測試類課程的學(xué)校較少，教材也很少，而且不同學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)平臺、課程的側(cè)重點(diǎn)相差很大。例如：

北京航空航天大學(xué)使用曹慶華主編的《網(wǎng)絡(luò)測試與故障診斷實(shí)驗(yàn)教程》[1]作為教材；課程內(nèi)容主要分為線纜測試、網(wǎng)絡(luò)測試和故障診斷；實(shí)驗(yàn)平臺多使用Fluke的網(wǎng)絡(luò)測試工具；課程側(cè)重網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理維護(hù)。

溫州大學(xué)和湖南人文科技學(xué)院使用林川主編的《網(wǎng)絡(luò)性能測試與分析》[2]作為教材；課程內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)測試?yán)碚?、二層測試、三層測試、四層測試；實(shí)驗(yàn)平臺使用了Spirent的TestCenter；課程側(cè)重介紹使用TestCenter完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能測試。

成都信息工程學(xué)院使用方睿主編的《網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)》[3]作為教材；課程內(nèi)容包括測試?yán)碚摶A(chǔ)、手工測試和自動化測試；實(shí)驗(yàn)平臺選用杰華Sigma自動化測試系統(tǒng)；課程側(cè)重于測試用例和自動化腳本設(shè)計(jì)。

3 精選教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)本校學(xué)生的培養(yǎng)方案和現(xiàn)有的硬件設(shè)施基礎(chǔ)，通過詳細(xì)的比對，同時緊跟主流技術(shù)發(fā)展，從實(shí)用的角度出發(fā)，本校該課程選用了孫國強(qiáng)編著的《網(wǎng)絡(luò)測試和故障診斷》[4]作為教材，并精選了如下教學(xué)內(nèi)容，使得整體上更具系統(tǒng)性和科學(xué)性，見表1。

4 實(shí)驗(yàn)建設(shè)

實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生和教師通過搭建各種實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)測試環(huán)境，對設(shè)計(jì)的線纜、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置等進(jìn)行測試分析，從而直觀、全方位地了解各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作及其應(yīng)用環(huán)境，加深對網(wǎng)絡(luò)原理、協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)的理解，提高網(wǎng)絡(luò)故障維護(hù)與診斷實(shí)戰(zhàn)技能，并可在測試平臺上進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。

4.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建

目前沒有通過用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試平臺，網(wǎng)絡(luò)測試設(shè)備幾乎全部為國外公司（IXIA、Spirent、Agilent、Fluke）生產(chǎn)的產(chǎn)品，設(shè)備價格也較為昂貴。高校大多和公司聯(lián)合自行搭建。

本校網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)驗(yàn)環(huán)境利用現(xiàn)有條件，在已經(jīng)有網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上搭建，添加福祿克網(wǎng)絡(luò)測試儀器（包括雙絞線測試儀器、光纜測試模塊、網(wǎng)絡(luò)萬用表、分布式網(wǎng)絡(luò)分析儀等），設(shè)備列表如下：

4.2 內(nèi)容設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從實(shí)用角度出發(fā)設(shè)計(jì)，通過這些實(shí)驗(yàn)的開展，使得學(xué)生對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障有較系統(tǒng)和全面地了解、能夠熟練使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測試與評價技術(shù)，能測試在各層中出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障原因并及時排除。包括以下五個部分。

1）有線介質(zhì)和無線介質(zhì)測試：包括雙絞線連通性、長度、時延測試；光纖連通性測試；無線頻譜分析，包括頻譜密度、信道功率和信道占空比；無線信號強(qiáng)度及覆蓋測試。使用的工具為Fluke公司的DTX-1800線纜認(rèn)證分析儀；OTDR測試工具；AirMagnet Spectrum XT 無線頻譜分析軟件。

2）有線數(shù)據(jù)鏈路層測試：包括網(wǎng)絡(luò)故障時的診斷和定位，對數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析，查明故障原因；監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行流量，借助于交換設(shè)備自身內(nèi)置系統(tǒng)獲取流量信息；性能測試與評估，借助于壓力測試軟件獲得高流量情況下數(shù)據(jù)鏈路層的相關(guān)信息。測試工具為WireShark協(xié)議分析軟件、SNMP分析軟件、交換機(jī)OS、壓力測試工具。

3）網(wǎng)絡(luò)層測試：分析IP流信息，統(tǒng)計(jì)和記錄IP流；測試路由表，借助OS或網(wǎng)管工具，排除地址分配和解析問題；性能測試與評估，借助于壓力測試軟件獲得高流量情況下網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)信息。采用Fluke公司的OptiView XG網(wǎng)絡(luò)測試分析儀、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備OS、SNMP分析軟件、網(wǎng)管平臺、壓力測試工具等。

4）傳輸層測試：測試端口連通性、網(wǎng)絡(luò)延時和抖動；分析TCP 流和UDP流信息，統(tǒng)計(jì)和記錄重要參數(shù)，如最大吞吐量、并發(fā)連接數(shù)等；性能測試與評估，借助于壓力測試軟件獲得高流量情況下傳輸層的相關(guān)信息。測試工具包括IP Inspector掃描軟件、Fluke公司的NTM測試設(shè)備、OptiView XG網(wǎng)絡(luò)測試分析儀、TCP/UDP發(fā)包測試工具等。

5）應(yīng)用層測試：測試服務(wù)流程是否存在節(jié)點(diǎn)故障、應(yīng)用服務(wù)時延等；分析應(yīng)用分布特點(diǎn)，如應(yīng)用比例、響應(yīng)時間等；性能測試與評估，測試用戶到用戶的性能、用戶到設(shè)備的性能，借助于壓力測試軟件獲得高流量情況下應(yīng)用層的相關(guān)信息。測試工具采用Fluke公司的VPM應(yīng)用分析系統(tǒng)、壓力測試工具。

5 改進(jìn)教學(xué)方式

一門課程的教學(xué)，不僅需要教師對本門課程有深入的了解和細(xì)致的準(zhǔn)備，在教學(xué)方法上也應(yīng)該不斷改進(jìn)，盡量從學(xué)生的角度出發(fā)改進(jìn)方式方法，使得學(xué)生易于接受、理解和掌握，從而提高教學(xué)的效果。

5.1 微課作為課外的有益補(bǔ)充

本課程的知識點(diǎn)相對多和雜，通過課堂有限時間的講解，并不能囊括所有的知識細(xì)節(jié)。學(xué)生也容易出現(xiàn)前面講了后面忘，記憶模糊、認(rèn)知不確定的情形。

微課指“時間在5-8分鐘內(nèi)，有明確教學(xué)目標(biāo)和主題，內(nèi)容短小精悍，用以集中說明一個問題、一個知識點(diǎn)、闡明一個主題的視頻小課程”[5] 。教師在微課中就某個知識點(diǎn)進(jìn)行有針對性的講解，為學(xué)生鞏固所學(xué)知識、確認(rèn)知識細(xì)節(jié)及自主學(xué)習(xí)提供了個性化的教學(xué)支持。對一些程度較好的學(xué)生，提供部分較有難度的微課視頻，有助于知識的拓展，而針對于程度較差的學(xué)生，提供難點(diǎn)的分析講解，幫助他們及時擺脫學(xué)習(xí)困境。

微課以視頻的方式展現(xiàn)，技術(shù)形態(tài)上較為直觀，結(jié)構(gòu)化程度較高，且具有可移動學(xué)習(xí)、重復(fù)學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)等特點(diǎn)，適合作為本課程課外的有益補(bǔ)充。

5.2 翻轉(zhuǎn)課堂促進(jìn)延伸學(xué)習(xí)

翻轉(zhuǎn)課堂是師生協(xié)作討論探究和互動交流的一種新型教學(xué)模式[6]。翻轉(zhuǎn)課堂能夠有效提高師生交互效率、激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性。

本課程是面向應(yīng)用的課程，網(wǎng)絡(luò)分析與測試技術(shù)隨著行業(yè)多樣化的需求也在不斷地發(fā)生改變，而僅靠課堂上的培養(yǎng)模式和大綱往往不能及時滿足培養(yǎng)更符合行業(yè)需求的網(wǎng)絡(luò)測試人才的需求。加上課程為大四專業(yè)課，學(xué)生已有了一定的專業(yè)積累與知識背景，因此需要將課程內(nèi)容延伸到課堂外，利用翻轉(zhuǎn)課堂，進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)改革。

主要措施如下：在課堂中，教師通過對當(dāng)前行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)的介紹，引導(dǎo)學(xué)生對行業(yè)內(nèi)較為流行或感興趣的技術(shù)進(jìn)行研究，撰寫研究小結(jié)并并分組在課程上報(bào)告，每次課一到幾個主題，教師和全部同學(xué)都參與討論。該部分課時占全部課時的三分之一左右，其余課時仍為普通教學(xué)課時。這樣既滿足了對教學(xué)大綱內(nèi)知識點(diǎn)的講解，也促使了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)，引導(dǎo)其關(guān)注于目前技術(shù)的前沿趨勢，同時兼顧了教學(xué)相長。

6 結(jié)語

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合培養(yǎng)高素質(zhì)網(wǎng)絡(luò)測試工程師的要求，對網(wǎng)絡(luò)分析與測試課程建設(shè)進(jìn)行了探索，旨在順應(yīng)學(xué)科和行業(yè)發(fā)展的需求，滿足學(xué)生專業(yè)知識的需要，培養(yǎng)具有豐富理論知識和較強(qiáng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高素質(zhì)綜合性網(wǎng)絡(luò)工程人才。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹慶華，等. 網(wǎng)絡(luò)測試與故障診斷實(shí)驗(yàn)教程[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2007.

[2] 林川，施曉秋，等. 網(wǎng)絡(luò)性能測試與分析[M]. 北京： 高等教育出版社， 2009.

[3] 方睿，等. 網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)[M]. 北京： 北京郵電大學(xué)出版社， 2010.

[4] 孫國強(qiáng)，潘凱恩，劉彬. 網(wǎng)絡(luò)測試和故障診斷[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2014.

[5] 張明.郭小燕. “互聯(lián)網(wǎng)+”時代新型教育教學(xué)模式的研究與啟示——微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂[J].電腦知識與技術(shù)，2015，11（12）：167-171.

[6] 張明.郭小燕. “互聯(lián)網(wǎng)+”時代新型教育教學(xué)模式的研究與啟示——微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂[J].電腦知識與技術(shù)，2015，11（12）：167-171.

[7]嚴(yán)正宇.信息技術(shù)在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2014，10（35）：8495-8496.