面向分層分流的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

文 展，李文藻，文成玉

（成都信息工程大學(xué) 通信工程學(xué)院，四川 成都 610225）

面向分層分流的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

文 展，李文藻，文成玉

（成都信息工程大學(xué) 通信工程學(xué)院，四川 成都 610225）

非計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程，由于課時(shí)較少和學(xué)生需求的差異，學(xué)生難以深入掌握網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐內(nèi)容。文章提出面向分層分流的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，初級模塊的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)面向所有學(xué)生，高級模塊按網(wǎng)絡(luò)工程和網(wǎng)絡(luò)編程方向進(jìn)行分流，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入高級項(xiàng)目，強(qiáng)化實(shí)踐能力。經(jīng)2015級通信工程學(xué)生實(shí)測，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ρ惹耙粚糜忻黠@提升，問卷顯示學(xué)生的滿意度也有較大提高。

分層分流；模塊化；網(wǎng)絡(luò)工程；網(wǎng)絡(luò)編程

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門理論與實(shí)踐、軟件和硬件相結(jié)合的課程，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還有一個(gè)重要的特點(diǎn)，它與眾多專業(yè)都有交叉，這主要是由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用決定的。各大高校非網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)的工科專業(yè)均開設(shè)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程，因課時(shí)較少，導(dǎo)致教學(xué)環(huán)節(jié)中普遍存在重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象。教育部于2010 年6月啟動(dòng)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，該計(jì)劃以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力[1-2]。目前高校部分專業(yè)已經(jīng)納入卓越計(jì)劃，更加強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

本文提出了向面分層分流的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)不同層次的實(shí)驗(yàn)，滿足學(xué)生在初級模塊全面掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，再通過分流，因材施教，將學(xué)生按興趣和特長引入到高級模塊，實(shí)現(xiàn)針對性培養(yǎng)，讓優(yōu)秀的學(xué)生有成就感[3-4]，達(dá)到利用較少的學(xué)時(shí)，也能在特定方向深入學(xué)習(xí)，完成高級實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，具備較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的目的。

1 面向分層分流的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

為了提高教學(xué)效益時(shí)間比，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的課程組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，盡量在短時(shí)間內(nèi)完成基礎(chǔ)模塊中基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作。根據(jù)課程本身的特點(diǎn)和市場的需求，將提高模塊分為兩個(gè)方向：網(wǎng)絡(luò)工程和網(wǎng)絡(luò)編程。根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容和調(diào)研后的學(xué)生興趣與市場需求，本課程實(shí)驗(yàn)分層分流模塊化設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層分流模塊化設(shè)計(jì)

經(jīng)過學(xué)生問卷調(diào)查和對其他國內(nèi)外高校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的研究，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)選擇了簡單的路由器配置實(shí)驗(yàn)和客戶服務(wù)器程序編寫，要求所有學(xué)生獨(dú)立完成。提高實(shí)驗(yàn)則更強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)性和綜合性，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和特長進(jìn)行選擇，保證學(xué)生在固定的學(xué)時(shí)內(nèi)，能夠深入某一個(gè)方向，進(jìn)行深入的研究和實(shí)踐。

2 網(wǎng)絡(luò)工程方向?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：采用sybex公司的路由器模擬器sybex-router，現(xiàn)成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包含Cisco 2611路由器3臺(tái)、運(yùn)行終端模擬程序PC兩臺(tái)和Cisco 1900交換機(jī)一臺(tái)。路由器每個(gè)接口和PC機(jī)的IP地址已經(jīng)分配好，只需要簡單配置即可，內(nèi)容如表1所示。

網(wǎng)絡(luò)工程高級實(shí)驗(yàn)：如表2所示，采用PacketTracer 6.2，自己設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，作IP規(guī)劃，完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基礎(chǔ)配置后，再進(jìn)行一些高級功能的配置。

表1 網(wǎng)絡(luò)工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

表2 網(wǎng)絡(luò)工程高級實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

3 網(wǎng)絡(luò)編程方向?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)編程對學(xué)生能力要求相對較高，其中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，要求編寫客戶服務(wù)器程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）客戶端能實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的連接。

（2）客戶端從鍵盤輸入一行字符信息，發(fā)送到服務(wù)器。

（3）服務(wù)器將收到的字符顯示為字符對應(yīng)的ASCII碼。

（4）服務(wù)器把轉(zhuǎn)換后的ASCII碼發(fā)送到客戶端。

（5）客戶端收到服務(wù)器發(fā)送的ASCII碼，將其顯示在屏幕上。

網(wǎng)絡(luò)編程高級實(shí)驗(yàn)：編寫客戶服務(wù)器程序，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

（6）服務(wù)器支持多個(gè)客戶端的連接，客戶之間的通信要求通過服務(wù)器中轉(zhuǎn)。

（7）當(dāng)客戶端連接到服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器會(huì)要求客戶輸入用戶名和密碼進(jìn)行認(rèn)證，用戶名和密碼保存在服務(wù)器名為user_pass.txt文件中。

（8）如果密碼不正確，服務(wù)器會(huì)要求客戶重新輸入，如果3次出錯(cuò)，則連接失敗，客戶的IP將被鎖定10分鐘，才能再次發(fā)起連接請求。

（9）客戶認(rèn)證成功后，服務(wù)器支持客戶發(fā)送表3中的命令，作相應(yīng)的處理。如果服務(wù)器不能識(shí)別的命令，將會(huì)在客戶端顯示錯(cuò)誤信息。

表3 網(wǎng)絡(luò)編程高級實(shí)驗(yàn)命令說明

在基礎(chǔ)模塊上的分層分流方法和遞進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，可以解決因課時(shí)較少導(dǎo)致實(shí)踐能力訓(xùn)練不足的問題，還可以解決針對不同興趣愛好學(xué)生因材施教的問題。

4 結(jié)語

對我校15級通信工程專業(yè)學(xué)生實(shí)測證明，該實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施明顯提高了學(xué)生的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐應(yīng)用能力。課后的問卷調(diào)查也顯示，學(xué)生對課堂的滿意度有了顯著提升。

[1]楊婕.互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革研究[J].信息與電腦，2015（13）：168-169.

[2]高永兵，趙宇紅，趙艷鋒.基于Packet Tracer的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教改方案[J].計(jì)算機(jī)教育，2015（23）：92-93.

[3]李楠，孫鳳茹，李玉龍，等.模塊化、專業(yè)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索[J].中國建材科技，2014（6）：130-132.

[4]劉杰彥，向渝，詹思瑜.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)探討[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2008（1）：115-117.

Design of computer network experiment based on hierarchical division

Wen Zhan, Li Wenzao, Wen Chengyu
（Communication Engineering School of Chengdu University of Information Science & Technology, Chengdu 610225, China）

The computer network courses for non computer majors, due to few class hours and the different needs of students, is difficult for students to grasp the network practice content furtherly. This paper proposes a design scheme of computer network experiment oriented to hierarchical division where the primary module experiments are set for all students while senior module are divided according to the network engineering and network programming in order to guide students to enter senior project and strengthen their practical ability. Through the actual communication engineering test carried on 2015 stage, it shows that students' experimental ability has improved significantly compared to the 2014 stage. The questionnaire also shows the students' satisfaction degree is also improved.

layered streaming; modularization; network engineering; network programming

成都信息工程大學(xué)教改項(xiàng)目；項(xiàng)目編號：No.Y2015050。成都信息工程大學(xué)通信工程學(xué)院教改項(xiàng)目；項(xiàng)目編號：YJG2017007。

文展（1977— ），女，重慶，副教授；研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器學(xué)習(xí)。