雙創(chuàng)教育模式下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

陳 黎, 饒 堅(jiān), 孫界平, 琚生根

(1. 四川大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院, 四川 成都 610065； 2. 四川大學(xué) 外國(guó)語學(xué)院, 四川 成都 610064)

四川大學(xué)全面貫徹以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為主導(dǎo)的教育理念,堅(jiān)持“以人為本、德育為先、能力為重、全面發(fā)展”的教學(xué)要求,強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、更新能力和綜合素養(yǎng)的培養(yǎng),并把大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)融入人才培養(yǎng)全過程,落實(shí)到教育教學(xué)各環(huán)節(jié)。與此同時(shí),四川大學(xué)還抓緊建立更新教學(xué)內(nèi)容的機(jī)制,通過加強(qiáng)課程的綜合性和實(shí)踐性,并重視實(shí)驗(yàn)課教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力。而實(shí)踐性課程綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)“雙創(chuàng)”人才更是教育的重點(diǎn)。其中,綜合性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié),主要目的在于加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的理解,讓學(xué)生能夠用理論課所學(xué)習(xí)的知識(shí)來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力[1]。

在“雙創(chuàng)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代背景下,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程,尤其是實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革顯得尤為重要。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的主干核心課程之一,是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程。我校計(jì)算機(jī)學(xué)院一直重視計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的教學(xué),近年來,為了提高實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量,把教學(xué)計(jì)劃從原來理論課中抽出部分時(shí)間安排實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)置課程。目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程有48學(xué)時(shí),配套的實(shí)驗(yàn)課程有20學(xué)時(shí)。特別是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中,很多高校都把網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)置課程[2-4],并且開展了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革。這些改革涉及到網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等各個(gè)方面,雖然各高校的教學(xué)模式各有特色,但是都認(rèn)為綜合實(shí)驗(yàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的地位是非常重要的。然而,由于課時(shí)的限制,在教學(xué)改革中,很多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的綜合實(shí)驗(yàn)主要都是在網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、組網(wǎng)、配網(wǎng)等方面,市面上的網(wǎng)絡(luò)教材也主要是針對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。本文結(jié)合課程教學(xué)組多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn),針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的培養(yǎng)目標(biāo),對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了重新的規(guī)劃設(shè)計(jì),提出了綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)大綱,并在學(xué)生中進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐,取得了較好的效果,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的鍛煉起到了很好的作用。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)存在的問題

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的選題,涉及了很多抽象的概念、協(xié)議,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難于理解這些概念之間的關(guān)系、協(xié)議之間的關(guān)系以及協(xié)議之間的工作順序。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生對(duì)于協(xié)議的工作過程做到“眼見為實(shí)”,有助于學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解[5],提高分析問題和解決問題的能力。但是由于課時(shí)或者實(shí)驗(yàn)條件的限制,目前本學(xué)院的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程存在以下一些問題：

(1) 注重基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),忽略綜合實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)課程是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容配套相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)每一章的重要協(xié)議或者原理來進(jìn)行設(shè)計(jì)的,其目的是為了輔助課堂的教學(xué)。這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),無論是協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)，還是模擬器上的虛擬實(shí)驗(yàn)都只針對(duì)單個(gè)原理或者單個(gè)協(xié)議,例如,HTTP實(shí)驗(yàn)通過對(duì)HTTP報(bào)文的分析,讓學(xué)生了解HTTP協(xié)議的工作原理,而HTTP的請(qǐng)求報(bào)文如何通過發(fā)送方發(fā)送到網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)如何把報(bào)文傳送給接收方的過程在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中是無法得到體現(xiàn)的。

(2) 依賴虛擬實(shí)驗(yàn),忽略實(shí)物實(shí)驗(yàn)。由于交換機(jī)、路由器 、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀等實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴,而且更新?lián)Q代速度也很快,實(shí)驗(yàn)教學(xué)都難以更新和追蹤最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù),滿足不了課程對(duì)學(xué)生知識(shí)、技術(shù)和研究能力方面的[6-7]需求。近年來,越來越多的高校逐漸將實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)放在了如何利用模擬器來替代實(shí)物設(shè)備完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn),如Packet Tracer[8-10]、NS2[6]。虛擬實(shí)驗(yàn)雖然可以避免設(shè)備老化、設(shè)備落后帶來的一系列問題,確實(shí)能夠讓學(xué)生在模擬器中去模擬各種實(shí)驗(yàn),但是,有的時(shí)候模擬器中的虛擬實(shí)驗(yàn)并不能真正模擬現(xiàn)實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò),特別是協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)或設(shè)備配置實(shí)驗(yàn)與真實(shí)環(huán)境仍然存在很大的差異。所以,導(dǎo)致學(xué)生在面對(duì)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí),仍然不能發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

(3) 缺乏對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通。在協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)中,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)各個(gè)協(xié)議進(jìn)行分析,例如FTP實(shí)驗(yàn)一般只針對(duì)FTP協(xié)議的工作原理、報(bào)文格式、標(biāo)題行的內(nèi)容進(jìn)行分析從而了解協(xié)議的工作過程。但FTP在完成傳輸過程中,并不是從發(fā)送主機(jī)就直接發(fā)送FTP報(bào)文,而是通過ARP、DNS等一系列報(bào)文的發(fā)送才可能發(fā)送出FTP的報(bào)文。再簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)傳輸過程,都需要很多的協(xié)議協(xié)同才能完成,單個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),不能讓學(xué)生領(lǐng)略網(wǎng)絡(luò)中報(bào)文傳輸?shù)恼鎸?shí)過程。因此,當(dāng)學(xué)生面對(duì)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象分析問題時(shí)往往無所適從,更談不上去利用理論知識(shí)有效解決問題。

2 綜合性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的目標(biāo)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程,是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié),其目的是為了加深理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的理論知識(shí)以及利用理論知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)問題,通過綜合實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練使學(xué)生逐步提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則[8-10]如下。

(1) 理論和實(shí)踐相結(jié)合。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論課的教學(xué)核心是“協(xié)議”,但不是簡(jiǎn)單地了解協(xié)議,而是通過對(duì)各種協(xié)議的學(xué)習(xí),最終讓學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳送過程。因此,在綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中,要讓學(xué)生知道對(duì)協(xié)議的學(xué)習(xí)不僅僅是對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí),而是要通過它們來指導(dǎo)實(shí)踐,能夠具體解決網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題。因此,教師設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)的時(shí)候需要明確實(shí)驗(yàn)的目的是針對(duì)哪些知識(shí)點(diǎn)、要鍛煉學(xué)生的什么能力,從而設(shè)計(jì)合理的綜合實(shí)驗(yàn)。

(2) 虛實(shí)結(jié)合。虛擬實(shí)驗(yàn)有實(shí)物實(shí)驗(yàn)不可比擬的優(yōu)勢(shì),但是也存在一些問題,所以設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)可以采用虛擬和現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的思路。一方面學(xué)生可以利用協(xié)議分析工具獲取真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下各種應(yīng)用傳輸過程中發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)包,通過分析協(xié)議的工作原理加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握,達(dá)到“眼見為實(shí)”的效果；另一方面學(xué)生還可以利用模擬器去設(shè)計(jì)、搭建網(wǎng)絡(luò)及排除網(wǎng)絡(luò)故障來鍛煉動(dòng)手能力,達(dá)到“身臨其境”的效果。通過虛實(shí)相結(jié)合的綜合性課程設(shè)計(jì)將各個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通,以此來幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地逐步提高對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)的認(rèn)知能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。

(3) 提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。綜合實(shí)驗(yàn)應(yīng)該以項(xiàng)目形式分發(fā)給學(xué)生,并提出實(shí)驗(yàn)希望達(dá)到的目的,而實(shí)驗(yàn)的方法步驟應(yīng)該交由學(xué)生自行進(jìn)行設(shè)計(jì),而不應(yīng)該像基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢訉W(xué)生照著教師給出的實(shí)驗(yàn)步驟按部就班地完成。學(xué)生應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)步驟并完成實(shí)驗(yàn)。

(4) 實(shí)驗(yàn)過程“做”和“思”的有機(jī)結(jié)合。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)該根據(jù)教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的設(shè)置一些問題,特別是Wireshark抓包實(shí)驗(yàn),這些協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)相比配置實(shí)驗(yàn)來說,操作步驟簡(jiǎn)單很多。這類實(shí)驗(yàn)的重要意義在于對(duì)捕獲到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析,從捕獲數(shù)據(jù)包中去分析協(xié)議的過程。為此,針對(duì)這樣的綜合實(shí)驗(yàn),首先在設(shè)計(jì)中,需要從整個(gè)數(shù)據(jù)傳送的過程來考慮,不能只分析單個(gè)實(shí)驗(yàn),應(yīng)該分析每一層所涉及協(xié)議的工作情況；同時(shí)應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)考查的知識(shí)點(diǎn)為學(xué)生設(shè)計(jì)相應(yīng)的題目,讓學(xué)生根據(jù)這些題目有的放矢地去分析捕獲的數(shù)據(jù)包。這樣的綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生把整個(gè)通信過程的知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通是非常重要的。

3 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要充分展現(xiàn)基礎(chǔ)性、實(shí)踐性,其主要任務(wù)就是打牢基礎(chǔ),讓學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的基本方法及常規(guī)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。課程組設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要包括：

(1) 應(yīng)用層。Web服務(wù)的配置和HTTP協(xié)議分析、FTP服務(wù)器的配置和FTP協(xié)議分析、郵件協(xié)議的分析、DNS服務(wù)器的配置和DNS協(xié)議分析、基于TCP和UDP網(wǎng)絡(luò)編程。

(2) 傳輸層。TCP協(xié)議分析和UDP協(xié)議分析。

(3) 網(wǎng)絡(luò)層。DHCP服務(wù)器配置和協(xié)議分析、ICMP協(xié)議應(yīng)用分析、路由器配置、路由協(xié)議配置。

(4) 鏈路層。ARP協(xié)議分析、VLAN配置。

4 綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

綜合性實(shí)驗(yàn)指對(duì)兩個(gè)方面的綜合：知識(shí)點(diǎn)上的綜合和實(shí)驗(yàn)手段上的綜合。為此,課程組設(shè)計(jì)了4個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),串聯(lián)各個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),從不同的角度去鍛煉學(xué)生的綜合能力。綜合性實(shí)驗(yàn)采取項(xiàng)目方式,3、4個(gè)學(xué)生組成一個(gè)項(xiàng)目組,完成綜合實(shí)驗(yàn)。綜合實(shí)驗(yàn)的目的是鍛煉學(xué)生解決問題的能力,因此不需要像基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢咏o出明確的實(shí)驗(yàn)步驟,只給出要求學(xué)生需要完成的內(nèi)容和達(dá)到的目的即可。小組的成員根據(jù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)或通過自學(xué)方式了解綜合實(shí)驗(yàn)所涉及的各個(gè)基礎(chǔ)部分的方法,自行設(shè)計(jì)方法步驟來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

4.1 校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)與搭建

在Packet Tracer中搭建校園網(wǎng),熟悉DHCP、NAT、VLAN、DNS、Web等服務(wù)的配置方法。

實(shí)驗(yàn)工具：Packet Tracer。

實(shí)驗(yàn)要求：

(1) 在校園網(wǎng)內(nèi)部搭建Web服務(wù)器、DNS服務(wù)器,校園網(wǎng)用戶和校園網(wǎng)外部用戶均可使用域名訪問Web服務(wù)器；

(2) 校園網(wǎng)內(nèi)部不同網(wǎng)絡(luò)之間采用3層交換機(jī)連接,校園網(wǎng)和公網(wǎng)的連接使用路由器；

(3) 校園網(wǎng)內(nèi)的寢室、圖書館、辦公區(qū)等所有的主機(jī)使用私有地址,除了服務(wù)器以外,客戶端主機(jī)要求通過DHCP自動(dòng)分配地址；

(4) 校園網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)路由器使用靜態(tài)路由配置；

(5) 要求實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)外部的主機(jī)能夠?qū)π@網(wǎng)內(nèi)部的Web服務(wù)器訪問。

邏輯演算所面臨的挑戰(zhàn)是如何給程序一個(gè)語義解釋。這不是為了使命題是真的或者是假的，而是為了說明計(jì)算的狀態(tài)變化，或者任意的進(jìn)程。一階指派語義更加適合，允許基于程序執(zhí)行和指派間的持續(xù)轉(zhuǎn)換關(guān)系的組合定義：

實(shí)驗(yàn)課時(shí)：3課時(shí)。

實(shí)驗(yàn)意義：將網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議和應(yīng)用層協(xié)議的配置綜合起來,鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)、組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)配置的能力。學(xué)生需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,考慮校園網(wǎng)應(yīng)該使用什么設(shè)備,設(shè)備需要配置什么協(xié)議來支持需求。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,需要考慮內(nèi)網(wǎng)IP和外網(wǎng)主機(jī)通信要使用NAT,3層交換機(jī)中需要配置VLAN。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的學(xué)習(xí)過程中,可以安排這樣的綜合實(shí)驗(yàn),把理論和實(shí)際問題綜合起來。

4.2 A Life of Web Page

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是受到James F. Kurose[11]中5.9 a day in the life of a web request的啟發(fā)。通過利用Wireshark捕獲從客戶端主機(jī)發(fā)送HTTP請(qǐng)求到得到HTTP響應(yīng)報(bào)文,獲取Web頁面的過程中進(jìn)入和離開客戶端主機(jī)的數(shù)據(jù)包,并對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析,要求學(xué)生通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行崂砭W(wǎng)絡(luò)通信過程的規(guī)律。該綜合實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行Web服務(wù)器配置、DNS服務(wù)器配置等實(shí)物實(shí)驗(yàn),還要求捕獲數(shù)據(jù)包并進(jìn)行分析。

實(shí)驗(yàn)工具：Windows Server 2008,Wireshark。

實(shí)驗(yàn)要求：

(1) 通過Windows Server 2008中的IIS服務(wù)配置WEB服務(wù)；

(2) 通過Windows Server 2008配置DNS域名服務(wù)；

(3) 客戶端主機(jī)通過域名訪問Web服務(wù)器；

(4) 實(shí)驗(yàn)前,ARP、DNS以及Web的緩存必須全部清空；

(5) 列出整個(gè)過程所用到的協(xié)議以及協(xié)議使用的順序,分析各個(gè)協(xié)議的工作情況。

課時(shí)：3課時(shí)。

實(shí)驗(yàn)意義：該綜合實(shí)驗(yàn)完成了Web服務(wù)和DNS服務(wù)器的配置。重要的是捕獲數(shù)據(jù)包及對(duì)數(shù)據(jù)包的分析。通過分析,可以幫助學(xué)生了解應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層如何工作。通過對(duì)數(shù)據(jù)包傳送過程的分析,學(xué)生能夠了解數(shù)據(jù)包發(fā)送之前需要有ARP協(xié)議進(jìn)行IP和MAC的解析工作,在發(fā)送HTTP報(bào)文之前，需要通過DNS協(xié)議進(jìn)行域名解析。通過解析得到服務(wù)器IP地址以后，使用TCP協(xié)議進(jìn)行三次握手，才能發(fā)送HTTP報(bào)文。這樣的綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生了解協(xié)議的工作原理是非常重要的。單一分析HTTP報(bào)文不能讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)傳送的整個(gè)過程。在實(shí)驗(yàn)的編排過程中,教師可以針對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)置各種問題來幫助學(xué)生有的放矢地分析報(bào)文,以便能夠深入了解協(xié)議的原理。

4.3 郵件服務(wù)的搭建和協(xié)議分析

在局域網(wǎng)內(nèi)部,以Windows為配置環(huán)境搭建SMTP和POP3服務(wù)器,完成電子郵件的發(fā)送和接收過程。在這個(gè)過程中,利用Wireshark捕獲數(shù)據(jù)包,深入理解掌握SMTP、MIMIE以及POP協(xié)議的工作原理,同時(shí)了解郵件地址的域名解析過程。

實(shí)驗(yàn)工具：Windows Server 2008,Visendo SMTP Extender_x64,foxmail,Wireshark。

實(shí)驗(yàn)要求：

(1) 利用Windows Server提供的SMTP服務(wù)搭建SMTP服務(wù)器；

(2) 使用Visendo SMTP Extender Community工具,搭建POP3郵件服務(wù)器；

(3) 在Windows Server下配置DNS郵件域名；

(4) 在foxmail中完成郵件的發(fā)送和接收服務(wù)；

(5) 用Wireshark分別在客戶端主機(jī)以及SMTP郵件服務(wù)器之間捕獲數(shù)據(jù)包。

課時(shí)要求：3課時(shí)。

實(shí)驗(yàn)意義：該綜合實(shí)驗(yàn)的目的是希望學(xué)生能夠體會(huì)郵件服務(wù)的“三步曲”,郵件發(fā)送到發(fā)送者的郵件服務(wù)器,再發(fā)送到接收者的郵件服務(wù)器,最后接收者從自己郵件服務(wù)器中獲取郵件。這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅需要進(jìn)行相應(yīng)服務(wù)的配置,還需要在不同地方獲取數(shù)據(jù)包,來真實(shí)感受郵件發(fā)送的過程。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中采用了DNS來進(jìn)行發(fā)送,主要目的是讓學(xué)生了解在郵件服務(wù)器使用域名時(shí),是通過MX記錄進(jìn)行域名解析,這和4.2中Web的域名解析使用A記錄是不同的。

4.4 網(wǎng)絡(luò)爬蟲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

使用Python編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的爬蟲,并學(xué)會(huì)如何解析Web頁面。

實(shí)驗(yàn)工具：Python。

實(shí)驗(yàn)要求：

(1) 以http://finance.sina.com.cn/ 作為種子,爬取新浪財(cái)經(jīng)版的網(wǎng)頁信息；

(2) 對(duì)于獲取的頁面,提取URL,加入待爬取隊(duì)列；

(3) 從捕獲的頁面中選擇有表格的頁面,學(xué)習(xí)如何從Web頁面中提取結(jié)構(gòu)化信息。

課時(shí)要求：3課時(shí)。

實(shí)驗(yàn)意義：網(wǎng)絡(luò)爬蟲是目前最重要的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,通過設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的爬蟲,讓學(xué)生了解爬蟲的基本原理。包括如何能夠從Web服務(wù)器中抓取頁面,爬蟲的抓取標(biāo)準(zhǔn)是什么？如果服務(wù)器拒絕抓取的原因是什么,如何解決？最后通過從Web頁面抽取信息,讓學(xué)生了解如何從Web頁面中獲取有用的信息。

5 結(jié)語

綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐取得一定的成效。學(xué)生把每一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)當(dāng)作一個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目來做,自己動(dòng)手、自己思考、自己設(shè)計(jì),鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力、提高了綜合素質(zhì),特別是對(duì)于理論知識(shí)的深入理解起到了重要的作用。但是也遇到一些問題：如果基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)同時(shí)完成,需要更多的課時(shí)；實(shí)驗(yàn)課時(shí)的安排偏早,不利于綜合實(shí)驗(yàn)的安排等。在實(shí)踐教學(xué)中,舍棄了編程實(shí)驗(yàn),將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中協(xié)議分析內(nèi)容放在理論課的作業(yè)部分完成,盡量將課時(shí)留給綜合實(shí)驗(yàn)。在綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐過程中,學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、如何利用網(wǎng)絡(luò)工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象進(jìn)行分析、如何利用RFC文檔對(duì)捕獲數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析、如何排除網(wǎng)絡(luò)故障(如解決網(wǎng)絡(luò)ping不通的情況)等。經(jīng)過2屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生感覺在綜合實(shí)驗(yàn)中受益匪淺,在雙創(chuàng)實(shí)踐中奠定了扎實(shí)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。