计算机网络实验
计算机网络实验(精选12篇)
计算机网络实验 第1篇
1高职计算机网络实验室建设
1.1明确高职计算机网络实验室建设意义
1.1.1提高学生实践能力
计算机网络技术发展迅速, 如果学生不提高自己的动手能力, 就很难跟上技术发展脚步。基于此, 教师和学校应采取有效措施, 为学生提供充分的实践机会。建设高职计算机网络实验室就是一个很好的办法, 学生能够在网络实验室中了解最新的计算机网络技术, 并且可以充分练习相关的实践操作, 这对学生实践能力的提高有很大意义。
1.1.2提高教学质量
这主要可以体现在三个方面。其一, 建设计算机网络实验室, 可以为网络课程的教学提供充分的实践操作条件。在计算机网络技术专业中, 学生对于专业知识的学习不能只凭借课堂上的理论知识学习, 还需要在较为全面的了解一部分知识内容后, 通过上机实践, 进行实际操作, 验证自身对于理论知识的理解程度。其二, 建设计算机网络实验室, 可以有效提升教师教学有效性。计算机网络实验室的建设, 能够为教师提供新的教学素材, 让教师充分了解计算机新产品的相关特性, 保证教师的知识一直处于比较先进的水平, 从而提高教师教学有效性。其三, 建设计算机网络实验室, 能够提高高职院校的科研能力。计算机网络技术相关领域的科学研究, 一般都是首先进行理论推导和验算, 然后通过实际的上机操作进行验证。
1.1.3有效提高学生专业技术水平, 促进就业
目前, 计算机网络技术专业的相关工作岗位, 对学生的专业知识和操作能力都有较高要求。在高职院校的教学中, 理论知识的教学占了相当大的比例, 学生几乎没有太多时间和机会锻炼自身的操作能力、创新能力等各方面实践能力。 计算机网络实验室的建立, 可以为学生提供充分的实践机会, 在实践过程中, 学生能够通过不断的尝试与测试, 提高自身的观察能力和判断能力, 对所学知识进行创新和应用, 从而使自身各方面能力都能得到充分锻炼。此外, 应用计算机网络实验室, 教师可以模拟相应的工作情景, 让学生以实验室的设备为工具, 完成一定的工作目标, 从而锻炼学生工作能力, 提高学生综合技能, 促进学生就业。
1.2计算机网络实验室建设的原则
1.2.1针对教学需求原则
计算机网络实验室的建设初衷是为了更好地适应教学需求, 因此, 在建设过程中需要根据教学需求, 进行针对性建设。 目前, 高职计算机网络技术专业的教学一般可以分为网络软件设计和网络管理两个方面。网络软件设计对机器配置的要求很低, 普通机房就能够满足教学需求。对于网络管理部分的教学, 则与组网、网络管理、工程设计、布线等多个方面相关联, 这部分知识的教学对于实践过程非常重视, 相应的实践操作对机器的要求很高, 所以, 在计算机网络实验室的建设过程中, 要着重注意这一部分教学对机器的配置要求, 严格遵守针对教学需求原则。
1.2.2结合市场原则
计算机网络实验室的建设成本很高, 而大多数高职院校的教学资金并不充分。在这种情况下, 高职院校可以适当与一些企业合作, 共同建设计算机网络实验室, 以降低建设成本。在计算机网络实验室建设过程中, 要注意设备选择。当前, 市场中计算机网络技术相关产品数量和种类都很多, 而学生在进入工作岗位时需要一定的适应能力, 这就要求高职院校在建设计算机网络实验室的过程中, 尽量进行跨平台建设, 采用多种设备, 让学生能够在实践中接触更多的技术产品, 提高学生适应能力。
1.2.3一体性原则
计算机网络实验室的建设应和教学考核、科学研究以及社会服务紧密结合。计算机网络实验室具有很强的专业性, 如果只是用于计算机网络技术专业的教学, 不能彻底发挥其作用。对此, 学校应做好计算机网络实验室的使用安排, 在教学时间之外, 安排教师使用计算机网络实验室进行科学研究, 向社会提供更好的技术。
2高职计算机网络实验室实验教学
在高职计算机网络实验室的应用过程中, 需要采取合适措施。
2.1设计全面的实验内容
在计算机网络技术专业的教学中, 互联网协议是核心知识内容, 主要以软件形式出现。高职学生在学习初期, 常常难以很好理解抽象的协议内容, 对此, 教师需要设计全面而具有针对性的实验内容, 让学生能够按照实验内容, 合理使用计算机网络实验室。例如, 教师可以设计这样的实验, 让学生用浏览器访问网站, 然后使用网络协议分析工具捕获并分析数据包, 根据分析结果了解以太网的数据帧、IP分组以及TCP报文等, 促进学生对相关知识的理解。
2.2应用开放的实验教学方式
计算机网络技术专业知识需要学生进行大量的实践操作才能熟练掌握, 如果教师为学生布置大量的固定实验内容, 就会占据学生过多实践时间, 限制学生思维发散和自主学习。 对此, 教师需要采用开放的实验教学方式, 鼓励学生根据自身学习需求, 自行设计学习目标, 让学生能够有充分时间思考和创新。开放的实验教学应更多突出学生主动性, 例如在局域网组网的实验教学中, 教师可以不限定网络结构, 让学生根据小组成员个数自由组网。该实验的教学重点包括常见网络设备及连接线缆学习、双绞线的制作和测试、对等网的组建和共享等, 教师则可以根据学生的完成情况进行必要的点拨。以双绞线制作为例, 学生应了解RJ-45协议, 明白数据传输的基本理论及TIA/EIA标准, 采用568B标准线序, 完成水晶头制作要用测线仪测定, 以验证是否接通。
2.3采用综合实验教学
单一的实验一般只涉及一部分内容, 如果一次实验教学只进行单一的实验, 不易让学生将各部分知识串联起来, 所以, 教师需要进行综合实验教学, 引导学生充分协调各方面知识, 提高知识的综合应用能力。
3结语
在高职计算机网络实验室建设过程中, 学校和教师要明确其建设意义, 严格遵守三个建设原则, 科学设计, 打造最合适的网络实验室。在教学应用中, 教师要科学设计实验, 采取合理的实验方式, 进行综合实验教学, 充分发挥计算机网络实验室的作用。
摘要:在高职计算机网络技术专业的教学中, 网络实验教学是非常重要的一个部分, 然而, 目前很多高职院校计算机网络实验室的建设都不够合理, 无法很好满足教学需求。笔者探讨了高职计算机网络实验室的建设和应用两个方面的相关内容。
关键词:计算机网络,实验室建设,实验教学
参考文献
[1]石幼生.计算机网络实验室建设与实验教学的探讨[J].中国现代教育装备, 2014 (8) :23-24.
[2]杨永华.应海盛.高校网络实验室的建设[J].浙江海洋学院学报 (自然科学版) , 2015 (6) :78.
[3]黄坤.计算机网络实验室建设的方案与实现{J].浙江万里学院学报, 2014 (2) :107.
[4]罗恒洋.计算机网络实验教学模式分析[J].大众科技, 2010 (7) :75-76.
计算机网络实验 第2篇
课程名称
计算机网络实验
实验项目名称
实验四
Ethereal抓包软件高级
学生姓名
专业班级
学号
实验成绩
指导老师(签名)
日期
一.实验目的和要求
1.进一步学习掌握Ethereal过滤规则的设置
2.使用Ethereal捕获Ethernet帧,并对高层协议数据包进行分析
二.实验内容、原理及实验结果与分析
1.在Ethereal中创建并设置以下过滤规则 1.1 捕获局域网上的所有UDP数据包 【过滤规则】 Udp 1.2 捕获本地主机收到和发出的所有FTP数据包 【过滤规则】
Tcp port 21 1.3 捕获本地主机和某一主机之间的远程桌面控制数据包(TCP端口3389)【过滤规则】 Tcp port 3389 1.4 捕获本地主机和),找出其中三次握手的数据包,并进行解释,同时分析HTTP的命令和响应
【实验结果与分析】 第一次握手
第二次握手
第三次握手
发送请求
回应请求
三.讨论、心得
计算机网络实验课程教学探索 第3篇
关键词:网络;实验课教学;问题;探讨
中图分类号:TP393-4 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011)06-0000-01
Computer Network Experimental Courses Teaching Analysis
Ma Yao
(College of Computer Science,South-central University for Nationalities,Wuhan430074,China)
Abstract:The computer network experiment curriculum teaching is raising the student actually beginning ability,grasps the computer knowledge aspect to play the influential role thoroughly.In the article analysis current universities and technical institutes colleges and universities network experiment teaching exists did the question,how to strengthen the network experiment class the educational reform to make certain tentative plan.
Keywords:Network;Experimental courses teaching;Question;Discussion
随着计算机通信技术的发展,计算机在人们的生产生活中得到了越来越广泛的应用,因此,熟练掌握计算机技术已经成为了当前对人才的一项基本要求,目前我国各大中专院校都开设了计算机专业课程,其中计算机网络课程就是重要的一门基础课程。计算机网络是一门理论性和实践性都很强的课程,因此,学生们要学想好这门课程,掌握真正的计算机网络技术,不仅需要扎实的理论知识,而且还要培养学生的实际动手操作能力,所以,做好计算机网络课程的实验教学就显得十分重要。
一、当前计算机网络课程教学中存在的问题
(一)对实验课的重视程度不够。在教学过程中,我们常常把理论知识的讲授作为教学的中心环节而十分重视,而忽视了学生实际动手能力的培养,因此,导致教育出来的学生往往“眼高手低”,理论讲出来头头是道,实际动手能力明显不足的情况。这种状况,在计算机网络课程的教学过程中也普遍存在。不少院校的实验课程开设都是依附于教学工作的,只是作为教学之外的延伸或者补充,并没有将实验课真正独立地开设起来。对于计算机网络实验课的在认识上存有误区,重视程度上明显不够。由于重视程度的不足,就导致实验课的设置不规范,内容不系统,与理论的联系不紧密,造成学生理解和掌握困难,难以有效地学以致用,导致学生对该门课的学习不热情。
(二)实验内容过于简单、陈旧。当前科技发展速度异常迅猛,计算机技术更新换代周期不断缩短,频率不断加快。以主机硬件来说,现在双核技术都已经普及,CPU运算能力异常强大。以操作系统为例,目前VISTA技术都已经被Win 7所取代,但与现实计算机通信技术发展不相匹配的是目前我国院校的计算机网络课实验内容过于简单、陈旧。如大多数实验内容仍停留在Windows2000的操作系统时代;甚至连小学生都已掌握的网页浏览、收发电子邮件、软件下载安装等操作技术仍出现在大中专院校的实验教学课程安排上,过于简单、陈旧的内容无疑难以激起学生更多的学习兴趣。
(三)理论课与实验课之间的关联度较小。现今的计算机网络课程教材,大都能及时跟上当今计算机发展的趋势,将较新的理论知识吸纳到教材中来,如目前广泛应用的TCP/IP网络协议,局域网的组建和管理等等。但由于这些内容没有在实验教材中反映出来,因此,导致在实验安排上和理论课的讲授内容上关联度比较小,学生很难将在课堂上难以理解的理论内容通过实验亲自动手的方式予以理解清楚,即使有的实验课安排了相关的实验内容,也往往由于此类实验对计算机软硬件配置要求较高,而院校实验室机器过于老化而难以担当起大型实验的重任。通过调查发现不少学校实验室的计算机CPU的运算能力仅在1.6G,内存容量256M甚至128M,这样的配置连顺利运行Windows XP系统都成问题,就更不用说进行其他多数据交换的实验了。
二、计算机网络实验课的教学探讨
(一)加强计算机网络实验室的建设。一方面有关领导应加大计算机网络实验室的重视力度,积极拨付更多资金,严格按照计算机网络实验室的标准,对当前大中专院校的计算机实验室进行升级和改造;另一方面,组织有关人员根据当前计算机网络技术的发展趋势编订新的网络实验室专用教材,并和计算机网络课程的教材内容配套起来,以方便学生理解和动手操作。
(二)重视规范实验教学环节。在进行每个实验前,每个学生一定要事先写出实验步骤和环节,明确每个实验的目的和意义所在,并要求学生在实验结束后及时完成实验报告,对于实验过程中遇到的问题和解决的办法,应该在报告中予以体现,以培养学生发现问题、解决问题的能力。
(三)将网络仿真软件应用在实验教学中。在实验教学过程中,应用仿真软件进行教学,有利于增强学生的真实感,有利于增强学生对理论知识的深入理解。如学生在TCP协议实验中,经常出现实验用的测试程序发送的数据包被系统处理或者丢弃的现象发生,造成这种现象的原因在于现有的操作系统内核已经实现了TCP协议栈,此外还在于现有主机和路由器等网络节点的协议栈原理、功能和实现也有不同。因此,借助网络仿真软件,就可以模拟出与实际工程类似的实验环境,因而可以更好地增进学生的理解,培养学生处理问题的能力。
(四)合理使用协议分析帮着学生理解分层理论。网络协议分析是网络课程教学的重点,由于分析十分抽象,所以学生掌握这部分内容往往感到十分困难。因此,在讲授协议分析这部分的时候,可以借助协议分析工具如Ethereal、Sniffer、Natxray等,或者专门的协议分析仪器Optiview,对TCP/IP层次结构中的应用层、传输层、网络层、链路层等重要网络协议进行分析,以加深学生对各层主要协议基本原理和实现过程的理解。
三、总结
总之,随着计算机网络技术的不断发展,计算机网络实验课程的教学改革也必将不断深入下去,要求我们广大教育工作者必须及时更新观念,学习掌握最新的计算机网络知识和技术,并将之更新到网络实验教学中去,只有这样,才能为我国培养更多高素质的网络建设人才。
参考文献:
[1]周志宇.基于创新能力培养的计算机网络教学探索[J].现代电子技术,2007,(4):189-191
计算机网络实验 第4篇
随着互联网的蓬勃发展,计算机网络在社会经济和人们生活中占据着越来越重要的地位。为了更好的融入到这个信息化世界中来,越来越多的人想要了解网络,获取与网络有关的知识。
基于WEB的虚拟计算机网络实验平台是配合高校计算机专业网络课实验教学,开发的一个具有演示和简单交互功能的虚拟网络实验平台,并以网页的形式向用户展示,能让学习者在平台上进行虚拟的网络实验。
虚拟网络互联设备路由器、交换机的实验是一个专门介绍网络互联设备相关知识, 模拟网络互联设备相关实验的多媒体系统。本系统主要采用Dreamweaver+Flash技术,并辅以多种图片处理软件对系统的整体效果进行加工。通过基础教学部分和实验部分向学习者介绍了网络互联设备交换机中基础的、关键的知识,并为学习者提供了一个模拟的网络互联设备交换机等实验的平台,其中基础教学部分精心挑选目前最流行的网络互联设备,简单介绍其的相关知识以及新技术的基本概念;实验部分是基于网络互联设备实验的教学环节:并给出了实验的操作步骤;完整的实验操作过程的演示;提供一个Flash模拟的实验环境。系统界面饱满丰富,使得学习者能在虚拟的网络环境中获得知识。
(二)需求分析
1. 功能要求:要求系统能满足高校师生对于计算机网络实验课程教学工作的需要,能够仿真真实路由器、交换机、无线网络、网络服务器进行交互配置操作,如果命令输入正确则可以顺利进入下一步或下一页面,如果命令输入错误,则程序会给出错误提示。同时对于不太熟悉操作命令的使用者,还能够提供各实验的演示过程以供参考。
2. 界面要求:界面一般都要简洁、美观,符合教学系统的基本要求,使学习者可以一目了然的了解系统的功能,并容易上手使用,降低学习者使用系统的难度和所耗费的时间,可以提高工作的效率。尽可能真实模仿各种网络实验界面窗口,配置过程及结果等。
3. 性能要求:系统除应必须满足对定时约束或容量约束,通常包括速度(响应时间)、信息量速率、主存容量、安全性等方面的需求。此外,系统还应具有良好的兼容性和稳定性。在可扩展性方面,系统主菜单和各功能菜单(即课程实验列表菜单)采用了JS+HTML结构,若今后有课程内容或实验需要继续增加扩展,仅需要通过适当的修改HTML文件,不需要再去修改网页的框架以及复杂的JS脚本函数即可以轻松地实现扩展。
(三)系统总体设计
整个虚拟计算机网络实验平台,包括了目前网络实验课程当中比较普遍的也是目前开设网络实验课程当中重点部分,如:网络互连设备(交换机、路由器等)配置、无线网络(无线AP、无线网卡)的配置、网络服务器的配置等。在每个实验当中都设定了基础教学环节、实验演示环节和模拟实训环节。
(四)系统的详细设计
互动模块的设计是整个实验平台开发的重点也是难点,通过实现互动模块,可以使学习者对重点知识学习之后检验自己的学习效果以及对重点知识的掌握情况。互动模块主要是实现人机交互,在虚拟的环境中对网络互连设备路由器、交换机等进行与实际相同或相近的配置。
对于用户而言,人机界面就是系统本身。很大程度上,软件的易用程度和界面的交互友好与否直接影响着软件的声誉和前景,而易用性很大程度上又取决于人机交互的品质,因此人机界面设计显得相当重要。
该网络实验平台是以键盘为主的交互方式的可视化设计平台,人机界面的发展总是伴随新技术的产生。而在人机交互技术的设计中,应具备以下基本原则:(1)以交互功能作为界面设计的核心。使人与计算机之间能够准确地交流信息是人机界面的关键。一方面,人向机器输入时应当尽量采取自然的方式;另一方面,机器向人传递的信息必须准确,不致引起误解或混乱。还有,不能把内部的处理、加工与人机界面混在一起,以免互相干扰,影响速度。(2)界面必须始终一致。一致的人机界面不致增加用户的负担,让用户始终用同一种方式思考与操作。最忌讳的是每换一个屏幕用户就要换一套操作命令与操作方法。尽可能不改变用户已经熟悉的操作功能键(例如Ctrl+s来保存文件)设定界面的缺省状态。(3)界面必须能够提供帮助。让用户驾驭软件,而不是软件驾驭用户。尽可能减少用户的记忆,为此可建立容易记的快捷键(例如Ctrl+p启动打印),采用演进形式显示提示信息,以免要用户一次记忆大量的信息等。有关的提示、信息、说明应该放在随手可得的位置。
设计人机界面时,经常会遇到灵活性与一致性的权衡问题。原则上,对某一软件来说,用户的思维方式应当是一致的,操作与控制的方式也应当是一致的。只有这样,才能减轻用户使用软件的困难,使用户不知不觉地进入统一的思维框架,从而正确地、顺利地应用这个软件。另外还应当让它们有一定的灵活性,能够自由地选择某些功能的操作方式。
我们通过ASP VBScript脚本编程实现了交换机互动模块即模拟实训和课后练习部分。通过Flash Action Script脚本修改及扩充了路由器部分的互动模块。
1. 路由器互动模块的设计
当用户选择了一节交互部分时就会出现由Flash制作而成的交互界面,选择第一步再按照要求输入相应的配置命令,命令之间用空格隔开,输完后回车加以确认,此时系统就会进行判断如果输入的是正确的命令并且该步不是最后一步,那么就会进入到下一步的操作然后再重复前面的循环;如果输入的命令是错误的,系统会给出提示信息,这可以分为三种情况:一是没有输入任何命令,系统会显示该命令丢失;二是输入了错误的命令,系统会显示该命令错误;三是输入了多余的命令,系统会显示命令太多。这时用户可以删除错误的部分再输入正确的命令回车重新加以确认即可。倘若用户记不起某些配置命令那么可以切换到演示模式下观看相关的配置步骤,然后再切回交互状态继续进行配置。
当用户输入的命令出现不同的错误时系统会根据不同的情况做出相应的处理,即调用相应的处理函数并给出相应的提示。
2. 交换机互动模块的设计
(1) 模拟实训部分的实现
模拟实训部分是交换机仿真教学系统中最重要的交互部分,是通过JavaScript脚本编程实现的。
模拟实训部分初始状态是第一个关键词显示,即SWITCH>显示,而光标随着输入的字符移动。
当用户输入指令错误后将会提示Bad command of file name,键入退格键后将会重新进入输入状态。实现函数如下
用户根据提示输入相应的命令。当输入的命令正确时,将进入下一步实验;若输入错误,则弹出错误信息,用户根据错误信息改正命令后可继续进行下面的实验。
(2)实验练习部分的实现:
在用户进行模拟实训之前还可以进行交换机的配置练习,以便达到更好的学习效果。实验练习部分是通过ASP进行脚本编程实现的。在练习过程中
1)流程完全按照FLASH演示
2)所有命令区分大小写
3)不能打回车,只能手动点击确定按钮,否则跳回第一条命令
以交换机基本参数配置为例,页面文本框和按钮分别起名,每个文本框和按钮区分开
点击按钮有一个触发的函数, 用来传递参数
格式为onClick="return check1 () "
具体函数为javascript语言编写, 在程序紧接body下面,
函数实现方法如下:
此函数实现传参, 此参数用在下面
具体流程如下
对文本框id1进行判定, 当点击确定按钮时触发事件, 如果传来参数是该文本框参数, 如果文本框为空或不等于“enable” (应输入命令) , 则在其下行输出“指令错误重新输入”, 否则显示下行命令文本框。
(五)系统测试
测试是软件开发时期的最后一个阶段,也是软件质量保证中至关重要的一个环节。测试的目的与任务可以描述为:目的是发现程序的错误并定位和纠正错误。
任务是通过在计算机上执行程序,暴露程序中潜在的错误并消除软件故障,保证程序的可靠运行。
测试与纠错的关系,可以用图的数据流图来说明。图中表明,每一次测试都要准备好若干必要的测试数据,与被测程序一道送入计算机执行。通常把一次程序执行需要的测试数据称为一个“测试用例(Test Case)”。每个测试用例产生一个相应的“测试结果”。如果它与测试结果不符合,便说明程序中存在错误,需要用纠错来改正。测试阶段的信息流如图1所示:
在整个系统的创作过程中,我们对系统进行了模块测试,把每个模块作为单独的实体来测试,尽早的发现错误并进行修改,目的是为了保证每个单元(模块)能正常运行。以避免在多级页面下带来的测试不便。然后在系统的深入创作过程中,对各子系统进行了链接和可用性测试。
(六)结束语
网络互连设备模拟实验系统的设计与实现已经达到了预定的目标。有了本实验系统学生们可以不需要进入实验室就能通过操作本系统进行一些网络实验课程中网络互连设备(如交换机、路由器)的学习。本系统具有比较友好的界面,另外在交互部分还为学习者提供了不同的帮助或提示。
摘要:基于WEB的虚拟计算机网络实验平台是配合高校计算机专业网络课实验教学, 开发一个能够具有演示和简单交互功能的虚拟网络实验平台, 并以网页的形式向用户展示能让学习者在平台上进行虚拟的网络实验。
关键词:WEB,网络实验,虚拟平台,互联设备
参考文献
[1]黎连业.路由器及其应用技术[M].北京:清华大学出版社, 2005, 8.
[2]陆魁军.计算机网络工程实践教程[M].北京:清华大学出版社, 2005, 12.
计算机网络实验 第5篇
试验一 网络简单观察实验(上机随堂测试)
1.2.3.4.5.6.7.观察了解网卡、线缆、集线器、路由器等设备; 掌握windows中的网络组成及各项参数; 了解通过TCP/IP协议连接上网的方式; 配置windows系统网络的各项参数; 练习使用与网络设置、配置、测试等有关的命令; 掌握windows系统的各种与网络有关的配置和操作; 学习和了解各种网络应用软件的使用;
实验二 学习使用Linux操作系统(上机随堂测试)
1.2.3.4.了解Linux系统的特性; 安装linux系统; 学习使用linux图形用户界面; 学习使用linux命令;
实验三 使用Wireshark(原名Ethereal)进行网络抓包实验(撰写实验报告)
1.了解wireshark的功能;
2.下载、安装wireshark;
3.使用wireshark对网络数据进行抓包分析;
实验四 搭建FTP服务器(撰写实验报告)
1.windows平台下ftp服务器的搭建(要求配置不同账号、不同权限,并测试);
2.linux平台下的ftp服务器的搭建;
实验五 网页制作与发布(撰写实验报告)
1.2.3.4.5.学习Html语言的语法、规则; 完成简单网页页面; 完成自我简历网页的设计; 了解使用IIS、Apache软件的功能; 安装IIS、Apache软件(选作);
对完成的网页使用IIS或Apache软件进行发布(选作); 6.实验六 windows对等网的连接实验
1.配置网卡并学习网络硬件的连接方式;
2.完成对等网络的组建与测试;
3.1.实验两人一组,自由组合,协作完成,每组提交报告一份;
2.实验报告内容记录实验过程,包括截图和结果等,不描述大量无关的背景知识等;
3.严禁拷贝抄袭,尤其是网络上的资料,要的是自己的实验结果;
计算机网络实验教学的设计与思考* 第6篇
摘 要:针对高校计算机网络实验教学,文章提出了将协议实验与服务器配置相结合,提升学生实践能力的同时加深学生对网络协议理解的实验设计方法。本设计首先分析服务的功能、确定服务配置参数及服务协议知识点,借助虚拟机平台搭建服务器和客户机拓扑,然后进行服务配置和功能测试,最后利用Wireshark软件对协议包进行获取和分析。通过DHCP协议实验设计过程为例,证实了该方法的可行性。
关键词:实验设计;网络协议; DHCP;协议包分析
中图分类号:G434文献标识码:A 文章编号:1673-8454(2014)10-0071-04
一、引言
《计算机网络》是信息技术相关专业本专科的必修课,是计算机科学与技术专业考研必考科目之一,要求学生掌握一定的理论深度。同时,网络技术应用范围越来越广,社会对掌握网络工程实践技能的人才需求越来越大。针对这种状况,我们将网络课程的目标设置为:使学生熟练掌握计算机网络的体系结构、局域网、广域网、网络互连和Internet协议等网络基本原理和配置技术,让学生能够“学网”、“建网”、“用网”和“管网”,为后续学习和未来工作打下扎实的理论基础和实践技能。如何加深学生对网络理论的理解以及让学生掌握较强的实践能力,网络实验起到了至关重要的作用。
目前,高校开设的《计算机网络》实验主要包括了三类:一是计算机网络协议实验,通过让学生对网络协议包的抓取和分析,加深对网络体系结构,网络协议的语法、语义以及协议执行顺序的理解。二是网络工程实验,帮助学生学会交换机、路由器以及服务器的配置,掌握管理局域网和广域网基本技能。三是计算机网络编程实验,培养学生网络编程的思想和方法。通过这几类实验的培养,基本能够满足本课程培养目标要求。
目前的网络实验模式存在以下问题:有些学校没有条件建立专门的网络协议实验室和网络工程实验室,无法开设网络协议实验,影响了学生对协议的理解;其次,很多高校的网络协议和网络工程类是专门的软硬结合的实验室,两个实验室中开设的实验内容相互隔离,无法根据教学需要自主设计和调整实验内容;网络工程实验只关注网络设备和服务器的配置与管理,并未考虑服务实现中协议的作用。这种实验方案无法将两类实验相结合,培养工程能力同时加深理论理解。如何解决以上问题,打破协议实验和工程实验之间的壁垒,满足无协议实验室高校能够开设网络协议类实验,是本文要解决的主要问题。
二、问题的解决方法
《计算机网络》中最重要的概念就是网络协议。单纯依靠教师讲解网络协议,学生缺乏对网络协议的感性认识,无法深入地理解网络协议。由于技术的不断发展,网络工具越来越多,出现了各种网络嗅探器,如Sniffer、Wireshark等,这些工具能够进行协议数据包的获取和分析,因此能有效地弥补无网络协议实验室的问题。此外,网络虚拟机软件的出现,能够在一台计算机上搭建客户/服务器等复杂网络拓扑,为学生独立完成从网络服务拓扑搭建到服务功能测试的实验提供了技术支持。
由此可知,在普通机房中开设网络服务器配置管理与协议分析实验是可能的。但如何达到培养目标,最重要的问题是提供精心设计的实验内容,在实验中融合服务功能和服务协议分析,在潜移默化中让学生深入理解网络协议的功能和作用。
1.Wireshark抓包软件简介
Wireshark(前称Ethereal)是一个网络抓包分析软件,其功能是抓取网络中各层次的协议数据包,并尽可能显示出最为详细的网络协议包的信息。网络管理员可以使用Wireshark来检测网络问题,网络安全工程师可以使用Wireshark来检查资讯安全相关问题,我们可以使用Wireshark来学习网络协定的相关知识。[1]本文主要利用Wireshark来获取并分析网络协议的语法、语义和顺序,为学生深刻理解网络协议和体系结构提供帮助。
2.VMware Workstation软件介绍
VMware Workstation是一款功能强大的桌面虚拟计算机软件,它可在一部实际机器上模拟完整的网络环境,以及可便于携带的虚拟机器,利用VMware Workstation,可以在一个窗口中加载一台虚拟机,它可以运行自己的操作系统和应用程序。用户可以在运行于桌面上的多台虚拟机之间切换,通过一个网络共享虚拟机。该软件为我们在普通的PC机上实现客户/服务器网络拓扑结构提供了支持。
3.实验设计的思路
本类实验设计主要包括了以下步骤:
(1)确定实验拓扑结构。该阶段是整个实验成功的关键,其主要任务是确定配置的服务器、客户数量,考虑是否需要转发设备等。
(2)根据服务器的功能,确定服务器和客户机配置的参数以及如何通过客户机测试服务器的功能。
(3)如有转发设备或者中间设备,确定中转设备的数量、硬件结构和配置参数。
(4)实验拓扑中的每台设备(包括服务器和客户机)都安装Wireshark软件,设计在哪些设备上抓取协议包以及抓取该协议的哪些种类报文等。
(5)通过课程纲要中对协议的知识点要求,确定需要对哪些类型的协议报文进行分析以及如何分析协议的顺序。确定重点分析协议报文中哪些字段及这些字段在协议中作用。
三、实验设计实例——DHCP实验设计
按照实验设计的步骤,我们以DHCP实验为例,介绍了如何应用该设计方法,进行DHCP实验内容的设计与实施。
1.DHCP协议的分析
动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP)是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员提供作为对所有计算机进行中央管理的手段。
DHCP是一种典型的客户/服务器的服务模式,主要任务是IP地址的分配。DHCP对服务器的主要配置和管理就是对其预分配的地址范围数据库的管理。该地址范围可以是一个网络的也可以是多个网络的。客户机的配置就是使其能够实现自动地址获取配置。
DHCP服务器除了能够为本局域网内的计算机分配IP地址外,还能给外网的机器分配IP地址,为此需要设计一台DHCP中继代理服务器,该中继设备需要连接两个网络,可以对不在同一网络中其它客户机的请求和应答信息进行转发。
DHCP协议实现过程中共有7种报文。Dhcpdiscover是 client开始DHCP过程中的第一个请求报文;dhcpoffer 是server对dhcpdiscover报文的响应;dhcprequst 是client 对dhcpoffer报文的响应;Dhcpdeclient是client发现server 分配给它的IP地址无法使用(如 IP地址发生冲突),将发出此报文让server禁止使用这次分配的IP地址的报文;dhcpack是server对dhcprequst报文的响应,client收到此报文后才真正获得了IP地址和相关配置信息;dhcpnack是server对client的dhcprequst报文的拒绝响应,client 收到此报文后,一般会重新开始DHCP过程;dhcprelease是 client主动释放IP地址,当server 收到此报文后就可以收回IP地址分配给其他的client。
2.DHCP实验的拓扑设计
按照对DHCP的分析,我们设置了2台服务器,一台用作DHCP服务器,一台用作DHCP中继代理服务器,该DHCP中继代理服务器上需要配置两块网卡,一块连接内网,一块连接外网。为了验证IP地址的分配结果以及转发的结果,至少需要两台客户机,是分别进行内外网地址获取的验证设备。按照上述要求,设计了如图1所示的拓扑结构。
3. DHCP实验内容的设计
(1)按照设计的DHCP实验拓扑结构,安装两台Windows 2003 server虚拟机和两台Windows XP虚拟机。其中一台server虚拟机设置为DHCP服务器,另一台server虚拟机设置为DHCP中继代理服务器(也称转发器),并在该机器中配置了两块网卡。设置两个网段,即LAN segment1、LAN segment2。把DHCP服务器、客户机A、DHCP中继代理服务器的网卡1(本地连接)设置为LAN segment1,把客户机B、DHCP中继代理服务器的网卡2(本地连接2)设置为LAN segment2。
(2)设置DHCP服务器的IP地址、网关、DHCP作用域(LAN 1和LAN 2的地址范围)。实验时将DHCP服务器的IP地址设置为192.168.10.1,网关为192.168.10.30(指向DHCP中继代理服务器的IP地址),DNS为192.168.10.1;设置第一个DHCP作用域area1,范围为192.168.10.2~192.168.10.50,要排除的IP地址为192.168.10.30,租约期限使用默认,路由器(默认网关)为192.168.10.1;设置第二个DHCP作用域area2,其范围为192.168.20.2~192.168.20.50,地址租约期限设置默认,路由器(默认网关)为192.168.20.1;建立超级作用域hr,包括area1和area2两个作用域,并授权。
(3)DHCP中继代理服务器的配置。DHCP中继代理服务器的网卡1连接DHCP服务器,IP地址为192.168.10.30(DHCP服务器的网关地址),网卡2连接LAN 2,IP地址为192.168.20.1;在该机器上配置路由转发和DHCP中继代理功能使子网192.168.20.0的客户机可以使用子网192.168.10.0的DHCP服务器。
(4)用主机A和B进行内外网获取地址的测试。将机器的TCP/IP属性设置为“自动获取IP地址”以及“自动获取DNS服务器的地址”。
(5)DHCP协议实现过程中共有7种报文,为了尽可能测试各种协议报文的作用和执行顺序,设计了以下实验内容,每个实验前都需要:打开所有设备上的Wireshark软件,设置为俘获DHCP协议数据包,并启动数据俘获功能。每个实验结束后都停止俘获报文并进行实验分析。
①分别在每个客户机上使用命令IPCONFIG /all查看获取IP地址的结果,并整理获取的所有DHCP报文,分析报文的地址和类型字段。列出俘获的各类DHCP报文的顺序。
②分别在每个客户机上使用命令。IPCONFIG /release释放IP地址,整理获取的DHCP报文,分析这些报文的地址和类型字段。列出俘获的各类DHCP报文的顺序。
③将DHCP中继代理服务器上。Wireshark软件打开,在其两块网卡上设置DHCP协议报文的俘获,然后分别在两个客户机上使用命令IPCONFIG /renew重新获取IP地址。停止DHCP中继代理服务器上的DHCP俘获,整理两个网络接口上获取的各类DHCP报文,分析报文类型和顺序。对两个接口上俘获的DHCP请求、应答报文的地址信息进行记录然后比较。
4.DHCP实验结果分析
按照实验设计得到以下的实验结果:
(1)在两台客户机上执行了IPCONFIG /all命令后,两个主机上均获得了正确的IP地址,证明DHCP服务设置正确。同时,我们在实验的DHCP服务器上获取了地址分配时的DHCP报文,如图2所示。在图2中用方框标识的是为主机A分配IP所用DHCP报文,可以看出DHCP地址分配使用了四类报文,分别是dhcpdiscover、dhcpoffer、dhcprequest和dhcpack,以上列出的顺序就是该协议报文的执行顺序。图2下半部分是dhcpoffer报文的解析结果,通过解析清楚地看到拟分配的地址是192.168.10.2以及该地址的各种租约期限等。
(2)使用IPCONFIG /release后,在DHCP服务器上获取了如图3上半部分所示的数据包,表示192.168.20.2(客户机B)、192.168.10.2(客户机A)释放IP地址时仅使用了一种报文,即dhcprelease报文。使用IPCONFIG /renew后,在DHCP服务器上俘获的DHCP报文如图3下半部分所示。从图3中可以看出,renew过程相当于执行了一次地址释放和一次地址分配过程。在图3中,用方框标识的是主机A地址获取时的DHCP报文,剩下的报文则是主机B地址获取时的DHCP。
(3)在DHCP中继代理服务器上,网卡1上俘获的DHCP报文如图4上半部分所示,网卡2上俘获的DHCP报文如图4下半部分所示。从图4上下两部分的对比发现,主机B发出的dhcpdiscover和dhcprequest,在LAN segment2上传递时,报文的源地址为0.0.0.0,目标地址为255.255.255.255,由此证明是广播传递。经DHCP转发器转发后,报文的源地址为192.168.20.1(DHCP中继代理地址),目标地址为192.168.10.1,转变为单播传递。为了更为清晰地表达,我们在图4上下两部分的对应位置上用方框进行了标识。从以上对比证实了DHCP在跨网地址分配时,DHCP的请求应答报文在不同的网段上以不同的传播方式进行传递。
四、结束语
计算机网络是一门理论与实践结合非常紧密的课程,通过实验能够加深对理论的理解,掌握计算机网络工程的实践技能。精心设计的实验,能够让学生在工程中深入理解网络原理,激发他们的求知欲望,同时充分利用现有信息技术,解决一些学校在设备不足的情况下,提升学生的综合设计性能力的实验思路。本文以网络中常用的DHCP协议为例,介绍了该类实验设计的思路。限于篇幅,文中未将所有的实验结果罗列出来,如仅将dhcpoffer的解析展示给大家,教师还可以根据需要设计分析更多的协议报文以及协议字段的信息,引导学生进行深入思考。希望通过本文,给教师们一点参考,能够促进教师将多年的教学经验进行总结,为学生精心设计更多的综合性实验,帮助学生达到课程培养的目标。
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计算机网络实验教学探讨 第7篇
一、计算机网络实验教学策略
培养创新人才, 实施创新教育必须注重开发训练学生的创造思维, 鼓励学生以独特的方法去思考, 不断地提出问题, 并以实验验证, 鼓励学生开拓思路, 用不同的方案解决同一个问题, 以求最佳实验效果, 力求在实践中得到验证。计算机网络实验环节教学设计是依据对学习需求的分析, 提出解决问题的最佳方案, 使教学效果达到优化的系统决策过程。根据计算机网络实验教学的要求和目标, 对适合实验教学的内容进行教学设计, 在实践中可以采用如下策略:
1.自主式学习策略
教师对计算机网络实验的内容进行分析, 通过精心地教学设计, 培养学生独立搜集、分析、组织和表达信息的能力, 培养学生自主探究的意识和技能。在计算机网络实践的内容和环节上进行改革, 坚持以学生为本, 教师将每次实验内容制作成实验指导书, 简要地概括本次实验相关的基本理论知识点、实验目的、实验重点内容及操作难点在所, 结合实验难点给出相应提示, 对学生实验提出具体要求。教师要求学生自己通过查阅相关资料和使用网络资源来独立完成实验内容, 倡导由学生自主研究解决实验过程中出现的问题。在一些关键问题上, 教师作相应的启发性提示、释疑和引导。
2.探究式学习策略
在教师指导下, 学生研究式学习, 在这种方式下, 教师鼓励学生发现实验过程中出现的问题, 引导学生进行合理地推理分析, 将所学知识创造性地解决实际问题。以校园网建设为例进行网络拓扑图的设计, 教师引导学生熟悉不同网络设备以及相关的接口, 如路由器、交换机、主机, 在这基础上学习利用不同网络设备搭建网络系统。
3.协作式学习策略
协作式学习具有交互方便、灵活多样的特点。在计算机网络实践性教学中, 采取分组实验, 让学生合作来共同解决问题, 这样既可以加强学生之间的相互学习研究、协调沟通能力, 又可以培养学生的团队合作精神, 在相互协作中快速地完成实验项目, 集体的成功的快感会极大地激发学生的学习计算机网络的积极性。
4.情感激励法策略
情感激励法是教师在教学过程中利用情感因素的作用激发学生的学习积极性、提高教学效率的方法。在计算机网络实验时, 教师的面对面的对学生进行提问, 现场评分, 无形中促使学生之间产生一种竞争和激励, 这种竞争和激励会进一步推动学生学习的主动性和能动性。在情感激励法下, 不少学生在做完基本实验内容后, 主动积极地去扩展实验内容, 这样会使学生更进一步地拓展学习网络相关理论。
二、实验室开放的总体要求与模式
计算机网络实验教学促进了学生对计算机网络理论知识的理解, 开放的计算机网络实验室给学生提供一个相对轻松的学习场地, 有利于学生对计算机网络基本理论知识的掌握和理解。学生在计算机网络实验过程中发现问题后会创新性提出解决方案, 从而提高了学生的创新能力。
为培养学生的创新能力, 开放教学实验室就形成了一定的环境, 给学生创造了一定的条件。不仅在时间上开放实验室, 而且在教学方法和教学手段上开放, 从而改变传统的以传授知识为主的教学方式, 树立以传授知识和培养能力并重的观念, 将学习的主动权交给学生, 最大限度地激发学生学习的积极性。因此, 这也是教师计算机网络实践性教学观念意识上的开放。为了培养学生的创新精神, 体现以学生为中心的教育理念, 实行全方位、多层次的开放式实验教学与管理。在长期的实践中, 使用了以下几种开放方式:
1.时间的开放
突破实验教学在时间上的限制, 结合学院特点和专业特色, 开放实验网上预约系统、为学生搭建网络化实验教学平台。在工作日保证开放实验室的基础上, 根据学生实际需要安排晚上及双休日开放实验室。时间上可以预约开放, 由学生事先向实验室提出申请, 对需要做的实验内容及所需的仪器、设备、元器件提出要求, 然后网络实验室根据学院的实际情况、学生人数及实验内容由实验室统计统一安排。
2.内容的开放
学生可以做基础实验, 也可以做尚未取得实验结果的实验, 更欢迎做一些自行设计的实验。学生在完成一个阶段实验任务后, 由教师统一安排时间, 对该阶段的实验内容集中开放。各阶段学生可按照实验室所规定的时间去实验外, 还可以自己安排开放时间去实验室复习和操作。学生除完成规定的实验内容外, 鼓励学生参加科技活动型开放实验, 吸收优秀学生参与教师的科研项目。在计算机网络实验内容的多层次、多角度地考虑, 促使更多学生在完成基础性实验后去参与复杂的具有创造力的实验。
3.对象的开放
可以对学生开放, 鼓励学生多进实验室多做实验, 提高学生的动手能力和创新能力, 也可以对教师开放, 鼓励教师多做科研实验、进行科学研究, 促进实验室的和谐发展。这样增加了师生之间的交流活动, 激发学生的学习计算机网络相关理论的热情, 同时也对教师的业务能力提出了更高的要求, 形成良性的循环。
三、改革实验内容, 提高学生的创新能力
加强实验教学内容的设计, 改革实验教学内容, 从而培养学生综合运用所学计算机网络知识, 解决实际问题, 加深对计算机网络基本理论和基础知识的理解与应用。计算机网络实验教学内容的设计要符合实验室实际情况, 紧紧围绕实验教学目标和教学任务来开展。从基本操作型、验证型出发, 逐步开展综合型与创新型计算机网络实验。对于硬件设备无法满足的实验, 可以选择使用相应的仿真系统, 让学生对新技术新设备的设置有个直观的认识, 同时可以弥补计算机网络实验设备购买经费相对不足对实验的影响。
通过基本操作型、验证型实验, 让学生掌握基本实验理论和实验方法, 掌握网络设备的操作。我们在实践中使用了以下基本操作型、验证型实验:
1.网线制作和局域网组建
(1) 学会使用网线制作工具并制作二种不同标准的网线, 完成后进行检测;
(2) 了解网线制作的技能技巧及对网络性能的影响;
(3) 利用做好的网线通过HUB和SWITCH组建局域网。通过双绞线的制作、局域网的组建, 培养学生动手能力, 同时对局域网有了更一步的理解, 在实验内容设置时注重社会应用。
2.在PC机上熟悉常用网络命令
如Ping.exe, Netstat.exe, Telnet.exe, Tracert.exe, Winipcfg.exe, Arp.exe, Ftp.exe, Ipconfig.exe, Net.exe, Route.exe等网络命令使用。
3.使用SNORT观察网络数据包和TCP链接
(1) 安装使用自由软件SNORT;
(2) 截获以太网数据包, 并描述以太网数据包的各层的帧结构;
(3) 截获ARP, ICMP协议数据包并进行分析。
学生通过综合型实验, 运用所学计算机网络知识, 观察、分析一些典型的工程技术问题, 设计实验方案、选择实验设备, 从而达到培养学生综合应用能力的目的。我们在实践中使用了以下综合型实验:
1.使用SOCKET编程实现mini FTP Client/ Server及聊天程序
(1) 独立完成mini FTP Client端及 Server端程序;
(2) 聊天程序要求:能相互对发文本消息;
(3) 尝试与现有的标准FTP Server互通, 实现GET file, PUT file, CD (change Directory) , PWD (display current directory in server) 等功能。
(4) 可以进一步在自己机器上的linux / unix平台下实现mini FTP Client/ Server或聊天程序。
2.复杂网络设计
(1) 通过参考软件中自带的帮助、参考资料和教师的讲解等, 熟悉模拟器操作的常用命令。对配置模式、配置参数的查看、保存、清除等进行了解。
(2) 网络拓扑图的设计。熟悉不同网络设备以及相关的接口, 如路由器、交换机、主机, 学习利用不同网络设备搭建网络系统。
(3) 网络路由器不同端口的配置。学习如何对网络路由器的以太网接口、快速以太网接口、串行接口以及相关参数的配置, 以及环回接口、令牌环接口的配置, 并且能够对配置结构进行验证。
(4) 静态路由的配置。学习静态路由的设置, 默认路由的设置, 以及已有路由的删除。
(5) 动态路由的配置。深入掌握RIP协议的原理, 能够进行动态RIP路由设置, 并对设置的结果进行验证。
由此可见, 我们的计算机网络实验安排遵循由易到难、由浅入深的原则, 学生通过基本操作型、验证型实验, 掌握了计算机网络的基本知识。学生通过综合型实验, 深入理解协议的运行机理, 培养其编程开发能力, 学生的创新意识和创新能力得以培养。
四、结束语
在计算机网络实验教学中, 强调学生的主体性, 要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。通过计算机网络实验, 不仅深化掌握了计算机网络的理论知识, 而且使学生具备、分析、维护、开发软硬件产品的能力, 学习掌握和应用现有设备的能力, 特别是组织构造系统应用环境的集成能力, 使学生学有所用, 在计算机网络实验教学中逐步养成科学态度, 培养创新意识, 提高实践能力。
参考文献
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计算机网络实验的整合与实践 第8篇
1 计算机网络实验教学现状
一般高校的计算机专业除开设计算机网络外还开设了网络工程、组网技术、网络程序设计等实验课程,每门课程都有相应的实验,这些实验课程的开设都是独立进行的,学生很难对几门课程联系起来形成系统认识,主要有以下几点:
1)每门实验课程的基础部分大同小异,存在许多交叉点,没有一个综合的、全面的实验体系。
2)对网络协议的实现缺少具体的感受。
3)教材介绍的网络产品落后于实际应用的主流产品,造成学生选用网络产品类型与实际脱节。
4)综合性、设计性实验项目偏少,学生对网络体系结构认识不深。
针对以上情况,针对目前计算机网络实验教学的现状,对网络实验课程必须积极地探索实验教学的改革,整合资源,提出一些实验教学体系的改革设想和具体的实验内容、方法的实践方案。
2 网络实验的整合思路
计算机网络类实验课程不仅要向学生传授网络知识、验证网络理论、培养实验技能,更重要的是引导学生掌握科学的思维方式、系统地提高他们的综合分析问题和解决问题的能力,独立从事网络工程实践。为了提高学生的实际工程能力,增强学生对网络工程的整体认识,必须对实验教学内容进行整合。
2.1 独立开设实验课程
开设独立实验课程,有利于形成完整、科学的实验教学课程体系。计算机网络实验作为单列实验课,就必须有一套完整的实验教学大纲、实验教学计划、实验教材,以及实验教学参考书,单独设定学分,规定计划实验学时。按照大纲,根据现有的实验条件,制定出切实可行的实验教学内容。
2.2 整合实验内容
为了加强学生的基础训练,注重能力培养,强调素质培养,系统的训练学生的网络工程能力。通过设置一些基本的、综合的、以及探索性的实验项目,培养学生对网络的分析、设计、管理与应用的实验技能,提高学生的综合素质与能力。在具体实现方面,将多门实验课程调整为一门大实验课程,独立考核,将为课程服务的实验改向为专业服务的实验,大力提升实验课程在学科专业中的重要地位。
2.3 实验教学的组织和管理
在实验教学过程中,教师需要通过对学生的引导和帮助,增强他们的积极性和主动性。教师在实验教学中的主导地位需从三个方面落实:
1)教学前备课时,教师应该对实验的重点和难点、实验设备的情况、学生在实验过程中可能遇到的问题、实验的数据和结果做到心中有数。
2)实验过程中,教师根据学生的具体操作情况,对遇到问题的学生进行引导、提示,启发学生自主解决问题。
3)实验完成后,教师对学生提交的实验报告要认真审阅和批改,并对实验报告进行分析、评定。从每次实验完成情况和学生的实验报告得到反馈信息,总结、改进实验。
3 实验内容整合方法的改革
计算机网络类实验课程尽管强调的重点有所不同,但它们之间有着密切联系,因此可以对实验项目进行整合,形成一门系统性实验课程。我们根据教学大纲和目标,合理分配基础性实验、综合性实验和设计性实验的比例,共设置了四个专题实验,每个实验又分为若干小实验,实验内容涵盖网络基础实验、网络工程实验、网络安全实验和网络程序设计四部分。实验内容如表一所示。
网络基础实验:
主要让学生对基本网络设备有个概念,知道他们的功能,同时可以了解基本的网络操作系统。
网络工程实验。
使学生对常见的网络协议有所了解,同时具备良好的协议配置能力,最后通过一个网络设计综合实验让学生可以独立的组建中型网络。
网络安全实验:
让学生掌握网络安全的基本知识,至少可以使用网络工具软件对可能出现的安全问题可以识别。
网络程序设计实验:
主要实现应用层协议的编程,使学生掌握基本网络程序的设计,加深对网络协议的理解。
4 总结
把多门网络课程整合成一门综合的实验课程后,学生对网络的整体认识加强了,同时采用开放式实验室,学生有更多时间来做实验,学生对于枯燥而复杂的网络协议有更深的认识,也理解了整个网络工程的实际过程。大部分学生认为网络实验与理论联系更紧密,动手能力大大的加强了,同时对从事网络类工作也充满了信心。
摘要:计算机网络实验是计算机网络课程教学中的一个重要环节,针对计算机网络实验课在教学中却存在种种问题,围绕实验教学目标,结合网络课程的特点,就计算机网络实验课的组织和管理、实验内容的设置提出了一些改革设想和实践方案。把多门网络类实验课程的实验项目进行了整合,构成了一门大的实验课程,提高了学生综合运用知识的能力。
关键词:实验整合,实践能力,教学方法
参考文献
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计算机网络实验教学改革探索 第9篇
网络实验的设计要以学生的最终能力为目标, 这样能让学生清楚知道是为了自己将来走上工作岗位应具备的能力而做实验。每项能力均有相关的实验与之应对, 学生应具备的能力及相关实验主要有以下方面:
(一) 网络组建方面。网络综合布线、局域网组建等。这类实验主要培养学生网络组建实施的能力, 即对网络的规模、设备、应用等进行设计, 完成网络的组建。这方面的实验有:双绞线缆接头制作实验、简单局域网组建、交换机级连和配置实验、二层交换机的管理IP地址设置实验。
(二) 网络管理方面。网络设备管理、网络故障、性能管理、网络认证、计费管理能力等方面的能力。这类实验主要培养提高学生的网络管理能力, 以应付在工作中会出现的问题。这方面的实验有:MAC地址的绑定实验、VLAN配置实验、三层交换机的VLAN互通实验、三层交换机接口配置实验。
(三) 网络安全监控方面。网络安全监控方面培养学生的网络攻击能力和防护能力, 能够应付一定的网络攻击, 并且能对安全设备进行配置。这类实验主要是:防火墙的配置实验、网络监听实验、操作系统安全实验、数据备份与灾难恢复实验等。
二、重视对实验过程的把握
实验教学的主要目的是巩固理论知识, 培养学生的动手操作能力, 特别是对应相关职业的解决实际工作问题的能力。如果对实验过程不加以重视可能实验课会变成自由活动课。因此, 必须制订出一套行之有效的方法来防止这类情况的发生。比如, 实验课时间不得做与实验无关的事;教师应随时随机抽查各实验小组的进行情况;对学生的掌握情况进行阶段检查每隔一段时间随机抽取部分同学检查之前进行过的某个实验, 让学生扎扎实实掌握每一个实验。通过对学生实验的监督检查, 有利于教师及时发现学生实验存在的问题, 促使学生改进。
三、综合实验的作用非常关键
通过综合实验、设计实验来完成高层次的总目标。单项实验都完成后, 就要进入综合实验阶段, 加入自己创新的内容。
在综合实验中教师只给出大的方向性的要求, 不对具体的问题作出规定。比如, 建设某公司局域网综合实验, 在这个实验中让学生自行设计网络拓扑, 自行设计VLAN划分, 自行规划IP, 然后利用实验室现有的路由器、交换机、防火墙等设备组建起来。因为利用现有设备学生规划出来的网络是各不相同的, 学生自主发挥的余地很大。学生不仅仅只是完成纯物理的网络组建工作, 后续的交换机、路由器、防火墙等的配置、IP地址规划、VLAN划分等工作也包含在内。
另外, 在综合实验中最容易培养和锻炼学生的排除故障的能力, 往往在单项实验中学生按部就班的进行实验, 出现问题的机率小一些, 到了综合实验后要考虑的问题多了起来, 出现故障的机率明显增加了很多, 并且往往出现了故障后将导致后续的实验无法进行, 所以在综合实验中看到学生忙上忙下, 群策群力的情景相当常见。这样既充分调动了学生的积极性, 无疑也增强了学生们的团队意识。
四、实验教学效果的评价
对实验教学效果的评价是整个实验教学设计中不可或缺的环节, 是检验实验教学目标是否实现的重要手段。对网络实验效果的评价形式主要是进行单项与综合实验的评价。如前所述, 对学生所做的单项实验进行考核, 主要是以实验的完成情况与出现故障是否正确解决来进行评判。
五、建立网络虚拟实验室
在缺少实验设备或实验设备数量不足的情况下, 为较好的完成实验教学任务, 可采取建立虚拟网络实验室。
所谓网络虚拟实验室, 是指利用区域网或互联网, 由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统, 包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象及实验信息资源等。在虚拟实验中, 没有一个有形的实验室, 也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象, 实验过程主要是对虚拟物的操作。在硬件上, 目前各校都建立了校园网络并接入了互联网, 这些基础设施基本可以满足需求, 不需要太多的投入。在软件方面, 一个是实验室平台软件系统的开发, 它与网
参考文献
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计算机网络实验教学方法探索 第10篇
随着信息技术的迅速发展, 社会生活的方方面面已经离不开计算机网络,社会对计算机网络技术人才的需求量与日俱增,凸显了计算机网络的重要性[1]。计算机网络是一门实践性很强、具有一定难度的计算机专业课,很多理论知识需要实验的支撑才能很好的掌握。平时的计算机网络实验教学大多是老师做一遍,学生跟着做一遍,容易造成学生的反感,出现重理论、轻实践的现象[2]。为了激发学生的实验积极性,提高实验效果,本文采用项目驱动、分组实验的方法进行实验教学。
2、实验教学的步骤
第一步项目实施前准备
为了顺利进行任务驱动的实验教学,需要每位学生做好准备工作。在项目进行之前教师将本次项目需要用到的知识点整理出来,发给每位学生,让每位学生先进行查资料,做好前期准备工作。在学生掌握知识点之后,自己可以先通过模拟器对网络实验的知识点进行模拟,做到心中有数。
目前的网络模拟器可以进行模拟计算机网络实验,为学生预习提供了极大地便利,但是它缺少感性认识,还需要在以后的项目进实施过程中,对实际硬件进行操作来进行验证。网络模拟器的模拟效果如图1所示:
第二步布置项目任务书
在项目进行之前,教师应当对项目中所需的知识点进行适当的讲解,特别是较难的知识点。但不透露项目的具体内容。项目的具体内容由教师根据前一阶段发给学生的准备材料拟定一个项目题目,每个项目应当保证学生能够在计划学时内完成。
任务书的具体内容包括:项目编号、项目名称、项目的目的、所需的设备与工具、项目的步骤、项目的方法与要求,并在最后附上评分方法。
这样由任务书来驱动学生进行项目实验,在充分准备的基础上将实验的主动权交给学生,激发学生的主观能动性和学习热情。
第三步项目实施阶段
在项目的实施阶段中,教师可以根据网络实验室的具体情况,对学生进行分组,以团队协作的方式来共同完成项目,锻炼学生的团队协作能力。
以我们淮阴师范学院为例,我们网络实验室的配置如下:
网络实验室共配备了10组锐捷网络实验平台,每组实验平台6台计算机,4台路由器,2台二层交换机,2台三层交换机,1台RCMS服务器,其中计算机均为联想启天M690E,路由器为锐捷RG-RSR20,二层交换机为锐捷RG-S2328G,三层交换机为RG-S3760-24[3]。为了使配置网络和验证网络互不冲突,我们使用了两套网络分开的设计方案。即在对设备进行配置的时候,我们使用配置网络,对实验进行验证的时候,我们使用验证网络。具体的网络拓扑如图2所示:
根据网络实验室的实际配置情况,我们将学生分成10组,每组6位学生来共同完成实验项目。他们在实施过程中,需要根据项目任务书设计网络方案,并利用适当的网络技术将设备互联起来,达到项目任务书的要求,中间所遇到的问题需要他们每位组员协商解决。
第四步项目报告
项目结束之后,每位同学需要上交一份项目报告,报告内容包括:姓名、学号、班级、组别、项目编号、项目名称,以及自己在项目实施过程所遇到的问题以及解决方法,并说明本次项目的知识点及难点,并附上自己的配置清单或者程序代码。教师根据任务书中的要求对每位学生进行评分。
3、结束语
这套项目驱动的实验教学法,经过一年的实践表明,该方法比原来教师讲一遍,学生做一遍的教学方法效果好,有助于提高学生学习积极性和团队协作精神。
摘要:计算机网络是一门实践性很强、具有一定难度的计算机专业课, 而计算机网络实验对于提高学生动手能力和理解计算机网络理论知识具有至关重要的作用。为了提高学生实验的效果, 提出基于项目驱动的实验教学法, 经过一年的实践表明该方法能够有效提高学生实验的积极性并取得良好的实验效果。
关键词:教学方法,项目驱动,实验教学
参考文献
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[2]柳婵娟.计算机网络实验教学模式的改革[J].计算机教育, 2010, 13:145-148
计算机网络实验 第11篇
关键词:高职教育 教学水平 专业技能 实验室管理
随着计算机网络技术的广泛应用,社会对计算机网络人才的需求不断增加,培养掌握计算机网络技术适应时代需求的高素质人才,成为高职院校一项重要的任务。高职院校培养的是高端技术技能型人才,需要学生掌握基本理论,同时通过大量的实验、实习、设计、实训等实践教学来培养学生的综合职业技能。建设具有教学、科研和实训功能的计算机网络实验室,让学生学习理论知识的同时,认识、了解和掌握网络设备的结构、功能和配置方法,并实践动手进行必要的网络设计、网络组建、网络管理和网络应用的试验,能够培养学生的实践动手能力、项目工程实践能力、团队协作精神和创新能力,对于培养高素质技术技能型人才具有现实意义。本文论述建设计算机网络实验室的重要性和意义,然后给出网络实验室的建设目标和建设原则,最后论述网络实验室的管理与维护。
1.建设计算机网络实验室的重要性和意义
网络实验室的建设对高等教育教学和科研具有重要意义,对提高学校内涵建设和学生的动手实践能力有重大促进作用,更有利于提升学院的品牌[1]。
1)建设网络实验室可以提高教师科研水平
高校教师承担教学的同时又承担一定的科研任务,许多从事网络技术方面的教师要想出科研成果,首要的前提就是具备一定的计算机网络实验室,网络技术的更新换代速度非常快,三网合一、云计算、物联网、无线网络等不断的涌现新的技术和标准[2],教师通过在专业的网络实验室中进行一些前沿的研究和试验,就可以跟踪先进的计算机网络技术,系统的研究当前计算机网络的前沿技术和发展动态,开阔思路,提升科研水平。
2)建设网络实验室可以提高教师教学水平
通过网络实验室的建设改善计算机网络专业试验教学的条件,教师可以接触到许多真实的网络设备和先进的技术,提高计算机网络理论和应用方面的教学水平。在同网络设备厂商保持密切的技术联系的同时,跟进当前最新最流行的网络和通信技术,获取设备商比较实用的网络资源,提高教师的授课水平。
3)建设网络实验室可以提高学生的专业技能
平时一些网络实验都是在虚拟的环境下实现,建成网络实验室后,学生可以在真实的环境下,亲自搭建网络、动手调试和配置网络,学生就更能直观、全方位的了解各种网络设备和应用环境,真正提高学生的实践动手能力,从而提高学生的专业技能,提高学生在技能抽查的优秀率,提升学院的品牌。
4)建设网络实验室可以提高学生的竞赛能力
每年在全省和全国进行一定的技能大赛,许多新的设备新的网络技术不断的引进,促使高职院校进行网络实验室的建设和升级,要想在专业技能大赛中获奖,必需扩建或升级网络实验室,跟进当前社会比较实用、流行的技术;通过建设网络实验室可以促进专业的建设和发展,提高学生的专业技能和竞赛能力,从而提高学生的就业竞争力。
2.网络实验室的建设目标和原则
计算机网络实验室的建设目标是旨在建立一个适应计算机网络技术发展、指引计算机网络专业建设和发展,为高职院校实习实训教学提供保障的实验室。网络实验室的建设应在有限的资金里建立一个适应计算机网络技术发展,集教学、科研、培训和社会服务于一体的综合性实验室。
网络实验室的建设应遵循一定的原则:
1)先进性。实验设备采用知名品牌的厂商,具有成熟的技术,并能满足和适应今后计算机网络技术发展变化的需求。
2)标准性及开放性。网络设备的通讯协议和接口应符合国际标准,保证在不同厂商设备组网时能够平滑连接互通。
3)实用性。网络实验系统应具有完整的网络实验教学体系,实验内容丰富,实验平台适合多种主流实验的需要;网络设备要选用性价比高的,实现更多功能。
4)可扩展性。网络设备的配置必须考虑到未来的扩充和升级,以满足不断发展的网络技术实验的需要。
5)可靠性。网络系统的稳定可靠是网络实验正常运行的前提,要保证网络具有故障自愈的能力,最大限度的支持网络系统的正常运行;在网络实验系统进行测试的时候不能对其正常运行的环境产生影响。
6)可管理性。网络实验室应满足各种实验研究课题的不同网络需求,现在学生数量也多,实验室的任务很重,网络实验室能够根据教学任务灵活管理实验设备,支持高效率的实验教学。
3.网络实验室的管理与维护
网络实验室的投资一般比较大,建好网络实验室也不容易,所以一定要有效的对实验室进行管理。首先要制定完善的网络实验室管理制度,没有规矩不成方圆,为了保证实验教学秩序充分有效地利用实验室,针对实验室管理人员、实验课教师以及学生都制定相应的制度。不同的人员针对不同的岗位和职责,按照相应的制度恪尽职责,使实验室秩序井然、清洁有序,充分利用实验室的资源,发挥其应有的作用和效率[3]。其次聘用专业的实验技术人员,对管理和维护实验室比较方便,量化实验技术人员的工作量,将教学课程数、科研项目及实验室的有效使用率挂钩,充分调动人员工作积极性。第三建立健全网络实验室的功能,改变传统的实验教学依附理论教学的观念,完善计算机网络专业实验教学体系,提高实验教学质量;每个网络实验室悬挂实验的拓扑图,关联多个相应的课程;同时要完善实验室教材建设,使实验室成为相对独立的教学实体。最后要实现网络化管理,提高计算机网络实验室水平。在对网络实验室的维护过程中会面临各种问题,我们必须采取相应的措施;使用能够进行系统备份的软件比如GHOST软件,采用还原精灵来保护系统,安装美萍登陆管理系统,实现账号上机的管理方式,采用凌波软件进行教学控制和演示,使用保护卡进行系统配置的保护,采用远程登陆软件进行远程管理和维护等。
总之,计算机网络实验室的建设和管理是高职教育非常重要的任务,新技术、新设备的不断应用,需要研究新形势下的教学实验环境和特点,把新技术、新技能应用到实验室的建设和管理中,更好地为专业教学服务,发挥网络实验室在高职教育中的作用。
参考文献:
[1] 杨璐.浅谈高校计算机网络实验室建设[J].农业网络信息,2006,(1):61-63.
[2] 杨建清,唐超.建设职校新一代网络实验室,中国教育网络,2011-11,http://www.edu.cn?.
计算机网络实验室的建设实践 第12篇
目前推出了计算机网络实验室解决方案的几家厂商是思科、锐捷、华为、神州数码等,用户可以结合自己的实际情况进行选择,并设计建设具有自身特色的计算机网络实验室。
1 计算机网络实验室的建设
1.1 产品和技术的选择
建一个标准的计算机网络实验室,技术方案的选择很重要,除了商务因素(价格和服务)的考虑,还有如下几点必须引起关注:
1)设备操作的通用性,技术上是否属于主流。
2)能否模拟各种实际网络环境,提供丰富的实践教学课程。
3)是否考虑到并满足课堂教学的实际需要,给课堂教学管理带来便利。
4)能否提供与职业技能认证对接的培训与考证。
锐捷网络的实验室解决方案就是这样一个各方面都能让使用者满意的选择。
锐捷网络的产品在很多大型的网络系统中得到了使用,其高性能和技术操作的通用性让每一个用户都由衷地信服。更为让人称道的是,锐捷网络实验室解决方案有很多独到的地方,它充分研究了国内计算机网络教学的现状,创新性地提出了实验控制台的概念,提供“一键清”功能,还有各功能区块的划分,使网络实验室显得非常有条理,运行更健壮,教学活动进程更易于控制。除此之外,完整的教学实验课程、完善的考证体系彻底消除了用户的后顾之忧。
1.2 典型的配置实例
典型的网络实验室都是以组为单位来配置的,每组设备包括4台路由器、2台三层交换机、2台二层交换机、1台防火墙、1台无线接入点设备,还有1台叫做管理控制台(RCMS)的关键设备,对每一台实验设备的配置操作都要通过所在的RCMS。基于该完整的配置,可以开设的实验包括VLAN、路由协议、交换机端口聚合、交换机堆叠、交换机端口安全、广域网互联、NAT、访问控制列表、VRRP、VOIP、无线互联、防火墙技术、IPv6等实验。分配到每组设备的实验小组最多不要超过8人,所以需要根据场地大小、上课班级的平均人数来综合确定配置多少组实验设备。
如图1,学生机可以通过网络实验室局域网登录各自的管理控制台,然后反向Telnet到相应设备进行网络配置,完成实验。在学生每次完成实验后,老师可以通过RCMS上的“一键清”功能清除RACK实验台中的每台实验设备的临时配置文件。
1.3 工程实施
1)物理布置
每组RACK实验台所有设备单独安装在一个2米高的标准网络机柜里,实验室局域网设备单独安装在另外一个2米高的标准网络机柜里。各机柜的摆放应考虑实验室整体美观、不影响课堂教学、操作方便、各组之间不会相互影响。
2)设备连接
除了各网络实验设备,还要配置用于实验操作的电脑。关于这些操作电脑,唯一需要说明的是:要安装两块网卡,一块用于连接到实验室局域网(以便能登录到相应的RCMS进行网络配置操作),另一块用于连接到本组某实验设备的某个端口(以便模拟真实的网络环境,把电脑配置成为该模拟系统里面的一个访问对象,从而可以对网络配置的结果进行全面验证)。
LAN机柜作为整个网络实验室的核心,除了实验室局域网组网,还提供与外部网络(如校园网)的互联。从各个RACK机柜敷设2条网线到LAN机柜,其一用于将RCMS连接到局域网,另外一条用于将RCMS直接连接到外部网络(这样可以提供从远程网络登录到RCMS进行实验操作的功能)。
各个RACK机柜之间也敷设两条网线,这样可以实现多个小组相互配合,模拟更大更复杂的网络环境。
敷设到各机柜中的网络线并不直接端接到网络设备端口,而是先端接到配线架得某个端口;同样在下一节会描述到网络设备的实验端口也会通过一段固定的网线延伸到配线架上某个端口,通过在配线架端口之间的跳接实现网络设备实验端口的间接连接,从而模拟各种网络系统。
3)实验设备物理端口的保护
作为网络实验室,通常各实验设备的端口需要经常插拔以便组建各种需要的教学实验模型,这样的操作多了,就很可能加剧端口的物理损坏。
避免这一问题的办法是:将RACK实验台中各路由器的两个LAN端口和各交换机常用的几个端口(我选择1~4端口)延伸端接到配线架,实验组网时只需在相应的配线架端口之间进行跳接而无需再插拔网络设备的LAN端口。至于路由器的串行端口,因为各自角色已经明确,相互之间的连接已经固定,也无需再插拔串口连接线。
4)实验室局域网IP地址规划
必须为每组RACK下的RCMS和每台操作电脑做好IP规划。在实验室局域网的核心交换机上为每一RACK定义一个VLAN,而教师机和实验室局域网交换机的管理IP都划分到核心交换机的默认VLAN里面去。
在实际操作中,我把对校园网的接口配置在教师机的第二块网卡上,在教师机的两块网卡之间启用了NAT功能,从而可以灵活方便地控制学生电脑的上网行为。以下是核心交换机的部分配置:
2 实验室的日常管理和使用技巧
锐捷网络实验室最大的亮点就是实验管理控制台的使用,网络实验室局域网的核心交换机上划分了多个VLAN,每组学生的电脑只能登录对应的RCMS,确保了各组之间不会相互干扰。
锐捷网络实验设备的操作系统中集成了许多安全机制,可以屏蔽学员实验操作中的一些危险动作,比如私自更改超级用户密码,删除网络设备的OS等破坏行为。
锐捷网络实验管理控制台体的“一键清”功能给教学管理带来了极大的便利。在学生每次完成实验后,老师可以通过RCMS上的“一键清”功能清除RACK实验台中所有实验设备的临时配置信息,也就是运行一个简单的操作命令脚本(clear.txt),所有实验设备马上就会恢复到初始状态,为后续实验操作课程做好充分的准备。
RCMS_n#execute flash:clear.txt
该“一键清”功能本来只针对一个RACK组,所以包含多个RACK组时还要分别登录到每一RACK组操作,每组执行一次“一键清”操作。
如果在网络实验室局域网核心交换机上加上一条配置,允许各台RCMS之间的Telnet,实际的过程就是先登录到RACK1,执行“一键清”操作,然后从RACK1登录到RACK2执行“一键清”操作,依此类推,一直到登录RACKn执行其上的“一键清”操作,最后退出。我们完全可以按照以上过程重新编写一个“终极一键清”的脚本(clear_all.txt),保存在RCMS_1的flash里面,登录到RCMS_1后执行该脚本,就能一次性清除实验室各个实验控制台下所有实验设备的临时配置文件,使得实验室的教学管理更加轻松。
网络实验室的日常教学使用是以小组进行的,每个小组在学期初就分发到了8根1米长的成品网络跳线,每小组保管使用的网络线颜色各不相同,避免个别学员乱拿乱放。
因为所有的模拟组网不再插拔相关实验设备的端口,而是需要在配线架相关的接口上跳接完成,所以配线架各个端口的标示非常重要,每个端口对应哪台设备的哪个端口一定要清晰明确,所贴标签要固定牢靠。
每次实验教学,先用投影仪展示模拟网络系统的拓扑图,提出本次实验的目的和要求,各组学员讨论分析后进行实验操作,完成后报告给老师,老师可以从教师机上对实验结果进行验证。
3 结束语
计算机网络教学必须强调实际操作,所以建设网络实验室成为必然选择。锐捷网络实验室解决方案使其中的各项工作变得轻松简单,变得更加有效。
计算机网络实验
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