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網(wǎng)絡(luò)通信基本原理范文第1篇

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；網(wǎng)絡(luò)；通信

1.單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信的基本原理

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，人們的生活越來越依賴于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，從電氣設(shè)備使用的角度，對網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)不再局限于計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的連接。很多信息家電、儀表等對網(wǎng)絡(luò)的需求也日益明顯，單片機(jī)應(yīng)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢。從原理上講，要實現(xiàn)單片機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的連接，需要遵循TCP/IP協(xié)議，將單片機(jī)接入英特網(wǎng)，起到單片機(jī)與外界信息交流的作用。從技術(shù)細(xì)節(jié)上看，實現(xiàn)單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)手段是在電子設(shè)備中嵌入TCP/IP協(xié)議，利用內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)接口芯片以及微控制器，來實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的輸入和輸出。

2.單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的硬件設(shè)計

2.1 系統(tǒng)硬件組成與結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在市場上的電器所嵌入的微處理器一般都是8位，因此本文從適應(yīng)性廣泛的角度出發(fā)，在進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計時以8位單片機(jī)為基礎(chǔ)。從硬件之間的關(guān)系上看，單片機(jī)的內(nèi)嵌微處理器要以TCP/IP協(xié)議和應(yīng)用層協(xié)議為基礎(chǔ)，并且要借助以太網(wǎng)接口芯片和其他電子元件。以太網(wǎng)接口芯片則負(fù)責(zé)處理本身實現(xiàn)了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，通過數(shù)據(jù)接口（如RJ45型接口）與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。由此可以得出單片機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)通信的硬件組成和流程結(jié)構(gòu)為：單片機(jī)以太網(wǎng)接口芯片數(shù)據(jù)接口集線器網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，箭頭的流程順序也可以反過來，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。

2.2 硬件選型

(1)單片機(jī)選型

為了提高單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的效率，應(yīng)當(dāng)選用性能更為優(yōu)良的高性能單片機(jī)，如AT90系列、W78E系列、P89C51系列等，本文所選用的的單片機(jī)型號為Winbond公司生產(chǎn)的W78E16B型單片機(jī)。

(2)網(wǎng)絡(luò)接口芯片選型

以太網(wǎng)控制器是網(wǎng)絡(luò)接口的核心部件，在單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的作用是實現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)的連通。以太網(wǎng)控制器之間的差異主要體現(xiàn)在集成度上，有的以太網(wǎng)控制器既集成了MAC層和物理層接口，而有的以太網(wǎng)控制器只具備物理層接口。具體選用那種類型的以太網(wǎng)控制器取決于設(shè)計時的具體需要，一般選用對物理層和MAC層都集成的芯片。本文中所采用的以太網(wǎng)控制芯片型號為Realtek公司生產(chǎn)的的RTL8019AS，該款芯片的集成度較高，具有全雙工通信接口，可以支持對PNP的自動探測功能。

3.單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的軟件實現(xiàn)

3.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的處理

單片機(jī)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用除了對硬件方面有要求外，軟件方面同樣有相應(yīng)的要求，主要體現(xiàn)對如何讓單片機(jī)應(yīng)用TCP/IP協(xié)議。從原理上講，在采用OSI七層參考模型時，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議由以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS來實現(xiàn)。而系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層面既要實現(xiàn)IP協(xié)議也要實現(xiàn)ICMP協(xié)議，這兩類協(xié)議所負(fù)責(zé)的內(nèi)容有所不同，由于所采用系統(tǒng)的不同而工作重點也有差異。在本文中是以web server為背景，對數(shù)據(jù)的可靠性要求較高，因此重點是處理TCP協(xié)議的實現(xiàn)問題。由于單片機(jī)本身容量和處理能力有限，需要對TCP/IP協(xié)議進(jìn)行必要的簡化。結(jié)合本文的具體情況，以以太網(wǎng)控制芯片為出發(fā)點的系統(tǒng)協(xié)議分為兩個分支：(1)以太網(wǎng)控制芯片（RTL8019AS）IPTCP(UDP)HTTP；(2)太網(wǎng)控制芯片（RTL8019AS）ICMPping。web server的應(yīng)用流程相對較為復(fù)雜，可參照有關(guān)文獻(xiàn)，在此不再贅述。

3.2 RTL8019AS的驅(qū)動設(shè)計

前文已經(jīng)對以太網(wǎng)的接口芯片進(jìn)行選型，為RTL8019AS。在進(jìn)行驅(qū)動設(shè)計時需要以該款芯片的具體構(gòu)造為基礎(chǔ)來進(jìn)行。RTL8019AS的SRAM為16KB，并可分為64個存儲頁面。在對SRAM進(jìn)行初始化時，需要處理接受數(shù)據(jù)包和發(fā)送數(shù)據(jù)包兩個部分，先分別進(jìn)行討論。SRAM的初始化是比較復(fù)雜的過程，初始化的內(nèi)容包括：(1)復(fù)位寄存器的初始化；(2)配置寄存器的初始化；(3)接收緩沖區(qū)的初始化；(4)接收緩沖區(qū)邊界寄存器的初始化；(5)接收緩沖區(qū)當(dāng)前頁面寄存器的初始化；(6)發(fā)送緩沖區(qū)的初始化；(7)接收配置寄存器的初始化；(8)發(fā)送配置寄存器的初始化；(9)數(shù)據(jù)配置寄存器的初始化；(10)設(shè)置以太網(wǎng)接口的物理地址。以上各個部分都需要做處理，具體的操作代碼較為繁雜，不在此詳述，可參照有關(guān)文獻(xiàn)。

4.TCP/IP協(xié)議的簡化

TCP/IP協(xié)議是一組完整的協(xié)議族，協(xié)議中各層分別為鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。由于單片機(jī)的資源有限，要在8位單片機(jī)上實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，就必須做一定的簡化，否則在嵌入式系統(tǒng)中無法實現(xiàn)。在本文中根據(jù)web server應(yīng)用的特點，對TCP/IP協(xié)議簡化后各層的要實現(xiàn)的協(xié)議分別為：(1)應(yīng)用層HTTP協(xié)議；(2)傳輸層TCP協(xié)議和UDP協(xié)議；(3)網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議、ARP協(xié)議和ICMP協(xié)議。本文在編寫協(xié)議時在單片機(jī)keil編譯器上進(jìn)行。

5.單片機(jī)web server的實現(xiàn)途徑探討

在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的主流是Inter-net，但I(xiàn)nternet網(wǎng)絡(luò)是主要針對具有較高處理性能32以上的微處理器而設(shè)計的，因此要以8位單片機(jī)來是實現(xiàn)web server的應(yīng)用是有困難的。但從目前智能家電的普及和嵌入式單片機(jī)性能的提高，基于單片機(jī)的web server應(yīng)用已經(jīng)成為研究的方向之一，本節(jié)將就此進(jìn)行初步的探討。

單片機(jī)的web server實現(xiàn)原理為在單片機(jī)EEPROM中存儲網(wǎng)頁信息，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)通過Internet來實現(xiàn)遠(yuǎn)程客戶端的訪問，在經(jīng)過解析后發(fā)送網(wǎng)頁數(shù)據(jù)，并以瀏覽器的形式展示網(wǎng)頁內(nèi)容。在細(xì)節(jié)上需要處理以下兩個方面的內(nèi)容一是HTTP協(xié)議，二是系統(tǒng)的實時控制。

HTTP協(xié)議的實現(xiàn)是以數(shù)據(jù)包的處理為基礎(chǔ)的，即系統(tǒng)需要處理有客戶機(jī)發(fā)送的含HTTP請求的數(shù)據(jù)包，通過對數(shù)據(jù)請求內(nèi)容的判斷來做系統(tǒng)處理。其步驟為：(1)通過端口接受和存儲遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)包；(2)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析；(3)以數(shù)據(jù)解析結(jié)果為基礎(chǔ)，把數(shù)據(jù)存儲到存儲區(qū)并打包，并向客戶機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包；(4)一次數(shù)據(jù)接受和發(fā)送后關(guān)閉連接，等待下一次數(shù)據(jù)請求。

系統(tǒng)的實時控制模式取決于對數(shù)據(jù)包的解析要求，以及所提供的服務(wù)內(nèi)容。不同的功能設(shè)定會有不同的系統(tǒng)實時控制模式，通過編寫具體的控制程序可以實現(xiàn)不同的服務(wù)內(nèi)容。顯然，系統(tǒng)能夠提供的服務(wù)內(nèi)容會受到系統(tǒng)資源的限制，這也是利用單片機(jī)實現(xiàn)web server應(yīng)用的最大瓶頸所在。但隨著單片機(jī)性能的提高，系統(tǒng)能夠提供的服務(wù)內(nèi)容將越來越多，因此是值得深入研究的一個方向。

6.結(jié)語

本文的研究內(nèi)容為單片機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間通信的實施方案，并給出了一種可行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在硬件選型上采用較為主流的以太網(wǎng)芯片和8位單片機(jī)，在對TCP/IP協(xié)議進(jìn)行必要的簡化后實現(xiàn)單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信。最后探討了利用單片機(jī)實現(xiàn)嵌入式web server應(yīng)用的途徑。在未來的研究中，需要深入研究的問題是實現(xiàn)了單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信后安全問題。因為單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)的原理并不復(fù)雜，要實現(xiàn)對單片機(jī)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程惡意控制的技術(shù)難度也不大。這是目前單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的一個大問題，是值得深入研究的。

參考文獻(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)通信基本原理范文第2篇

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)； 實驗教學(xué)； 教學(xué)改革； 實驗方法

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）12-66-03

Abstract： In view of the problems existing in the experiment teaching of network communication technology course， the experiment teaching system model of network communication technology is proposed in this paper. The model includes the integration of experimental platforms， the improvement of experimental teaching methods， the design of experimental content and innovation of experimental approaches etc. Practice shows that the experiment teaching system of network communication technology in accordance with the model improves the teaching effect and cultivates students' ability of network application.

Key words： networking communication technology； experiment teaching； teaching reform； experimental approach

0 引言

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”這一新興概念和經(jīng)濟(jì)形態(tài)的產(chǎn)生，我們看到互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的緊密聯(lián)合，能夠優(yōu)化生產(chǎn)要素，更新業(yè)務(wù)體系，讓產(chǎn)業(yè)升級從而提升經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力，最后實現(xiàn)社會財富的增加。而這些都要建立在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，社會對掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用型人才的需求明顯增加。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用型人才不但要有扎實的理論基礎(chǔ)，而且應(yīng)具備較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)實踐能力和解決問題的能力[1]。然而如何培養(yǎng)當(dāng)前對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更高需求的學(xué)生，現(xiàn)有的教學(xué)缺乏對學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，必須進(jìn)行教學(xué)改革，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)工程的核心課程，其改革顯得尤為必要[2]。

1 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實驗教學(xué)存在的問題

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心專業(yè)課程，其目的是使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，建立起網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基本思想和概念，掌握各種型號的交換機(jī)、路由器、防火墻等設(shè)備的選擇和配置，掌握廣域網(wǎng)的配置技術(shù)和方法，明確企業(yè)網(wǎng)的設(shè)計、配置與維護(hù)等，培養(yǎng)從事網(wǎng)絡(luò)相關(guān)行業(yè)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理和設(shè)計的高級工程技術(shù)人才。

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)課程是學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實踐性較強(qiáng)的一門課程，它可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力和創(chuàng)新能力，所以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實驗教學(xué)顯得尤為重要，但目前還存在以下一些方面的問題。

⑴ 傳統(tǒng)教學(xué)方法使教學(xué)效果不明顯。傳統(tǒng)教學(xué)方式是把所有學(xué)生集中起來，先理論講授，然后上機(jī)實踐，在理論講授的過程中，由于知識量比較大，命令較多，如果學(xué)生不能及時消化吸收，在進(jìn)行實驗時已經(jīng)忘了大半，再加上如果基本原理沒有靈活掌握，必然造成機(jī)械性的實驗，缺乏對問題分析和解決能力的鍛煉，時間一長，必然導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低，學(xué)習(xí)效率低，教學(xué)效果不佳。

⑵ 沒有優(yōu)化利用現(xiàn)有實驗平臺。目前實驗平臺有兩個：一個是在思科模擬軟件上進(jìn)行實驗操作，這種方法雖可以使每個學(xué)生親自完成和檢驗配置過程，但畢竟與真實環(huán)境始終有所不同，無法模擬真實環(huán)境中遇到的各類問題，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力和故障排查能力；另一個是在實際設(shè)備上進(jìn)行實驗操作，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室現(xiàn)有設(shè)備是神州數(shù)碼公司的產(chǎn)品，而模擬軟件Package Tracer是思科公司的，兩者的開發(fā)命令有所不同，所以學(xué)生要在兩者之間切換使用，需要有很長時間的適應(yīng)期，而實驗課時有限，學(xué)生不能很好地掌握；同時，實際設(shè)備的操作需要在特定的軟件環(huán)境下使用，束縛了學(xué)生思想，減少了真正接觸實際設(shè)備的機(jī)會。

⑶ 實驗內(nèi)容設(shè)計不合理。現(xiàn)有實驗內(nèi)容以驗證性實驗為主，缺少設(shè)計型實驗和創(chuàng)新型實驗，僅有驗證性實驗不利于學(xué)生解決問題能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，同時學(xué)生缺少實際接觸大型網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會，這對學(xué)生以后直接從事網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用工作帶來了困境。

⑷ 實驗方法孤立。使用模擬軟件進(jìn)行實驗可以讓每個學(xué)生都得到獨(dú)立操作配置的鍛煉，而不受到有限的網(wǎng)路設(shè)備使用的約束，這是當(dāng)前很多課程采用較多的實驗方式，這也是網(wǎng)路通信技術(shù)實驗主要采用的方式。但這種單一的實踐模式，缺少了學(xué)生對實際工作場景的接觸，缺少了對學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作意識、實際動手能力、問題分析能力和故障排查能力的培養(yǎng)。

這些問題會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實際教學(xué)效果與預(yù)期之間存在一定的差距，除此以外，還有其他一些問題，如評價機(jī)制單一等等。

2 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實驗教學(xué)體系模型

重新構(gòu)建實驗教學(xué)體系模型是一個復(fù)雜綜合的系統(tǒng)工程，從網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實驗教學(xué)的目的和實驗的本義出發(fā)，本文提出了一個網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實驗教學(xué)體系模型，該模型由實驗平臺整合、實驗教學(xué)方法改進(jìn)、實驗內(nèi)容設(shè)計、實驗方法創(chuàng)新以及評價機(jī)制優(yōu)化五個模塊構(gòu)成，其目的是能夠充分利用現(xiàn)有的實驗平臺，引入翻轉(zhuǎn)課堂[3]，讓學(xué)生不孤立的學(xué)習(xí)知識，將實際動手能力與所學(xué)知識系統(tǒng)的聯(lián)系起來。我們基于項目設(shè)計實驗內(nèi)容[4]，建立基于理論、軟件和實際設(shè)備相融合的實驗項目，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣和學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)其實際動手能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、大型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)能力等等，最終達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

3 模型的實現(xiàn)

3.1 實驗平臺整合

我校早在幾年前就已經(jīng)配置了8套網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備，每套中包含2臺二層交換機(jī)，2臺三層交換機(jī)，4臺路由器和1臺防火墻設(shè)備，可供60名學(xué)生同時實驗。但這些設(shè)備的使用非常不方便，必須在特定的管理軟件平臺下操作，與實際設(shè)備的使用脫離，給學(xué)生的操作帶來的一定的局限性。很多老師就舍棄了對網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備的操作，而這正是學(xué)生迫切需要的，因此，需對現(xiàn)有實驗平臺進(jìn)行重新整合。

⑴ 改變計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的既定布線，棄用統(tǒng)一的管理軟件，讓學(xué)生直接操作交換機(jī)、路由器等設(shè)備。通過一些如交換機(jī)的基本配置、Telnet用戶的遠(yuǎn)程登錄，VLAN的劃分、簡單路由協(xié)議的配置等實驗，讓學(xué)生對交換機(jī)和路由器的型號選擇、接口配置有實際認(rèn)識。

⑵ 在接觸了實際網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后，使用模擬器來完成實驗。熟悉命令的使用，設(shè)備的選擇，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的搭建以及大型網(wǎng)路的規(guī)劃、設(shè)計與配置。每個學(xué)生可以獨(dú)立完成實驗。

通過對兩種實驗平臺融合使用，學(xué)生既可以操作實際設(shè)備，又能夠規(guī)劃和配置大型網(wǎng)絡(luò)，保證了每個學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)。

3.2 實驗教學(xué)方法改進(jìn)

教學(xué)方法是課程教學(xué)的靈魂，好的教學(xué)方法能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)習(xí)效果。我們對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實驗教學(xué)的方法做了如下改進(jìn)。

⑴ 教、學(xué)、做一體化。打破原有授課模式，在一次課堂內(nèi)完成講授和實驗，形成以教師先進(jìn)行理論講授，然后進(jìn)行任務(wù)實施，最后學(xué)生進(jìn)行實驗的融教、學(xué)、做一體的教學(xué)方式，盡量做到教師邊講邊演示，學(xué)生邊學(xué)邊操作。

⑵ 翻轉(zhuǎn)課堂。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)課程的特點就是知識點多但都很簡短，將所有知識點制作為視頻供學(xué)生利用課前的業(yè)余時間學(xué)習(xí)，尤其是一些提高型的實驗內(nèi)容。在有限的課堂時間內(nèi)，教師可以參與到學(xué)生實驗和討論中去，與學(xué)生互動，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動性。

3.3 實驗內(nèi)容設(shè)計

從網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實驗教學(xué)的目的出發(fā)，重新認(rèn)識實驗在課程中的重要性，重新構(gòu)建實驗內(nèi)容，讓學(xué)生在這過程中能自主完成設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，提高綜合運(yùn)用知識的能力，全方位地培養(yǎng)綜合素質(zhì)，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。我們把實驗類型分為驗證型實驗、提高型實驗、綜合型實驗、創(chuàng)新型實驗。

⑴ 驗證型實驗。驗證型實驗是在講授每一個知識點后進(jìn)行的實驗，這些實驗以驗證性為主，老師給出實驗拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，學(xué)生按要求進(jìn)行配置和測試。這類實驗占總實驗數(shù)的百分之六十，要求學(xué)生掌握基本原理和基本知識。根據(jù)課程內(nèi)容，將驗證型實驗細(xì)分為四個模塊，分別為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實驗、局域網(wǎng)實驗、路由實驗和WAN實驗。詳細(xì)如表1所示。

⑵ 提高型實驗。提高型實驗是學(xué)生自學(xué)并完成的實驗。老師將一些提高型實驗的知識點制作成播客課件，由學(xué)生自己課后學(xué)習(xí)，并完成相應(yīng)的實驗。提高型實驗由于是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的形式，所以更能夠鍛煉學(xué)生的判斷問題，分析問題，解決問題的能力。此類型實驗包括：IPV6的配置；網(wǎng)絡(luò)管理軟件的使用；ARP協(xié)議的配置；多區(qū)域OSPF協(xié)議配置；BGP路由配置；PAT；VPN配置等。

⑶ 綜合型實驗。在驗證型實驗的每一個模塊完成后，開設(shè)一到兩次的綜合性實驗，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)完每一個模塊的所有知識點后，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，完成一個綜合性實驗。老師給出實驗設(shè)備和實驗需求，然后講解基本的設(shè)計思路和方法，由學(xué)生完成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計和系統(tǒng)的配置與測試。

⑷ 創(chuàng)新型實驗；在學(xué)完全部課程后，開設(shè)一到兩次創(chuàng)新型實驗。學(xué)生運(yùn)用課程所學(xué)知識，完成實驗。這類實驗對學(xué)生的要求較高，但最能鍛煉學(xué)生。老師提出一個具體的網(wǎng)絡(luò)需求，例如一個校園網(wǎng)或一個企業(yè)網(wǎng)，學(xué)生根據(jù)需求，完成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、設(shè)備的選型、網(wǎng)絡(luò)的配置與測試。

3.4 實驗方法創(chuàng)新

傳統(tǒng)的一人一機(jī)使用模擬軟件實驗的方法比較適合驗證性實驗和提高型實驗，對于綜合型和創(chuàng)新型實驗，我們也探索了其他的實驗方法，如可以采用小組完成的實驗，以2到3人一組，選出一個組長，由組長帶領(lǐng)組員了解實驗需求后分工合作，搭建實驗環(huán)境，進(jìn)行配置和測試，攥寫實驗報告。在協(xié)調(diào)分工合作的過程中，既可以讓知識點掌握不好的學(xué)生得到幫助和提高，也培養(yǎng)了他們團(tuán)隊的合作能力；我們還可以安排學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)管理，每周安排2名學(xué)生去學(xué)校校園網(wǎng)中心輔助網(wǎng)絡(luò)管理老師適當(dāng)參與網(wǎng)路管理；還可以積極尋找企業(yè)合作讓學(xué)生參與到企業(yè)網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計中去，讓學(xué)生獲取實際經(jīng)驗，從而培養(yǎng)符合市場需求的高層次人才。

3.5 評價機(jī)制優(yōu)化

好的評價機(jī)制能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。為了激勵學(xué)生更積極、主動地學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果，教師必須建立多角度的成績評價機(jī)制，具體有以下一些做法。

⑴ 增加平時成績的維度。不再簡單地以學(xué)生是否完成平時的實驗給出平時成績，增加平時成績的維度，如學(xué)生完成實驗的效率、學(xué)生參與實驗討論的積極性、回答問題的質(zhì)量等作為平時成績參考。

⑵ 小組同學(xué)相互評價。在小組完成的實驗中，實行小組成員相互打分。小組成員對每個人完成的工作量的多少，是否起到主導(dǎo)作用，是否具有團(tuán)隊協(xié)作能力等方面進(jìn)行打分。

⑶ 實習(xí)老師的評價。參與學(xué)校校園網(wǎng)管理以及參與企業(yè)網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計的學(xué)生，由實習(xí)老師給出評價，作為總評成績的重要參考。

4 結(jié)束語

完備、合理的實驗教學(xué)體系是本科教學(xué)的重要組成部分，能顯著提高課程的實驗教學(xué)水平。本文提出網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實驗教學(xué)體系模型，從實施情況來看，有效地解決了以往實驗教學(xué)存在的各種難題，取得了良好的教學(xué)效果。今后，我們?nèi)匀灰貙捤悸?，積極探索、創(chuàng)新和改革，順應(yīng)市場應(yīng)用需求，培養(yǎng)出高端的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人才。

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網(wǎng)絡(luò)通信基本原理范文第3篇

1.1專業(yè)定位

院校可以根據(jù)自身特點對推薦的課程體系進(jìn)行適當(dāng)修改，進(jìn)一步體現(xiàn)自己的辦學(xué)特色。高等教育首先是國民教育的一個組成部分，在具體課程體系設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容安排上應(yīng)滿足高等教育的基本要求。但是高等教育又有其獨(dú)特的職業(yè)價值取向，即培養(yǎng)勝任第一任職的“基礎(chǔ)寬厚、信息主導(dǎo)、技指合一、全面發(fā)展”的高素質(zhì)初級指揮人才。從CC2005劃分的專業(yè)來看，面向初級指揮崗位的通信工程專業(yè)更接近信息技術(shù)專業(yè)或信息系統(tǒng)專業(yè)，具體的需求可以表述為：在特定軍事應(yīng)用環(huán)境下，通過選擇、創(chuàng)造、應(yīng)用、集成和管理的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來滿足作戰(zhàn)需要，或者關(guān)注戰(zhàn)場信息資源的獲取、部署、管理及使用，并能分析戰(zhàn)場信息需求和相關(guān)的組織運(yùn)用過程，詳細(xì)描述、設(shè)計、組織、維護(hù)與作戰(zhàn)目標(biāo)相一致的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。筆者認(rèn)為，使學(xué)員理解現(xiàn)代指揮信息系統(tǒng)的組成與工作原理，并在戰(zhàn)爭實踐中發(fā)揮作戰(zhàn)效能應(yīng)該是教學(xué)的出發(fā)點和立足點，具體目標(biāo)應(yīng)該落實到針對網(wǎng)絡(luò)體系中的各種部件、裝備乃至系統(tǒng)做到“能組網(wǎng)、懂管理、會應(yīng)用”，這應(yīng)該是軍事院校通信人才培養(yǎng)的基本定位和鮮明特色。

1.2課程定位

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是增強(qiáng)學(xué)員的信息素質(zhì)至關(guān)重要的一門課程，這一觀念基本上已經(jīng)形成普遍共識。由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)展最快的信息技術(shù)之一，課程內(nèi)容非常龐雜。而對于通信工程專業(yè)來說，計算機(jī)類課程學(xué)時非常有限，遠(yuǎn)不能與地方高校同類專業(yè)相比。因此，在具體教學(xué)過程中，教學(xué)目標(biāo)定位一直比較模糊。早期計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并不單獨(dú)設(shè)課，而是采取在一些涉及網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)專業(yè)課程中泛泛介紹7層協(xié)議概念。近年單獨(dú)設(shè)課后，一度出現(xiàn)了寬帶通信網(wǎng)與Internet的主線之爭。目前仍然存在偏重基礎(chǔ)理論還是偏重應(yīng)用能力的分歧。CFC2008對理工類非計算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用課程的要求是“從應(yīng)用的角度出發(fā)，以TCP/IP協(xié)議作為基礎(chǔ)，以Internet作為實例講解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本原理，使學(xué)生建立計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念，掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成和基本工作原理，學(xué)會計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本應(yīng)用方法，了解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展”。從中可以看出，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)該以Internet為主線，并且要強(qiáng)調(diào)基本原理。筆者認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)基本概念和原理作為教學(xué)重點是毋庸置疑的，因為素質(zhì)教育要求必須著眼學(xué)員未來職業(yè)生涯的長期發(fā)展，必須培養(yǎng)學(xué)員關(guān)注表面現(xiàn)象背后的科學(xué)問題，鍛煉對問題的抽象思維能力。但是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力同樣需要給予高度關(guān)注，這一點對于學(xué)員尤其重要。如何處理學(xué)時有限的矛盾呢？關(guān)鍵是要摒棄用一門課解決所有問題的幻想，通過合理設(shè)計課程體系和分層次的應(yīng)用能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)達(dá)到基礎(chǔ)理論和應(yīng)用能力并舉的目標(biāo)。結(jié)合理工大學(xué)通信工程學(xué)院的實際情況，筆者梳理的通信工程專業(yè)課程體系中與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的模塊。數(shù)字通信原理、計算機(jī)硬件基礎(chǔ)和程序設(shè)計基礎(chǔ)是先修課程。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的基本定位是使學(xué)員了解并掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議工作原理和基本網(wǎng)絡(luò)工具的使用。在此基礎(chǔ)上通過后續(xù)課程理解和掌握軍事網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點，比如戰(zhàn)術(shù)環(huán)境下對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、設(shè)備、組網(wǎng)應(yīng)用的特殊要求。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力則可以通過學(xué)員自主選擇開放實驗，或者在本科導(dǎo)師的指導(dǎo)下申請創(chuàng)新課題，完成畢業(yè)設(shè)計得到必要的培養(yǎng)和拓展訓(xùn)練。

2教材選取

目前公開出版的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材種類繁多。筆者重點比較了幾本獲得大多數(shù)本科院校公認(rèn)的教材：Tanenbaum教授編著的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》、謝希仁教授編著的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》、Peterson和Davie編著的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——系統(tǒng)方法》、Kurose和Ross編著的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——自頂向下方法》。Tanenbaum教授與謝教授的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》早期版本都以O(shè)SI7層協(xié)議模型為主線，較新的版本改為以TCP/IP的5層結(jié)構(gòu)來組織內(nèi)容，并結(jié)合了一些新出現(xiàn)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。課程內(nèi)容從物理層向應(yīng)用層自底向上講解網(wǎng)絡(luò)的概念、基本原理、技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)，教學(xué)比較偏重理論，不便于開展實驗?！队嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)——系統(tǒng)方法》同樣采用自底向上逐層講解的思路，但是作者反對嚴(yán)格地分層，強(qiáng)調(diào)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)觀，圍繞“為什么這樣設(shè)計網(wǎng)絡(luò)”闡述關(guān)鍵技術(shù)和協(xié)議如何在實際應(yīng)用中發(fā)揮作用，需要有充足的學(xué)時保證才能達(dá)到良好的教學(xué)效果。筆者選用了《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——自頂向下方法》，講授內(nèi)容以Internet為線索，自應(yīng)用層向下逐層講解協(xié)議原理。自頂向下方法避免了傳統(tǒng)方法講解體系結(jié)構(gòu)內(nèi)容枯燥、不易理解的通病，從學(xué)員最熟悉的應(yīng)用層開始層層深入。該教材的另一個特點是精心設(shè)計了大量的課后實踐任務(wù)，使復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)問題變得易于理解，便于學(xué)員開展自主學(xué)習(xí)。

3教學(xué)內(nèi)容安排

對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這樣飛速發(fā)展的領(lǐng)域來說，教學(xué)內(nèi)容面面俱到是不可取的，應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)員的洞察力，能夠通過自己思考辨別什么重要，什么不重要，哪些是本質(zhì)的，哪些是表面的；因此在教學(xué)內(nèi)容選取上既要兼顧知識的系統(tǒng)性，又要考慮學(xué)員的接受能力，同時還要強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用能力。對于不同專業(yè)來說，普遍認(rèn)可的方法是對教學(xué)層次和內(nèi)容進(jìn)行分類，以更好地滿足不同專業(yè)的教學(xué)需求。筆者認(rèn)為即便對同一專業(yè)的學(xué)員也應(yīng)該提供分層次的自主學(xué)習(xí)和實驗環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)員依據(jù)自己的興趣愛好，深入鉆研網(wǎng)絡(luò)中的科學(xué)和技術(shù)問題，達(dá)到個性化教學(xué)的目的。筆者按照通信工程專業(yè)初級指揮人才的培養(yǎng)目標(biāo)，突出“學(xué)為主體”的教學(xué)理念，從理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)兩個方面進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，以解決學(xué)時不夠這一突出矛盾。理論教學(xué)內(nèi)容僅選取了教材《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——自頂向下方法》的前5章，具體內(nèi)容和知識點，強(qiáng)調(diào)重要概念的對理解。實踐環(huán)節(jié)區(qū)分了協(xié)議分析實驗、編程實驗、虛擬實驗、開放實驗和創(chuàng)新課題5個層次。其中，協(xié)議分析實驗、編程實驗和虛擬實驗要求課內(nèi)完成，開放實驗和創(chuàng)新課題則由學(xué)員自主選擇。理工大學(xué)通信工程學(xué)院規(guī)定在畢業(yè)設(shè)計開題之前每名本科生至少要完成一個開放實驗或創(chuàng)新課題。

4教學(xué)方法設(shè)計

鑒于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的重要地位和作用，理工大學(xué)通信工程學(xué)院一直在探索和推廣以小班化教學(xué)模式進(jìn)行本課程的教學(xué)。近幾年，筆者多次承擔(dān)了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程重點教學(xué)改革試點，在多種教學(xué)形式和方法綜合運(yùn)用的基礎(chǔ)上，總結(jié)了兩種行之有效的教學(xué)法：問題驅(qū)動式教學(xué)法和課題研討教學(xué)法。

4.1問題驅(qū)動式教學(xué)法

問題驅(qū)動式教學(xué)法采取“提出問題—解決問題—?dú)w納分析”的模式，從實際到理論，從具體到抽象，從個別到一般。課程教學(xué)中，困擾學(xué)員的第一個問題就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為什么要分層？教材第1章對這個問題的解釋并不能完全打消他們的疑慮，實際上這個問題必須等到對整個網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史、廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)等基本概念以及網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計有一定認(rèn)識之后才能真正理解。因此，筆者并不急于解釋這個問題，而是讓學(xué)員帶著這個問題從應(yīng)用層逐層向下邊學(xué)習(xí)、邊思考、邊實踐，直到最后安排一次課堂討論，得出大家都能夠接受的答案。再比如，講解HTTP協(xié)議時，筆者首先從早期互聯(lián)網(wǎng)上多媒體信息共享不便的問題，講到Berners-Lee在一個“靈感”啟發(fā)下用3個創(chuàng)新發(fā)明了萬維網(wǎng)，然后通過軍訓(xùn)網(wǎng)上的具體實例分析，發(fā)現(xiàn)非持久連接HTTP協(xié)議傳輸效率低下的問題，引導(dǎo)學(xué)員提出并發(fā)連接、持久連接、流水線式持久連接等改進(jìn)方案。最后，結(jié)合當(dāng)前萬維網(wǎng)信息檢索不便的問題，展望未來語義網(wǎng)的發(fā)展。實踐證明，這種問題驅(qū)動的方法符合計算機(jī)應(yīng)用教育的特點和學(xué)員的認(rèn)知規(guī)律，讓學(xué)員從關(guān)注知識點轉(zhuǎn)向關(guān)注思維過程，取得了很好的教學(xué)效果。

4.2課題研討式教學(xué)法

筆者根據(jù)班級人數(shù)制定了十幾個課題，不僅側(cè)重原理應(yīng)用同時也兼顧理論。課題主要是用Wireshark分析協(xié)議的工作原理和交互過程，另外還有Dijkstra算法和Socket網(wǎng)絡(luò)編程，以及ALOHA和CSMA協(xié)議性能分析等。教員提供必要的參考資料、示例程序和課外閱讀材料，要求每個學(xué)員完成所有課題，課堂上指定一名學(xué)員上講臺簡短報告完成情況，就其中的重要原理和問題展開集體討論。近幾年的教學(xué)實踐情況說明，這是在課內(nèi)學(xué)時有限的情況下，督促和引導(dǎo)學(xué)員利用課余時間自主學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，鍛煉網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力的好方法，受到學(xué)員的普遍歡迎。通過上述教學(xué)手段和方法的綜合運(yùn)用，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)效果良好，激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)、應(yīng)用、開發(fā)網(wǎng)絡(luò)的濃厚興趣。2012年度理工大學(xué)通信工程學(xué)院立項的本科生創(chuàng)新課題項目中，有40%與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有關(guān)，特別是在軟件制作類項目中比例高達(dá)70%。2011年本科畢業(yè)設(shè)計選題中，30.1%的學(xué)員選擇網(wǎng)絡(luò)方面的研發(fā)課題，2012年這一比例上升到33.4%。

5結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)通信基本原理范文第4篇

配電網(wǎng)光纖通信技術(shù)可靠性評估

近年來，隨著我國光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，大大改變了以往由于配電網(wǎng)的點多面廣、線路多、控制變化復(fù)雜等缺陷，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的信息化和自動化水平，但是，受安裝條件的限制，國內(nèi)的通信技術(shù)運(yùn)用電纜傳輸?shù)馁|(zhì)量較差，經(jīng)常導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果傳輸失敗等問題，可靠性差，使得建設(shè)完善的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)困難重重，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用和普及為建設(shè)一個高品質(zhì)的智能配電網(wǎng)系統(tǒng)創(chuàng)造了可能性，在具有抗強(qiáng)電磁干擾的特性的優(yōu)點外，還表現(xiàn)出信息數(shù)據(jù)誤碼率低，傳輸速率快，信息數(shù)據(jù)的保密性高等性能。因此，對配電網(wǎng)光纖通信可靠性的評估具有重要工程和理論意義，由于配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的元件的可靠性受到其在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的配置位置和元件可靠性參數(shù)的影響，配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，既存在一般通信系統(tǒng)的共性，因其自身的特點發(fā)揮著不同領(lǐng)域上的優(yōu)勢，針對配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性評估問題，我國研究領(lǐng)域尚沒有完善的評估理論和方法，所以，本文采用一種基于最小路集和布爾代數(shù)的方法來評估光纖網(wǎng)絡(luò)可靠性。

首先，基于對光纖網(wǎng)絡(luò)可靠性評估的體系的了解，要熟悉關(guān)于通信網(wǎng)絡(luò)可靠性評估的相關(guān)概念：①光纖通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠度：在規(guī)定條件和時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點或鏈路正常工作的概率；②光纖網(wǎng)絡(luò)通信連通性的可靠度：在規(guī)定條件和時間網(wǎng)絡(luò)保持連通的概率；③光纖網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備故障率：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或鏈路在單位時間內(nèi)發(fā)生系統(tǒng)故障的幾率；④光纖網(wǎng)絡(luò)通信平均壽命：網(wǎng)絡(luò)失效前平均工作時間或平均故障概率出現(xiàn)的間隔時間；⑤光纖網(wǎng)絡(luò)通信加權(quán)可靠度等。以上都是進(jìn)行光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)評估的概念，把握評估可靠性的指標(biāo)，從而根據(jù)評估模型對可靠性全面科學(xué)地進(jìn)行評估。

網(wǎng)絡(luò)可靠性算法的基本原理為：光纖網(wǎng)絡(luò)中能使源宿點連通的一組鏈路的集合稱為網(wǎng)絡(luò)的一個路集。這時，只要某個路集中任意一條鏈路發(fā)生故障便會使得其它源宿點不能正常進(jìn)行連通，那么此路集是一個系統(tǒng)中的最小路集，但不是唯一的。根據(jù)配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)可靠性評估的原理，建立對配電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)模型：首先，光纖通信網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點和鏈路組成的線性標(biāo)，進(jìn)行繪圖描述，而且明確每條網(wǎng)絡(luò)鏈路的可靠性和容量大?。黄浯?，光纖網(wǎng)絡(luò)通信中的節(jié)點分別處于正常工作或故障這兩種狀態(tài)，每個節(jié)點和鏈路相互獨(dú)立不影響，這意味這在節(jié)點和線路發(fā)生故障是相互獨(dú)立的，當(dāng)個別借點或鏈路出現(xiàn)故障時，其他節(jié)點或鏈路不會因此受到影響；

再次，要避免光纖網(wǎng)絡(luò)各個交換節(jié)點出現(xiàn)定向循環(huán)鏈路，并且用最小路集和布爾代數(shù)的方法來評估網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的可用度，用數(shù)據(jù)的形式表現(xiàn)出來，直觀形象。用最小路集的方法表示配電網(wǎng)絡(luò)的正常工作模式，從而對配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了可靠性評估，建立了配電通信網(wǎng)絡(luò)元件的可靠性模型，準(zhǔn)確地確定光纖網(wǎng)絡(luò)通信監(jiān)測節(jié)點和鏈路的可靠度，這種方法彌補(bǔ)了以往忽略網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對系統(tǒng)可靠性的影響，更能真實地、準(zhǔn)確地反映光通信纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性程度，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的良好通用性、能夠迅速定位障礙位置以便及時進(jìn)行系統(tǒng)故障分析和解決，是一種有效的評估光纖網(wǎng)通信的方法。

配電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)可靠性評估的意義及未來發(fā)展趨勢

配電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的評估具有重要的現(xiàn)實意義，隨著我國經(jīng)濟(jì)信息化的不斷發(fā)展和推進(jìn)，數(shù)字通信的水平大大提高，現(xiàn)代化的通信網(wǎng)絡(luò)正朝著光纜化和數(shù)字化的全方位發(fā)展和進(jìn)步，光纖通信的應(yīng)用和普及已成為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一種必然趨勢，極大的發(fā)展和支持?jǐn)?shù)字信息化通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步，對配電網(wǎng)光纖通信可靠性的評估具有重要工程和理論意義，配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的元件的可靠性受到其在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的配置位置和元件可靠性參數(shù)的影響，準(zhǔn)確地評估出光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性對于配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展具有重要意義。

網(wǎng)絡(luò)通信基本原理范文第5篇

1.教學(xué)目標(biāo)本科階段的課程教學(xué)一般偏重于了解和掌握理論與技術(shù)基礎(chǔ)，其教授方法為“授之以魚”，即重點是給學(xué)生講述已有的經(jīng)典解決方案和技術(shù)原理。而研究生階段的教學(xué)則側(cè)重于對學(xué)生研究與開發(fā)能力的進(jìn)一步培養(yǎng)，其教學(xué)更注重“授之以漁”，即培養(yǎng)學(xué)生如何解決問題的思路和方法。因此針對研究生開設(shè)的“高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)必須以培養(yǎng)學(xué)生的研究和創(chuàng)新能力為目標(biāo)來講述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)原理，并使學(xué)生了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的前沿問題、方法、進(jìn)展和趨勢，便于學(xué)生選擇今后的研究方向，并為進(jìn)一步的研究提供方法論的參考。

2.教學(xué)內(nèi)容的組織歸納國內(nèi)各高校研究生階段的“高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)通常分為兩類。一類是沿襲“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的內(nèi)容以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件體系結(jié)構(gòu)的分層架構(gòu)為脈絡(luò)，對其原理的講述在深度和廣度上進(jìn)行提升，另一類是開設(shè)一系列的前沿技術(shù)專題講座，以便學(xué)生了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的前沿問題、方法、進(jìn)展和趨勢。上述兩種授課模式各有優(yōu)缺點，第一類講授模式能夠幫助研究生更加深入地理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及核心問題，但該課程課時較少（我校為27學(xué)時），無法完整和透徹地講授該教學(xué)內(nèi)容。第二類講授模式能夠幫助研究生迅速把握本專業(yè)的熱門研究方向和研究問題，但課程內(nèi)容的組織缺乏系統(tǒng)性，難以幫助學(xué)生把握課程的核心知識點。因此本課程的教學(xué)模式無法單純遵從以上兩種授課模式。本課程的教學(xué)目標(biāo)是幫助研究生選擇今后的研究方向，并為進(jìn)一步的研究提供方法論的參考。因此教學(xué)內(nèi)容既要反映計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的主流和前沿問題，又要分析如何選擇解決問題的方法和具體算法，以便既開闊學(xué)生的專業(yè)視野又培養(yǎng)學(xué)生的研究創(chuàng)新能力。經(jīng)過研究確定了本課程的授課方式，擬定了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)剖析、無線網(wǎng)絡(luò)，P2P網(wǎng)絡(luò)，云計算這四大模塊為教學(xué)內(nèi)容。

（1）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)剖析。本科階段不同專業(yè)學(xué)生的“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)側(cè)重點不同，特別是對工科類學(xué)生只是較淺顯地介紹了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，并未涉及較核心的原理。而且在講述和原理時，往往直接平鋪直敘，即“是什么？”。為了培養(yǎng)研究生的解決問題的能力，該部分內(nèi)容應(yīng)側(cè)重分析“怎么找解決方案？”。所以，仍然將計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)模塊納入“高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)范疇，但賦予新的教學(xué)思路。該模塊的主要內(nèi)容包括：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、介質(zhì)訪問子層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層等。（2）無線網(wǎng)絡(luò)。隨著有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，人們除了科技和商務(wù)需要外，日常生活也越來越依賴各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。無線網(wǎng)絡(luò)安裝方便，性價比高，成為當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。因此無線網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)已成為了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的一個重要組成部分，作為研究生必須了解其技術(shù)的基本原理，以便為今后的研究方向的選擇奠定研究基礎(chǔ)。此模塊的教學(xué)內(nèi)容重點包括兩部分。一是各無線網(wǎng)絡(luò)類型的最常用和經(jīng)典的實現(xiàn)協(xié)議介紹，二是各種典型的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本原理。該模塊的主要內(nèi)容包括：無線局域網(wǎng)：IEEE802.11的協(xié)議；無線個域網(wǎng)：IEEE802.15和藍(lán)牙技術(shù)；無線城域網(wǎng)：IEEE802.16d的技術(shù)；無線廣域網(wǎng)：IEEE802.20的技術(shù)；移動AdHoc網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)；無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。（3）P2P網(wǎng)絡(luò)。P2P網(wǎng)絡(luò)的中文全稱為對等網(wǎng)絡(luò)（PeertoPeer，簡稱P2P），主要指前些年為了解決若干用戶同時到服務(wù)器上下載音樂文件而造成的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的重負(fù)荷而提出并設(shè)計實施的一種邏輯對等網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)目前已廣泛應(yīng)用于即時通信軟件、下載文件軟件、網(wǎng)絡(luò)游戲軟件、數(shù)據(jù)搜索及查詢軟件、協(xié)同計算軟件中。鑒于該網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用性，學(xué)生有必要了解P2P網(wǎng)絡(luò)的基本原理。其次，P2P網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)原理中有不少巧妙、經(jīng)典的解決方案，深入學(xué)習(xí)該網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)核心原理有助于學(xué)生開拓思路、啟發(fā)學(xué)生的解決思路。該模塊的主要內(nèi)容包括P2P網(wǎng)絡(luò)概述；第一代P2P網(wǎng)絡(luò)：混合式P2P體系及代表產(chǎn)品BitTorrent的特點和原理；第二代P2P網(wǎng)絡(luò)：無結(jié)構(gòu)P2P體系及代表產(chǎn)品電驢的特點和原理；第三代P2P網(wǎng)絡(luò)：結(jié)構(gòu)化P2P體系及代表產(chǎn)品的特點和原理；P2P的核心機(jī)制等。（4）云計算。云計算是近年來研究的一種熱點計算模式，它是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計算機(jī)和其他設(shè)備。繼個人計算機(jī)變革、互聯(lián)網(wǎng)變革之后，云計算被看作是第三次IT浪潮，它將帶來生活、生產(chǎn)方式和商業(yè)模式的根本性改變。云計算是分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負(fù)載均衡等技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。了解云計算的相關(guān)原理有利于把握未來計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。該模塊的主要內(nèi)容是：云計算的概念、發(fā)展現(xiàn)狀、實現(xiàn)機(jī)制、網(wǎng)格計算與云計算技術(shù)介紹；云計算理論的研究熱點和體系結(jié)構(gòu)研究、關(guān)鍵技術(shù)研究、編程模型研究、支撐平臺研究等內(nèi)容。

二、教學(xué)方法

本課程的教學(xué)采取教師課堂講授、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、課堂講解與討論相結(jié)合的方式。

1.課堂教學(xué)（1）類比啟發(fā)式教學(xué)法。為了培養(yǎng)研究生的分析問題和解決問題的能力，課堂教學(xué)的重點不是直接陳述現(xiàn)成的原理和算法，而是重點分析如何尋找解決方案的思路，因此在教學(xué)中采用類比啟發(fā)式教學(xué)法來完成該教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。筆者將日常生活中的類比問題引入教學(xué)，讓學(xué)生先思考生活中問題的解決方法，再啟發(fā)學(xué)生自己提出計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)問題的解決方案，既方便學(xué)生理解原理，又調(diào)用學(xué)生的積極性，訓(xùn)練了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。具體類比啟發(fā)式教學(xué)案例如下所述：提問：實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的軟件體系結(jié)構(gòu)的理想5層結(jié)構(gòu)是否可減少一些功能層次，比如有了數(shù)據(jù)鏈路層可否省略傳輸層？類比案例：處于甲地的A寫信給處于乙地的B的整個通信實現(xiàn)過程。分析：通信步驟可分解為：1）A寫信，具體內(nèi)容、語言以及書寫格式由A或AB協(xié)商確定。2）為保證信件一定被收到，A與B事先約定收到對方信件后立刻回信。3）A將信放入信封交給郵局。郵局按照收件人地址安排運(yùn)送路線。4）為保證信件能正確到達(dá)目的地，郵局要求每個轉(zhuǎn)接點均與前一個轉(zhuǎn)接點簽字確認(rèn)。5）信件按照每一段選定路線由交通工具運(yùn)送至下一轉(zhuǎn)接點，一直傳送到目的地為止。其中1）2）由用戶完成。3）4）5）由郵局完成。2）4）分別是用戶和郵局保證信息正確傳輸采取的手段，4）不能取代2）。與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信軟件需完成的功能對應(yīng)可得出相應(yīng)層次的主要功能。1）應(yīng)用層。用戶按照收發(fā)雙方的約定對信息進(jìn)行處理。2）傳輸層。用戶采用相應(yīng)手段保證收發(fā)雙方信息的正確傳輸和接收。3）網(wǎng)絡(luò)層。保證通信子網(wǎng)提供源點到目的點的數(shù)據(jù)傳送（Packet）。實現(xiàn)路由選擇、擁塞控制與網(wǎng)絡(luò)互連。4）數(shù)據(jù)鏈路層。保證相鄰兩個連接點間（數(shù)據(jù)鏈路）無差錯的數(shù)據(jù)傳輸。5）物理層。在物理線路上傳輸原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位。其中1）2）由用戶計算機(jī)終端用戶完成。3）4）5）由通信子網(wǎng)完成。傳輸層不能省略。（2）課堂討論、自主學(xué)習(xí)。本課程的無線網(wǎng)絡(luò)模塊、P2P模塊和云計算模塊對于學(xué)生來說是新內(nèi)容，為了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，先將模塊中的教學(xué)要點公布，提供參考教材，然后指定部分要點或難點要求學(xué)生上講臺講述，其他學(xué)生提問，教師最后再提問和講評。

2.網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺和多媒體動態(tài)演示課件教學(xué)（1）網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，推進(jìn)學(xué)生個性化自主學(xué)習(xí)，利用教學(xué)網(wǎng)站來輔助教學(xué)，可以打破傳統(tǒng)教學(xué)時空的限制，讓學(xué)生體驗到自由獲取知識的樂趣。筆者利用學(xué)校提供的課程中心網(wǎng)上教學(xué)平臺，實現(xiàn)了協(xié)同的教學(xué)環(huán)境。模塊有：課程簡介、教學(xué)大綱、電子教案、教學(xué)進(jìn)度、動態(tài)演示、課后思考、視頻資料、課程互動。（2）多媒體動態(tài)演示課件。在前述網(wǎng)站中的動態(tài)演示欄目中的內(nèi)容既可以是直接內(nèi)嵌在網(wǎng)頁上的動態(tài)演示構(gòu)件，也可以是能下載至本地機(jī)的動態(tài)演示構(gòu)件。動態(tài)演示構(gòu)件是指通過編程方法制作完成的課件，演示內(nèi)容并不是事先預(yù)備好的固定算法執(zhí)行過程圖片，而是參數(shù)由用戶自己任意填入，演示內(nèi)容能根據(jù)用戶給予的參數(shù)自動變換繪出。該演示構(gòu)件是一種較復(fù)雜和有效的原理或算法演示工具，讓難弄懂難理解的概念或算法形象化、具體化，能更好地表達(dá)講課內(nèi)容，因此便于學(xué)生理解教學(xué)原理，達(dá)到事半功倍的效果。例如筆者專門為本課程的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理部分編寫了幾個動態(tài)演示構(gòu)件，以路由選擇算法RIP和OSPF為例。在該演示構(gòu)件中最上面的圖形區(qū)，用戶可以自己建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。當(dāng)點擊鼠標(biāo)左鍵，將自動在點擊位置畫出圓點（代表路由器）并命名，連續(xù)用右鍵點擊兩個圓點，則在兩點間畫出連線，開銷值可由構(gòu)件右側(cè)的文本框的輸入值來改動。指定源端路由器后，點擊“開始”按鈕，在圖形區(qū)下端的文本區(qū)1中則按照用戶選擇的RIP或OSPF算法一邊計算，一邊顯示計算的中間結(jié)果，同時在圖形區(qū)把正在計算的路線變?yōu)榧t色來給用戶提示。算法計算完畢，在文本區(qū)2繼續(xù)計算各路由器的路由表，并將結(jié)果顯示出來。

三、結(jié)束語