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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗范文第1篇

關(guān)鍵詞:計算機(jī)網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;網(wǎng)絡(luò)模型;教學(xué)實驗

前言

在計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等有關(guān)專業(yè)教學(xué)中，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)必修課程之一，對網(wǎng)絡(luò)安全、信息技術(shù)、軟件開發(fā)等課程有輔助作用。關(guān)于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實踐教學(xué)，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議始終是教學(xué)的難點問題，傳統(tǒng)課堂教學(xué)不能加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)知，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。因此，基于加強(qiáng)學(xué)生對知識理論掌握的目標(biāo)，許多學(xué)校都設(shè)置了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程。然而在這種實驗教學(xué)模式下，由于采取的是專業(yè)性網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用系統(tǒng)，其功能繁瑣，教學(xué)效果不明顯［4］。關(guān)于專業(yè)性網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用系統(tǒng)，盡管其被廣泛運(yùn)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗，然而該系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)并非是教學(xué)實驗，而是用于互聯(lián)網(wǎng)檢測與分析，采集的數(shù)據(jù)相對復(fù)雜，需相對專業(yè)的分析方能被利用，提高了教學(xué)實驗開展的困難程度［1－3］。而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗的目標(biāo)是借助實驗讓學(xué)生了解互聯(lián)網(wǎng)通訊過程，比如開始和結(jié)束會話、通訊協(xié)議、會話窗口管理、流量監(jiān)控等，都是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗的主要內(nèi)容。結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗的目的，在TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)上，對應(yīng)每層開發(fā)一組實驗項目，關(guān)于實驗時所需的數(shù)據(jù)信息，可借助專用性網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用系統(tǒng)和教學(xué)實驗系統(tǒng)來捕獲。再以Web形式顯示，向?qū)W生展示完整的互聯(lián)網(wǎng)通訊過程。上述這種方式對捕獲數(shù)據(jù)的實時性要求不高，便于簡化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗，加強(qiáng)教學(xué)效果。并且以Web形式展示的教學(xué)成果受環(huán)境影響較小，學(xué)生可自主學(xué)習(xí)。

1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

通常來講，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)通訊的基本條件之一，其分層架構(gòu)劃分出互聯(lián)網(wǎng)通訊過程中的各項功能，任何計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)都是在網(wǎng)絡(luò)模型的分層架構(gòu)基礎(chǔ)上開展的［5］。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型一般可分為開放性互聯(lián)參照模型與TCP/IP模型兩種。1.1OSI模型和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議關(guān)于OSI參照模型，主要是由數(shù)據(jù)物理層、數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、顯示層和應(yīng)用層七層，并且定義了每層的功能，而網(wǎng)絡(luò)模型中每層功能是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)的。在OSI參照模型公布時，隨之也了有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，但這些協(xié)議的整體發(fā)展并不理想。正是由于上述原因，OSI參照模型目前只能用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實踐之中，市場上應(yīng)用較多的是TCP/IP模型［6］。2.2TCP/IP模型和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議盡管OSI參照模型對網(wǎng)絡(luò)不同層的功能進(jìn)行了定義，然而由于沒有有效網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支撐，導(dǎo)致其應(yīng)用難以實現(xiàn)。目前，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之中，采用的TCP/IP協(xié)議群又被稱為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型及相應(yīng)的協(xié)議如圖1所示。在TCP/IP模型中，每一層TCP/IP協(xié)議族都被賦予了固定的協(xié)議，從而來實現(xiàn)該層被指定的功能，使得TCP/IP成為互聯(lián)網(wǎng)通訊的標(biāo)準(zhǔn)。

2基于TCP/IP模型的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)典型實驗設(shè)計

關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展，TCP/IP的應(yīng)用較為廣泛，因此對網(wǎng)絡(luò)通信的認(rèn)識即對TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型各協(xié)議的認(rèn)識［7－8］。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議抽象性的特征使其講授比較困難，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的難點問題。對此，本文就實際運(yùn)用比如網(wǎng)頁瀏覽器等，通過分析網(wǎng)頁瀏覽器服務(wù)器連接、網(wǎng)頁跳轉(zhuǎn)、網(wǎng)頁下載等內(nèi)容，來了解兩個系統(tǒng)間的通訊過程，從而對基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗設(shè)計進(jìn)行研究。網(wǎng)頁瀏覽器是學(xué)生常用的應(yīng)用程序，對其感性認(rèn)知較強(qiáng)，可通過對該應(yīng)用程序的通訊來讓學(xué)生全面了解互聯(lián)網(wǎng)通訊。

2.1HTTP應(yīng)用協(xié)議和應(yīng)用程序通信

一般而言，計算機(jī)通訊的實質(zhì)是兩個系統(tǒng)間的通訊。就應(yīng)用程序而言，可按照是否具有通訊功能來劃分應(yīng)用程序。比如:Excel表格只能在本地工作，不具備互聯(lián)網(wǎng)通訊功能;IE瀏覽器、微信、Skype等都具備互聯(lián)網(wǎng)通訊功能，屬于互聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用程序［9］。不管是哪一種網(wǎng)絡(luò)模型，HTTP應(yīng)用協(xié)議都作用于用戶程序之中，生成傳遞方的用戶信息。按照網(wǎng)絡(luò)通訊原理，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中每層都是由對應(yīng)協(xié)議來定義相關(guān)功能的。結(jié)合應(yīng)用程序的不同功能，應(yīng)用層會采用對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，來進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝。由此可見，就應(yīng)用程序而言，可從應(yīng)用層協(xié)議功能及其創(chuàng)建來加強(qiáng)學(xué)生對HTTP應(yīng)用協(xié)議的理解。

2.2TCP傳輸協(xié)議和傳輸監(jiān)控實驗

關(guān)于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型，TCP協(xié)議是用于創(chuàng)建、斷開連接和流量監(jiān)控，是針對連接的傳輸協(xié)議。在某個程序要進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)通訊時，會向TCP申請建立連接來傳遞數(shù)據(jù)，直至連接斷開為止。在TCP接收程序連接申請時，將通過三次握手來創(chuàng)建連接。在連接創(chuàng)建之后，TCP協(xié)議將分段封裝協(xié)議數(shù)據(jù)，獲得用于傳遞的TCP段，再傳遞給下一層，也就是IP協(xié)議［10］。對TCP協(xié)議的理解，可從三次握手和協(xié)議分段封裝兩方面來理解，結(jié)合數(shù)據(jù)形式可深入理解窗口、接口等抽象定義。

2.3IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)尋址

在互聯(lián)網(wǎng)通訊之中，TCP協(xié)議負(fù)責(zé)雙向通訊，要確保兩方都能理解傳遞數(shù)據(jù)，接收一方能解封裝和監(jiān)控流量，不管是三次握手亦或數(shù)據(jù)發(fā)送，都要確保路由的準(zhǔn)確性，還要將TCP段封裝為IP包，而IP包是通過IP協(xié)議實現(xiàn)的。TCP段通過調(diào)用IP協(xié)議來封裝IP包，要含有源主機(jī)與目的主機(jī)的IP地址，其是網(wǎng)絡(luò)尋址的重要條件。在IP包通過路由時，路由會按照IP包中的目的主機(jī)IP地址，將數(shù)據(jù)包通過不同網(wǎng)絡(luò)傳遞到目的主機(jī)［11－12］。

2.4接入層協(xié)議和信息傳遞

在對數(shù)據(jù)進(jìn)行IP包封裝之后，可確保數(shù)據(jù)包能從源主機(jī)傳遞至目的主機(jī)，在局域網(wǎng)中，數(shù)據(jù)接收和發(fā)送是根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)連接的MAC地址來確定的。由此可見，在傳輸數(shù)據(jù)包之前要將其封裝為數(shù)據(jù)幀格式，而幀封裝通常是在網(wǎng)卡中運(yùn)行的。按照互聯(lián)網(wǎng)類型的不同，數(shù)據(jù)也會被封裝為各類數(shù)據(jù)幀。關(guān)于將數(shù)據(jù)包封裝為數(shù)據(jù)幀，也就是在數(shù)據(jù)包上添加源主機(jī)MAC地址和目標(biāo)主機(jī)MAC地址，一般情況下，每個計算機(jī)系統(tǒng)中都存儲了一個MAC地址表，含有本機(jī)MAC地址和有通訊聯(lián)系的其他主機(jī)MAC地址［13］。對于需通訊的主機(jī)MAC地址不在系統(tǒng)MAC地址表中的情況，計算機(jī)會廣播ARP來取得目標(biāo)主機(jī)的MAC地址［14］。關(guān)于目標(biāo)主機(jī)的MAC地址取得，有以下兩種情況:第一，雙方在同一網(wǎng)絡(luò)之中，目標(biāo)主機(jī)在接受源主機(jī)ARP廣播之后，會反饋給其MAC地址;第二，雙方在不同網(wǎng)絡(luò)之中，目標(biāo)主機(jī)會接收不到源主機(jī)的ARP廣播，此時對應(yīng)網(wǎng)關(guān)會反饋其MAC地址，實現(xiàn)鏈路層封裝，源主機(jī)將數(shù)據(jù)傳遞給網(wǎng)關(guān)，再根據(jù)IP地址傳遞至目的網(wǎng)絡(luò)。

3結(jié)語

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗范文第2篇

關(guān)鍵詞：教學(xué)策略 實驗室開放 教學(xué)改革 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)是提高計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生實際動手解決問題能力的一個重要環(huán)節(jié)。在當(dāng)今計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用非常廣泛的時代，面對不斷更新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開創(chuàng)加強(qiáng)基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)、鼓勵探索、勇于創(chuàng)新的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)改革思路。在教學(xué)方法上，注重啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識，并注重動手能力的培養(yǎng)。為培養(yǎng)學(xué)生的不斷跟蹤、學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的能力，必須優(yōu)化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)環(huán)境。在優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，必須大力提倡開設(shè)綜合開放性實驗和設(shè)計性實驗。

一、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)策略

培養(yǎng)創(chuàng)新人才，實施創(chuàng)新教育必須注重開發(fā)訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造思維，鼓勵學(xué)生以獨特的方法去思考，不斷地提出問題，并以實驗驗證，鼓勵學(xué)生開拓思路，用不同的方案解決同一個問題，以求最佳實驗效果，力求在實踐中得到驗證。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計是依據(jù)對學(xué)習(xí)需求的分析，提出解決問題的最佳方案，使教學(xué)效果達(dá)到優(yōu)化的系統(tǒng)決策過程。根據(jù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的要求和目標(biāo)，對適合實驗教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，在實踐中可以采用如下策略：

1.自主式學(xué)習(xí)策略

教師對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的內(nèi)容進(jìn)行分析，通過精心地教學(xué)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨立搜集、分析、組織和表達(dá)信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的意識和技能。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐的內(nèi)容和環(huán)節(jié)上進(jìn)行改革，堅持以學(xué)生為本，教師將每次實驗內(nèi)容制作成實驗指導(dǎo)書，簡要地概括本次實驗相關(guān)的基本理論知識點、實驗?zāi)康?、實驗重點內(nèi)容及操作難點在所，結(jié)合實驗難點給出相應(yīng)提示，對學(xué)生實驗提出具體要求。教師要求學(xué)生自己通過查閱相關(guān)資料和使用網(wǎng)絡(luò)資源來獨立完成實驗內(nèi)容，倡導(dǎo)由學(xué)生自主研究解決實驗過程中出現(xiàn)的問題。在一些關(guān)鍵問題上，教師作相應(yīng)的啟發(fā)性提示、釋疑和引導(dǎo)。

2.探究式學(xué)習(xí)策略

在教師指導(dǎo)下，學(xué)生研究式學(xué)習(xí)，在這種方式下，教師鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗過程中出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理地推理分析，將所學(xué)知識創(chuàng)造性地解決實際問題。以校園網(wǎng)建設(shè)為例進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的設(shè)計，教師引導(dǎo)學(xué)生熟悉不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及相關(guān)的接口，如路由器、交換機(jī)、主機(jī)，在這基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)利用不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3.協(xié)作式學(xué)習(xí)策略

協(xié)作式學(xué)習(xí)具有交互方便、靈活多樣的特點。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐性教學(xué)中，采取分組實驗，讓學(xué)生合作來共同解決問題，這樣既可以加強(qiáng)學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)研究、協(xié)調(diào)溝通能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神，在相互協(xié)作中快速地完成實驗項目，集體的成功的會極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的積極性。

4.情感激勵法策略

情感激勵法是教師在教學(xué)過程中利用情感因素的作用激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提高教學(xué)效率的方法。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗時，教師的面對面的對學(xué)生進(jìn)行提問，現(xiàn)場評分，無形中促使學(xué)生之間產(chǎn)生一種競爭和激勵，這種競爭和激勵會進(jìn)一步推動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和能動性。在情感激勵法下，不少學(xué)生在做完基本實驗內(nèi)容后，主動積極地去擴(kuò)展實驗內(nèi)容，這樣會使學(xué)生更進(jìn)一步地拓展學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論。

二、實驗室開放的總體要求與模式

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)促進(jìn)了學(xué)生對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識的理解，開放的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室給學(xué)生提供一個相對輕松的學(xué)習(xí)場地，有利于學(xué)生對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本理論知識的掌握和理解。學(xué)生在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題后會創(chuàng)新性提出解決方案，從而提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，開放教學(xué)實驗室就形成了一定的環(huán)境，給學(xué)生創(chuàng)造了一定的條件。不僅在時間上開放實驗室，而且在教學(xué)方法和教學(xué)手段上開放，從而改變傳統(tǒng)的以傳授知識為主的教學(xué)方式，樹立以傳授知識和培養(yǎng)能力并重的觀念，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因此，這也是教師計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐性教學(xué)觀念意識上的開放。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教育理念，實行全方位、多層次的開放式實驗教學(xué)與管理。在長期的實踐中，使用了以下幾種開放方式：

1.時間的開放

突破實驗教學(xué)在時間上的限制，結(jié)合學(xué)院特點和專業(yè)特色，開放實驗網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)、為學(xué)生搭建網(wǎng)絡(luò)化實驗教學(xué)平臺。在工作日保證開放實驗室的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生實際需要安排晚上及雙休日開放實驗室。時間上可以預(yù)約開放，由學(xué)生事先向?qū)嶒炇姨岢錾暾?，對需要做的實驗?nèi)容及所需的儀器、設(shè)備、元器件提出要求，然后網(wǎng)絡(luò)實驗室根據(jù)學(xué)院的實際情況、學(xué)生人數(shù)及實驗內(nèi)容由實驗室統(tǒng)計統(tǒng)一安排。

2.內(nèi)容的開放

學(xué)生可以做基礎(chǔ)實驗，也可以做尚未取得實驗結(jié)果的實驗，更歡迎做一些自行設(shè)計的實驗。學(xué)生在完成一個階段實驗任務(wù)后，由教師統(tǒng)一安排時間，對該階段的實驗內(nèi)容集中開放。各階段學(xué)生可按照實驗室所規(guī)定的時間去實驗外，還可以自己安排開放時間去實驗室復(fù)習(xí)和操作。學(xué)生除完成規(guī)定的實驗內(nèi)容外，鼓勵學(xué)生參加科技活動型開放實驗，吸收優(yōu)秀學(xué)生參與教師的科研項目。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗內(nèi)容的多層次、多角度地考慮，促使更多學(xué)生在完成基礎(chǔ)性實驗后去參與復(fù)雜的具有創(chuàng)造力的實驗。

3.對象的開放

可以對學(xué)生開放，鼓勵學(xué)生多進(jìn)實驗室多做實驗，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，也可以對教師開放，鼓勵教師多做科研實驗、進(jìn)行科學(xué)研究，促進(jìn)實驗室的和諧發(fā)展。這樣增加了師生之間的交流活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論的熱情，同時也對教師的業(yè)務(wù)能力提出了更高的要求，形成良性的循環(huán)。

三、改革實驗內(nèi)容，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

加強(qiáng)實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計，改革實驗教學(xué)內(nèi)容，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識，解決實際問題，加深對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本理論和基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計要符合實驗室實際情況，緊緊圍繞實驗教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)來開展。從基本操作型、驗證型出發(fā)，逐步開展綜合型與創(chuàng)新型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗。對于硬件設(shè)備無法滿足的實驗，可以選擇使用相應(yīng)的仿真系統(tǒng)，讓學(xué)生對新技術(shù)新設(shè)備的設(shè)置有個直觀的認(rèn)識，同時可以彌補(bǔ)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備購買經(jīng)費(fèi)相對不足對實驗的影響。

通過基本操作型、驗證型實驗，讓學(xué)生掌握基本實驗理論和實驗方法，掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作。我們在實踐中使用了以下基本操作型、驗證型實驗：

1.網(wǎng)線制作和局域網(wǎng)組建

（1）學(xué)會使用網(wǎng)線制作工具并制作二種不同標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)線，完成后進(jìn)行檢測；

（2）了解網(wǎng)線制作的技能技巧及對網(wǎng)絡(luò)性能的影響；

（3）利用做好的網(wǎng)線通過HUB和SWITCH組建局域網(wǎng)。通過雙絞線的制作、局域網(wǎng)的組建，培養(yǎng)學(xué)生動手能力，同時對局域網(wǎng)有了更一步的理解，在實驗內(nèi)容設(shè)置時注重社會應(yīng)用。

2.在PC機(jī)上熟悉常用網(wǎng)絡(luò)命令

如Ping.exe，Netstat.exe， Telnet.exe， Tracert.exe， Winipcfg.exe，Arp.exe，F(xiàn)tp.exe， Ipconfig.exe， Net.exe， Route.exe等網(wǎng)絡(luò)命令使用。

3.使用SNORT觀察網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包和TCP鏈接

（1）安裝使用自由軟件SNORT；

（2）截獲以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，并描述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的各層的幀結(jié)構(gòu)；

（3）截獲ARP，ICMP協(xié)議數(shù)據(jù)包并進(jìn)行分析。

學(xué)生通過綜合型實驗，運(yùn)用所學(xué)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識，觀察、分析一些典型的工程技術(shù)問題，設(shè)計實驗方案、選擇實驗設(shè)備，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的目的。我們在實踐中使用了以下綜合型實驗：

1.使用SOCKET編程實現(xiàn)mini FTP Client/ Server及聊天程序

（1）獨立完成mini FTP Client端及 Server端程序；

（2）聊天程序要求：能相互對發(fā)文本消息；

（3）嘗試與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)FTP Server互通，實現(xiàn)GET file，PUT file，CD(change Directory)，PWD(display current directory in server)等功能。

（4）可以進(jìn)一步在自己機(jī)器上的linux / unix平臺下實現(xiàn)mini FTP Client/ Server或聊天程序。

2.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

（1）通過參考軟件中自帶的幫助、參考資料和教師的講解等，熟悉模擬器操作的常用命令。對配置模式、配置參數(shù)的查看、保存、清除等進(jìn)行了解。

（2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的設(shè)計。熟悉不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及相關(guān)的接口，如路由器、交換機(jī)、主機(jī)，學(xué)習(xí)利用不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

（3）網(wǎng)絡(luò)路由器不同端口的配置。學(xué)習(xí)如何對網(wǎng)絡(luò)路由器的以太網(wǎng)接口、快速以太網(wǎng)接口、串行接口以及相關(guān)參數(shù)的配置，以及環(huán)回接口、令牌環(huán)接口的配置，并且能夠?qū)ε渲媒Y(jié)構(gòu)進(jìn)行驗證。

（4）靜態(tài)路由的配置。學(xué)習(xí)靜態(tài)路由的設(shè)置，默認(rèn)路由的設(shè)置，以及已有路由的刪除。

（5）動態(tài)路由的配置。深入掌握RIP協(xié)議的原理，能夠進(jìn)行動態(tài)RIP路由設(shè)置，并對設(shè)置的結(jié)果進(jìn)行驗證。

由此可見，我們的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗安排遵循由易到難、由淺入深的原則，學(xué)生通過基本操作型、驗證型實驗，掌握了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本知識。學(xué)生通過綜合型實驗，深入理解協(xié)議的運(yùn)行機(jī)理，培養(yǎng)其編程開發(fā)能力，學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得以培養(yǎng)。

四、結(jié)束語

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，要求充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性。通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗，不僅深化掌握了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的理論知識，而且使學(xué)生具備、分析、維護(hù)、開發(fā)軟硬件產(chǎn)品的能力，學(xué)習(xí)掌握和應(yīng)用現(xiàn)有設(shè)備的能力，特別是組織構(gòu)造系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的集成能力，使學(xué)生學(xué)有所用，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中逐步養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高實踐能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]何建新，習(xí)勝豐，陳偉宏.網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)改革研究與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2009，7(4)：99-101.

[2]方蕓，高仲合，高博文.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)改革[J].實驗室研究與探索，2008，(6):91-93.

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗范文第3篇

關(guān)鍵詞：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；實驗教學(xué)；NetRiver實驗系統(tǒng)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1引言

清華大學(xué)計算機(jī)系從1985年起開設(shè)“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程，開設(shè)了滑動窗口協(xié)議和應(yīng)用層協(xié)議等網(wǎng)絡(luò)實驗內(nèi)容。之后陸續(xù)開設(shè)了“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”、“無線網(wǎng)絡(luò)和移動計算”和“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)前沿研究”等研究生課程。2006年開設(shè)了強(qiáng)化實驗課程“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專題訓(xùn)練”。在教學(xué)實踐中，我們提出了“本科打基礎(chǔ)、碩士重能力、博士出創(chuàng)新、科研促教學(xué)、實踐貫始終”的教學(xué)理念，強(qiáng)化了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)。針對不同階段的學(xué)生，設(shè)置了不同的實驗內(nèi)容。本科生的網(wǎng)絡(luò)課程重點在于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和原理的掌握，通過配置觀察實驗和基本協(xié)議實驗，加強(qiáng)感性認(rèn)識，提高動手能力；碩士生的網(wǎng)絡(luò)課程注重綜合能力和對網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的整體把握，通過復(fù)雜協(xié)議編程實驗，提高包括分析、設(shè)計和實現(xiàn)等在內(nèi)的綜合能力；博士生的課程則注重研究和創(chuàng)新，利用實驗系統(tǒng)的可擴(kuò)展性設(shè)計新實驗、驗證新算法。圖1給出了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)內(nèi)容、課程體系和人才培養(yǎng)目標(biāo)之間的關(guān)系。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)設(shè)計存在很多難點。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)量巨大，TCP/IP協(xié)議棧的常用協(xié)議有數(shù)百個，主機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的協(xié)議棧實現(xiàn)有很大區(qū)別，各個協(xié)議的原理、功能和實現(xiàn)均不相同；協(xié)議描述文本難于理解、協(xié)議實現(xiàn)復(fù)雜，例如RFC 793(TCP)有85頁，代碼長度近一萬行，RFC 2328(OSPF)有244頁，代碼長度超過三萬行；課程實驗依賴具體的操作系統(tǒng)，常用的操作系統(tǒng)包括Windows、Linux、BSD、Solaris等；網(wǎng)上存在大量開源代碼供學(xué)生參考使用，難以公平評價學(xué)生的實驗結(jié)果；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧復(fù)雜，難以有效檢查；學(xué)生多，實驗多，難以管理。

總結(jié)國內(nèi)外以往的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實驗教學(xué)，主要存在以下幾個不足：

 由于缺乏軟硬件支撐環(huán)境，通常會設(shè)計一些模擬實驗來代替實際的網(wǎng)絡(luò)實驗。這樣做的缺點是學(xué)生缺乏對真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的感性認(rèn)識和理解。

 由于常用的操作系統(tǒng)只提供應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)編程接口，學(xué)生只能做網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗。應(yīng)用層實驗雖然能夠鍛煉學(xué)生網(wǎng)絡(luò)編程的能力，但卻不容易幫助學(xué)生理解底層協(xié)議的原理和工作流程，進(jìn)而忽視“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程的核心內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)。

 缺乏網(wǎng)絡(luò)核心協(xié)議的實驗，例如BGP和OSPF。

 網(wǎng)絡(luò)實驗的管理和維護(hù)非常困難。做網(wǎng)絡(luò)實驗的學(xué)生多、實驗項目多。在每次實驗之前，實驗管理人員和助教需要花費(fèi)大量的時間調(diào)整網(wǎng)絡(luò)來滿足實驗要求。

我們在長期從事計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的基礎(chǔ)上，利用科研成果，研制開發(fā)了NetRiver計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)。NetRiver系統(tǒng)包括客戶端、測試服務(wù)器和管理服務(wù)器三個組成部分，具有以下特點：可控真實的全協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境，支持實驗代碼編輯、編譯和調(diào)試的集成編譯環(huán)境，可視化的協(xié)議報文捕捉與行為分析，多層次實驗手段，基于腳本語言的可擴(kuò)展實驗描述和執(zhí)行，基于協(xié)調(diào)測試法的自動實驗測試和功能豐富的實驗管理平臺。NetRiver實驗系統(tǒng)拓寬了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗內(nèi)容，豐富了實驗手段，提高了實驗效率。

2相關(guān)工作

北京航空航天大學(xué)在2004年啟動“先進(jìn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗基地建設(shè)”項目，建立了北京市重點實驗室――網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室。該網(wǎng)絡(luò)實驗室基本上采用全套的華為網(wǎng)絡(luò)路由器和交換機(jī)設(shè)備，從低端到高端，建立了一個小型的互聯(lián)網(wǎng)模擬實驗室。該實驗室構(gòu)建了國內(nèi)一流的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)實驗環(huán)境，但其存在一個很大的問題就是硬件投資過大，并且在IT技術(shù)發(fā)展迅猛的今天，這些硬件設(shè)施存在生命期短的問題。

Stanford大學(xué)本科計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程“Introduction to Computer Networks”為學(xué)生的實驗提供了一個Linux操作系統(tǒng)下的集群作為中央服務(wù)器，學(xué)生可以遠(yuǎn)程登錄，在集群環(huán)境中對自己的代碼進(jìn)行編譯及調(diào)試。但由于沒有便捷的一體化集成環(huán)境，在Linux操作系統(tǒng)中所有編譯和調(diào)試的工作都需要學(xué)生手工進(jìn)行，要求比較高，可能造成學(xué)生精力分散，無法集中于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計和實現(xiàn)，并且這也需要Linux下編程的相關(guān)先修課支持。

MIT大學(xué)的本科生網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是放到課程“Computer Systems Engineering”中進(jìn)行的，主要的動手環(huán)節(jié)是學(xué)生自己做Project的全套工作。雖然這樣比較鍛煉學(xué)生的動手能力，但跟Stanford大學(xué)的實驗類似，對學(xué)生Linux下編程能力要求比較高，對于沒有修過相關(guān)課程的學(xué)生來說，精力過多消耗在Linux編程上，而淡化了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的理解。

3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)NetRiver

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)NetRiver是為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開發(fā)的一套網(wǎng)絡(luò)實驗平臺系統(tǒng)。目前的網(wǎng)絡(luò)實驗大多以配置觀察實驗為主，無法使學(xué)生深入了解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議運(yùn)行機(jī)制。由于網(wǎng)絡(luò)實驗本身往往涉及到系統(tǒng)底層實現(xiàn)，在真實環(huán)境中進(jìn)行模擬實驗一般會比較困難。比如進(jìn)行TCP實驗時，由于操作系統(tǒng)內(nèi)核對TCP協(xié)議棧已經(jīng)有了實現(xiàn)，因此學(xué)生所寫測試程序發(fā)出的數(shù)據(jù)包往往會作系統(tǒng)處理或丟棄，導(dǎo)致無法進(jìn)行TCP處理過程的模擬。針對上述問題，本系統(tǒng)為學(xué)生提供了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程、調(diào)試、可視化執(zhí)行和自動測試的實驗平臺。在此平臺上，學(xué)生無需關(guān)心系統(tǒng)對實驗的影響，能夠直接編寫和測試協(xié)議相關(guān)的核心內(nèi)容。

圖2為實驗系統(tǒng)常用的連接拓?fù)涫疽鈭D。NetRiver系統(tǒng)由一臺或多臺測試服務(wù)器、一套客戶端軟件和一套實驗管理軟件構(gòu)成。測試服務(wù)器通過與客戶端交互協(xié)議包，實現(xiàn)實驗功能，并提供自動測試和實驗結(jié)果評分?？蛻舳塑浖\(yùn)行于多臺PC機(jī)上，為用戶提供基于Windows的集成實驗環(huán)境，學(xué)生編寫實驗代碼、調(diào)試和運(yùn)行實驗程序均在客戶端軟件上執(zhí)行。管理服務(wù)器保存用戶信息、測試?yán)?、實驗代碼和測試結(jié)果，管理客戶端和測試服務(wù)器，實現(xiàn)基于Web的實驗管理功能。

3.1NetRiver客戶端

NetRiver客戶端提供了界面友好的編程開發(fā)、調(diào)式和測試環(huán)境，同時還可以動態(tài)捕捉和分析實驗過程中收發(fā)的數(shù)據(jù)報文，方便學(xué)生檢查程序錯誤和進(jìn)行調(diào)試。

圖3所示是代碼編寫界面，學(xué)生在此界面中可以編寫代碼，并使用系統(tǒng)自帶的編譯工具進(jìn)行編譯和調(diào)試。

圖4是報文分析界面，提供可視化的報文分析功能，可清楚的看到發(fā)出和收到的數(shù)據(jù)包，同時對數(shù)據(jù)包中的字段進(jìn)行解析并顯示，幫助學(xué)生分析程序中可能存在的問題。

3.2NetRiver測試服務(wù)器

學(xué)生完成實驗之后，可選擇相應(yīng)測試?yán)㈤_始對自己所做實驗進(jìn)行測試。測試過程是在客戶端和測試服務(wù)器之間自動完成的，包含一系列的發(fā)包、收包過程。整個過程由事先編寫好的腳本系統(tǒng)控制。根據(jù)實驗內(nèi)容和所選測試?yán)瑴y試服務(wù)器會向客戶端發(fā)出包含一定內(nèi)容的數(shù)據(jù)報文，由學(xué)生所編寫的程序?qū)υ搱笪倪M(jìn)行處理，并得出一定結(jié)果(如回復(fù)、轉(zhuǎn)發(fā)、丟棄或接受等)，經(jīng)過一系列的收發(fā)包過程，測試服務(wù)器會對實驗完成情況做出相應(yīng)評測，并將結(jié)果提交到管理服務(wù)器。

整個測試過程可描述如下：測試服務(wù)器打開腳本配置文件script，并將腳本裝載到內(nèi)存。客戶端根據(jù)主界面?zhèn)魅氲拿钚袇?shù)獲得需要測試服務(wù)器IP、測試?yán)柡蜏y試項目號?？蛻舳撕蜏y試服務(wù)器建立socket連接。測試服務(wù)器收到建連請求后創(chuàng)建一個腳本解析器?？蛻舳私⒁粋€解析器?？蛻舳讼驕y試服務(wù)器發(fā)送下載腳本的請求。測試服務(wù)器收到請求后，找到對應(yīng)地腳本解析器，并在腳本解析器中完成初始化，步驟包括以下兩個部分。根據(jù)請求中包含地測試項目號和測試?yán)柦M裝包含客戶端腳本內(nèi)容的分組，并發(fā)送給客戶端。根據(jù)請求中包含地測試項目號和測試?yán)栂螺d服務(wù)器端的腳本內(nèi)容到本解析器，初始化相關(guān)變量?？蛻舳耸盏桨_本的分組后，填充到解析器中，并完成初始化操作。客戶端和測試服務(wù)器端的解析器根據(jù)腳本的內(nèi)容逐行解釋執(zhí)行，并調(diào)用相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)完成測試過程。測試服務(wù)器判定測試結(jié)果是否正確。測試服務(wù)器將結(jié)果發(fā)送到客戶端?？蛻舳藢⒔Y(jié)果發(fā)送到主界面。

3.3NetRiver管理服務(wù)器

管理服務(wù)器用于對學(xué)生和實驗信息進(jìn)行管理，包括學(xué)生帳號和基本信息、實驗內(nèi)容及測試?yán)?、每個學(xué)生的試驗完成情況等。由于整個實驗是一個基于腳本控制的自動完成的過程，學(xué)生在對自己的實驗進(jìn)行測試之后，成績會自動提交到管理服務(wù)器進(jìn)行登記。教師或者助教可方便的在管理服務(wù)器提供的Web界面上查看所有學(xué)生的實驗完成情況并進(jìn)行匯總統(tǒng)計，學(xué)生也可通過該界面查看自己的實驗結(jié)果。

3.4目前支持的網(wǎng)絡(luò)實驗

NetRiver實驗系統(tǒng)目前所支持的實驗如表1所示。由于系統(tǒng)使用了可擴(kuò)展的腳本描述方法來定義實驗和測試?yán)?，因此教師可根?jù)需要方便的增加所需實驗內(nèi)容，實現(xiàn)擴(kuò)展實驗。NetRiver系統(tǒng)為每個實驗都提供配置實驗和編程實驗兩種實驗方式，適應(yīng)不同的實驗要求。

4NetRiver實驗系統(tǒng)的特色和創(chuàng)新點

可控真實的全協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境

本實驗系統(tǒng)提供了一個IPv4/IPv6全協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境，并且該環(huán)境建立在可控真實網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上。學(xué)生在一個真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中做實驗，但是實驗過程中不會受到雜亂數(shù)據(jù)的影響，可集中關(guān)注與實驗相關(guān)的數(shù)據(jù)包收發(fā)。同時，學(xué)生實驗可涉及到完整協(xié)議棧，無論是數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層還是傳輸層和應(yīng)用層，都可以通過編程開發(fā)或者交互式配置觀察來深入理解相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議機(jī)制。

 支持實驗代碼編輯、編譯和調(diào)試的集成編譯環(huán)境

實驗系統(tǒng)面向?qū)W生的客戶端提供了一整套開發(fā)調(diào)試解決方案。學(xué)生可在客戶端上完成包括登錄、實驗選擇、測試?yán)x擇、代碼編寫、編譯、調(diào)試和測試在內(nèi)的完整過程。界面設(shè)計友好，可讓學(xué)生迅速進(jìn)入實驗狀態(tài)。

 可視化的協(xié)議報文捕捉與行為分析

為了便于學(xué)生觀察報文和調(diào)試程序，本實驗系統(tǒng)還提供了可視化報文分析功能。系統(tǒng)可在學(xué)生程序運(yùn)行過程中實時捕捉實驗相關(guān)報文，并且按照其時間順序和發(fā)送方向以可視化的方式在界面上描繪出來，并且學(xué)生也可具體查看每個分組解析之后各域的內(nèi)容，從而判斷自己的程序潛在的錯誤。

 面向因材施教的多層次實驗手段

實驗系統(tǒng)不但提供了全協(xié)議棧的實驗支持，而且對學(xué)生也提供了多種可選的實驗手段。除了編程開發(fā)實驗之外，也可進(jìn)行交互式配置觀察實驗。即，學(xué)生可在圖形化界面上根據(jù)當(dāng)前實驗要求通過手動填寫分組各個域的值來完成實驗。這樣既可以讓學(xué)生掌握分組組成和協(xié)議運(yùn)行過程，同時也不要求學(xué)生掌握編程技術(shù)，可適合于文科類學(xué)生使用。

 基于腳本語言的、可擴(kuò)展的實驗描述和執(zhí)行

實驗系統(tǒng)所支持的實驗是基于腳本語言編寫的，具有良好的可擴(kuò)展性。即，當(dāng)實驗內(nèi)容發(fā)生變化，或者需要增刪實驗時，只需要修改或編寫相應(yīng)的腳本，而無需對系統(tǒng)本身進(jìn)行修改，極大地簡化了實驗系統(tǒng)的更新和維護(hù)工作，同時使其具有非常靈活的可定制性。

 基于協(xié)調(diào)測試法的自動實驗測試

完成某個實驗之后，實驗平臺可按照學(xué)生選擇的測試?yán)詣訉υ搶W(xué)生所做的配置或者編寫的代碼進(jìn)行測試，同

時返回測試通過的數(shù)量和失敗的數(shù)量。學(xué)生可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行檢查和調(diào)試，整個過程無需教師或助教的參與。

 功能豐富的實驗管理平臺

實驗系統(tǒng)針對學(xué)生和實驗管理提供了一個功能豐富的B/S結(jié)構(gòu)管理平臺。學(xué)生可登錄到該Web界面查看自己做過哪些實驗以及實驗的通過情況；助教可通過該平臺查看所有學(xué)生的實驗情況，并可進(jìn)行匯總分析；教師除了可看到所有學(xué)生的情況之外，還可對學(xué)生和實驗進(jìn)行增刪等管理操作。該平臺避免了手工管理大量學(xué)生實驗成績的繁瑣，可十分高效、方便而又準(zhǔn)確的對學(xué)生實驗情況進(jìn)行管理。

5總結(jié)

NetRiver實驗系統(tǒng)從2006年開始在 “計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中使用，取得了很好的效果。到目前為止，共有約兩千多人次使用本系統(tǒng)完成教學(xué)實驗。通過便捷、系統(tǒng)的實驗以及與原理課程的緊密結(jié)合，極大促進(jìn)了學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及相關(guān)原理的掌握。另外，由于實驗系統(tǒng)的使用，打破了傳統(tǒng)教學(xué)中需要學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜的系統(tǒng)接口、無法深入編寫協(xié)議相關(guān)代碼、無法清晰的觀察協(xié)議運(yùn)行機(jī)理的局面，贏得了學(xué)生的高度評價。

目前NetRiver系統(tǒng)已經(jīng)在以下幾個單位得到了部署和應(yīng)用：清華大學(xué)計算機(jī)系、清華大學(xué)軟件學(xué)院、清華大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心dragonlab實驗室、北京大學(xué)、信息工程大學(xué)。另外，黑龍江大學(xué)和浙江工商大學(xué)等院校正在遠(yuǎn)程試用。

參考文獻(xiàn)

[1] Andrew S Tanenbaum. 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第4版)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2004.

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗范文第4篇

1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)的功能

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)是基于客戶/服務(wù)器模式進(jìn)行研發(fā)的，根據(jù)學(xué)校中的主要用戶主體，可以分別提供教師使用時的功能以及學(xué)生使用時的功能.在教師身份登錄的條件下，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)可以完成以下幾個功能：其一，教師可以向所有學(xué)生或者是某一個學(xué)生發(fā)送實驗的內(nèi)容以及實驗要求；其二，教師可以與學(xué)生進(jìn)行交流，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程；其三，教師可以利用該系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行監(jiān)視，從而實現(xiàn)自動在線點名[1]；其四，教師可以對學(xué)生提交的實驗報告進(jìn)行自動收?。黄湮?，教師可以對學(xué)生的實驗情況進(jìn)行全程監(jiān)督，同時還可以對某一個學(xué)生顯示器上呈現(xiàn)的內(nèi)容進(jìn)行有效的動態(tài)撲捉.在學(xué)生身份登錄的條件下，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)可以完成以下幾個功能：其一，學(xué)生可以對教師發(fā)送的實驗內(nèi)容與實驗要求進(jìn)行瀏覽，從而了解實驗的基本信息；其二，學(xué)生可以向教師提交實驗的報告；其三，學(xué)生可以對實驗進(jìn)行模擬；其四，學(xué)生可以利用該系統(tǒng)與教師以及學(xué)生進(jìn)行交流.通過以上分析，可以看出，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以大大減少教師的工作量，提高教師的教學(xué)效率，而機(jī)上對話功能的運(yùn)用可以降低實驗室內(nèi)的噪音，從而使實驗室保持良好的環(huán)境.同時，該系統(tǒng)的應(yīng)用還可以有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.

2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)的設(shè)計

2.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)在設(shè)計過程中必須具有以下幾個方面的功能：第一，該系統(tǒng)應(yīng)該建立兩種類型的數(shù)據(jù)庫，分別是教師數(shù)據(jù)庫與學(xué)生數(shù)據(jù)庫，從而滿足教學(xué)過程中教師與學(xué)生的不同需求；第二，該系統(tǒng)必須建立運(yùn)行庫，而運(yùn)行庫應(yīng)該是在注冊信息與數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上建立起來的，同時運(yùn)行庫還必須擁有導(dǎo)出功能；第三，該系統(tǒng)應(yīng)該具有監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)上每一臺機(jī)器運(yùn)行情況的功能；第四，該系統(tǒng)應(yīng)該可以使教師對實驗要求進(jìn)行講解并可以分發(fā)到每一臺機(jī)器中，同時還可以對學(xué)生的實驗報告進(jìn)行提交與保存；第五，該系統(tǒng)應(yīng)該具有對實驗進(jìn)行模擬的功能[2]；第六，該系統(tǒng)應(yīng)該能夠為教師與學(xué)生交流意見時提供對話的平臺.在以上六種功能之外，還可以適當(dāng)?shù)脑黾右恍┲悄芑墓δ?，比如自動輸入的功?

2.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)的模塊設(shè)計

根據(jù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)功能的需求，我們可以將系統(tǒng)分解為以下五種模塊：第一，系統(tǒng)的登錄與注銷模塊.對于登錄模塊來說，該系統(tǒng)可以根據(jù)登錄模塊對用戶的身份以及上機(jī)時間的長短進(jìn)行確定，同時可以根據(jù)用戶身份的不同提供不同的功能.對于注銷模塊來說，該系統(tǒng)可以對用戶的下機(jī)時間進(jìn)行確定.通過登錄與注銷模塊、數(shù)據(jù)庫以及運(yùn)行庫的情況，從而對教師與學(xué)生的出勤情況進(jìn)行考察.從教師的角度來說，能夠計算出教師每個月的課時數(shù)；從學(xué)生的角度來說，能夠檢查出學(xué)生遲到、早退以及曠課的情況，這在無形中幫助教師實現(xiàn)了點名.第二，系統(tǒng)的實驗相關(guān)模塊.該系統(tǒng)的實驗相關(guān)模塊中主要包含了三個功能，分別是實驗要求的分發(fā)、實驗報告的提交以及對實驗進(jìn)行模擬.在實驗要求的分發(fā)功能中系統(tǒng)應(yīng)該具有信息群發(fā)與單發(fā)的功能；在實驗報告的提交功能中系統(tǒng)應(yīng)該有自動存盤的功能.第三，系統(tǒng)的意見交換平臺模塊.該系統(tǒng)的意見交換平臺模塊應(yīng)該實現(xiàn)教師與學(xué)生的對話要求，主要包括兩種方式，分別是“一對一”與“一對多”的方式.第四，系統(tǒng)的監(jiān)視模塊.該系統(tǒng)的監(jiān)視模塊只有教師可以使用，該模塊可以顯示每個終端的連接情況，實現(xiàn)對終端使用情況的監(jiān)視.此外，它還可以對運(yùn)行資料庫進(jìn)行查閱，同時對運(yùn)行資料庫進(jìn)行導(dǎo)出并保存所需的信息.第五，系統(tǒng)的幫助模塊.該系統(tǒng)的幫助模塊可以對軟件的操作方法進(jìn)行講解，同時還可以使用戶迅速的學(xué)會軟件的使用方法[3].

2.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)中包括了三個數(shù)據(jù)庫，分別是教師庫、學(xué)生庫以及運(yùn)行庫.其中，教師庫與學(xué)生庫中包括了教師的相關(guān)信息，比如用戶的身份標(biāo)識號、姓名以及上機(jī)時間等信息，從而掌握教師與學(xué)生的上機(jī)情況；運(yùn)行庫中主要包括了該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所需要的一些基本信息.與此同時，該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可以建立一個臨時庫，從而可以方便儲存一些臨時需要的數(shù)據(jù).

3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1Socket接口

所謂的Socket是一個網(wǎng)絡(luò)上跨平臺的應(yīng)用程序進(jìn)程間的通信機(jī)制，對于計算機(jī)的應(yīng)用程序來說，Socket類似于一個服務(wù)協(xié)議插座，程序中不同的協(xié)議，對應(yīng)著不同的端口[4].微軟公司在它們的Windows平臺上提供了WindowsSocket規(guī)范，主要是為了給應(yīng)用程序的開發(fā)者提供API，同時為了使軟件供應(yīng)商能夠有統(tǒng)一遵守的規(guī)范.與此同時，WindowsSocket也定義了一個二進(jìn)制接口，從而有效保障WindowsSocketAPI的應(yīng)用程序可以在任何網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商的符合WindowsSocket協(xié)議的實現(xiàn)上工作.WindowsSocket規(guī)范定義并記錄了API與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議族連接，特別是對于全部的WindowsSocket實現(xiàn)都可以支持流套接口以及數(shù)據(jù)報套接.應(yīng)用程序主要是利用WindowsSocket的API，從而實現(xiàn)了計算機(jī)相互之間的通訊.同時WindowsSocket又可以通過下層的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議功能以及操作系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)實際的通訊工作，它們之間的關(guān)系如下圖所示.在建立分布式應(yīng)用的時候，目前主要使用的方法是運(yùn)用客戶服務(wù)器模型.該模型在使用過程中有一定的要求，即使用過程中必須有一整套由客戶機(jī)與服務(wù)器達(dá)成共識的協(xié)議，該協(xié)議可以有效保障服務(wù)能夠被提供或者是可以被接受.在不同的情況下，該協(xié)議的存在方式兩種，分別是對稱性的不對稱性的.其中，在對稱性的協(xié)議中，協(xié)議中的每一方都有可能會扮演主從角色.而在不對稱性的協(xié)議中，往往是一方扮演著主機(jī)角色，相應(yīng)地另一方則扮演著從機(jī)的角色.對于一個服務(wù)程序而言，往往是在一個“熟知端口”監(jiān)聽對方服務(wù)的請求，這也就是說，在沒有請求發(fā)出的時候，該服務(wù)器進(jìn)程是處在休眠狀態(tài)的，直到有客戶對這個服務(wù)器提出了連接的請求，此時，服務(wù)程序會被這一請求而“喚醒”，同時立即給客戶提供相應(yīng)的服務(wù)，即對客戶的請求進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng).一般來說，在設(shè)計客戶服務(wù)器應(yīng)用程序的時候，連接的服務(wù)是其設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，但是在特殊情況下，某些服務(wù)也是可以利用數(shù)據(jù)報套接口來提供的.Socket作為應(yīng)用程序間的通信端口，在同一臺計算機(jī)上的不同計算機(jī)的兩個進(jìn)程間可以分別建立兩個Socket.通過連接之后，應(yīng)用程序的兩個進(jìn)程之間就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的相互交換工作.一般來說，Socket接口主要包括三個部分，分別是Socket的IP地址、Socket的通信端口以及Socket的類型，其中，Socket的IP地址主要是為了確定通信目的的計算機(jī)；Socket的通信端口主要是為了確定目的計算機(jī)的應(yīng)用程序進(jìn)程；Socket的類型中的套接口根據(jù)通訊的性質(zhì)可以分為三種類型，分別是流式套接口、數(shù)據(jù)報套接口以及原始套接口[6].通常情況下，應(yīng)用程序主要是用在同一類的套接口之間的通訊，但是只要底層的通行協(xié)議允許，那么不同類型的套接口之間也可以實現(xiàn)通訊.目前，對于客戶而言，可以使用的套接口有兩種，分別是流量套接口與數(shù)據(jù)報套接口.

3.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

本文中設(shè)計的系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如下圖所示.在使用該系統(tǒng)的時候，主要是通過Delphi語言來實現(xiàn)，使用Delphi語言的數(shù)據(jù)庫引擎BDE可以使系統(tǒng)程序的編寫與移植更加的簡便，同時還能夠有效地適應(yīng)客戶/服務(wù)器模式.Delphi的使用主要具有以下兩種功能：其一，通過使用Delphi提供的訪問數(shù)據(jù)庫功能，從而可以對教師與學(xué)生數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，同時還可以對學(xué)生上機(jī)時的出勤情況進(jìn)行考察.此外，它還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的相關(guān)功能；其二，Delphi的集成開發(fā)環(huán)境提供了客戶與服務(wù)器端Socket的ClinetSocket與ServerSocket構(gòu)件，通過Delphi的Socket集成，從而可以達(dá)到教師與學(xué)生以及學(xué)生與學(xué)生之間進(jìn)行交流的目的，其交流內(nèi)容主要包括了實驗要求的分發(fā)、實驗報告的提交以及每個終端之間的對話等.

4結(jié)束語

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗范文第5篇

關(guān)鍵詞：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；實驗；層次漸進(jìn)法；網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程

作者簡介：高屹，男，副教授，研究方向為計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)；王琦，女，講師，研究方向為計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

21世紀(jì)是網(wǎng)絡(luò)信息時代，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用無處不在，越來越多的高校開設(shè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程。從研究生到高職高專的各個層次，從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)到某些文科專業(yè)，越來越多的學(xué)生需要應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技能面對職業(yè)甚至生活基本技能的挑戰(zhàn)，或就業(yè)于相關(guān)領(lǐng)域[1]。另一方面，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是公認(rèn)比較難學(xué)的一門課程，涉及知識內(nèi)容豐富，技術(shù)發(fā)展日新月異，由于就業(yè)方向及培養(yǎng)目標(biāo)的不同，不同專業(yè)在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的選擇上差異巨大。

絕大多數(shù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程都分為理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩個部分。對于理論教學(xué)的方法，各院校都非常重視，很多專家教師結(jié)合各自的專業(yè)特點，進(jìn)行了多方有益的探索，形成了多種比較成熟的教學(xué)方法，教學(xué)效果也得到了充分保證。針對理論教學(xué)內(nèi)容的探索越來越深入，教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)很好地細(xì)分，能夠充分適應(yīng)就業(yè)需求。在教材建設(shè)方面，以幾大經(jīng)典系列教材為代表[2-3]，優(yōu)秀教材層出不窮。與此相對應(yīng)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實驗教學(xué)還比較薄弱。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門實踐性很強(qiáng)的課程，缺少或者弱化實踐環(huán)節(jié)，整體上很難達(dá)到教學(xué)效果，這一點已成為共識。與理論教學(xué)相比，對實驗教學(xué)內(nèi)容及方法的探索起步較晚，還存在一些不同認(rèn)識，優(yōu)秀實驗教材[4]的數(shù)量也要少得多。

1對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的探索

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門工程應(yīng)用特征非常明顯的課

程。在進(jìn)行課程改革時，工科院校應(yīng)該以提高學(xué)生工程應(yīng)用能力為目的，以市場為導(dǎo)向，形成一個較為完整、系統(tǒng)的實驗教學(xué)體系[5]。既要保證通過實踐驗證所學(xué)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本理論，又要結(jié)合當(dāng)前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最新技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新實踐能力。

實驗教學(xué)在實施上以學(xué)生的自主操作為主，但同樣需要系統(tǒng)的管理與專業(yè)的指導(dǎo)。實驗教學(xué)不是簡單的布置題目，教學(xué)效果也不能完全依賴學(xué)生的發(fā)揮。

1.1存在的問題

1) 缺乏權(quán)威性實驗教材。

一本好的教材對實驗教學(xué)至關(guān)重要。除了豐富的實驗選題外，還應(yīng)該提供完整的技術(shù)思路、系統(tǒng)的方法指導(dǎo)和全面的背景知識。但不得不承認(rèn)，目前權(quán)威的實驗教材還比較缺乏，教師在教學(xué)活動中可參考借鑒的內(nèi)容相對有限且不系統(tǒng)，造成教學(xué)效果基本依賴教師個體的水平和責(zé)任心，教學(xué)質(zhì)量難以保證。

2) 對實驗教學(xué)不夠重視。

一直以來，教師往往更注重計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論教學(xué)而輕視了實驗教學(xué)。由于缺乏教學(xué)經(jīng)驗的傳承和積累，教師囿于實驗室而缺乏對學(xué)生就業(yè)的預(yù)見性，加之缺乏權(quán)威教材的指導(dǎo)，開設(shè)的實驗只是對網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)簡單應(yīng)用的驗證性實驗，實驗內(nèi)容隨意性比較大，針對性較弱，不能滿足學(xué)生的就業(yè)需求。學(xué)生缺

少通過實踐進(jìn)行檢驗和加深對理論知識理解的機(jī)會，使學(xué)生對學(xué)習(xí)感到抽象和空洞，難以理解和掌握，教學(xué)效果不佳。

3) 實驗內(nèi)容取舍不當(dāng)。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包含的內(nèi)容極其豐富，從教師的角度看，哪部分內(nèi)容都很重要，都不想放棄。但內(nèi)容的過分求全往往會造成學(xué)生在做每個實驗時都蜻蜓點水，最終難以深入。要想充分利用有限的實驗課時，實驗內(nèi)容必須取舍，那種希望通過一門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生既搞清復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)原理，又學(xué)會網(wǎng)絡(luò)編程，同時還訓(xùn)練各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技能的愿望是不切實際的。

從實驗的功能來看，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗一般可分為三種類型：第一類是原理驗證型實驗，第二類是實踐應(yīng)用型實驗，第三類是探索研究型實驗[1]。在安排實驗內(nèi)容時，部分院校存在原理驗證型實驗比重偏大的問題。作為重點工科院校，借助于各類仿真軟件和協(xié)議分析軟件，絕大部分計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理可以在理論教學(xué)中講解演示清楚，不必再花費(fèi)大量實驗課時進(jìn)行驗證。所以，我們認(rèn)為重點應(yīng)放在實踐應(yīng)用型實驗上，達(dá)到鞏固所學(xué)內(nèi)容并延伸思考的目的，利于學(xué)生學(xué)以致用及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。探索研究型實驗的開設(shè)對象應(yīng)該是那些學(xué)有余力且特別具有開拓鉆研精神的學(xué)生，此類實驗不應(yīng)占用過多的統(tǒng)一實驗課時，而是以開放性實驗或?qū)W院資助參賽項目的形式實施。

4) 學(xué)生體會難以深入。

實驗教學(xué)是理論教學(xué)的延伸，學(xué)生不能僅滿足于學(xué)會或完成，必須要對所做實驗有深刻體會。因此實驗難度的安排和教師的引導(dǎo)至關(guān)重要。每個題目的難度要能夠激發(fā)學(xué)生的主動思考，輔以教師的恰當(dāng)引導(dǎo)，喚發(fā)學(xué)生對現(xiàn)有知識理解基礎(chǔ)之上的深刻個人體會，并進(jìn)一步喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識。

培養(yǎng)學(xué)生解決問題的創(chuàng)新能力是重要的教學(xué)目標(biāo)，它離不開解放思想和獨立思考。實驗課程必須給學(xué)生提供獨立思考的機(jī)會，兼顧軍校的嚴(yán)格管理和鼓勵學(xué)生個性充分發(fā)展。我們主張承認(rèn)并客觀面對學(xué)生的個體差異性，在實驗內(nèi)容和難度上不強(qiáng)求一致，而是對每個實驗設(shè)置多個難度層次。后一層次的工作建立在前一層次完成與思考的基礎(chǔ)之上，使每個學(xué)生個體都能最大限度地得到深刻的體會，我們稱這種方法為層次漸進(jìn)法。

1.2實驗方法的選擇

對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實驗教學(xué)，選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灧椒ㄒ彩侵陵P(guān)重要的。通過廣大教師的不斷探索，我們近年形成了很多有特色的實驗方法，有的注重動手能力培養(yǎng)，有的注重實驗室建設(shè)，有的注重實驗系統(tǒng)和實驗平臺的應(yīng)用[6]，有的注重虛擬實驗與真實實驗相結(jié)合[7]，有的注重基本原理與網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品相結(jié)合等。

與實驗內(nèi)容的選擇相同，對實驗方法的選擇也不可求全，以一到兩種為宜。選擇哪一種實驗方法，需要根據(jù)專業(yè)特點，再綜合考慮多方面因素。在開展網(wǎng)絡(luò)實驗的實踐中，我院重點考慮了以下三方面的因素：

首先是與理論教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合。我院選擇《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)――自頂向下方法》作為理論教學(xué)教材，該書作者具有深厚的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究背景。在內(nèi)容安排上，使教師能夠在教學(xué)早期階段就開始介紹網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)[2]，對各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序和應(yīng)用級協(xié)議的關(guān)注度極高。

其次是與學(xué)生的就業(yè)預(yù)期相結(jié)合。我院主要培養(yǎng)勝任未來信息化軍隊領(lǐng)導(dǎo)崗位的高素質(zhì)新型通信初級指揮人才，學(xué)生今后工作中接觸計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的方式主要是使用或設(shè)計網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。因此，本課程的定位應(yīng)該是培養(yǎng)“使用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)人員”。

再次是對學(xué)生心理進(jìn)行深度挖掘。青年學(xué)生知識面廣，接受新鮮事物快，但他們不盲從，如果不事先認(rèn)同，很難真正調(diào)動他們深入研究的積極性。作為學(xué)生，他們?nèi)鄙倏蒲泄リP(guān)的經(jīng)歷，對于在學(xué)術(shù)上如何克服困難完成任務(wù)還缺少必要的心理預(yù)見。

綜合上述因素，我們選擇以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程為主要實驗內(nèi)容，這樣與教材的知識契合度高。主要采用軟件編程的實驗方法，為學(xué)生將來作為技術(shù)人員使用網(wǎng)絡(luò)打好基礎(chǔ)。我們使用層次漸進(jìn)法設(shè)計實驗題目，以適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的個體差異性，避免因難度不當(dāng)造成的心理落差。

我們不認(rèn)為軟件編程方法“難以保證教學(xué)質(zhì)量的一致性，無法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實驗的基本功能[1]”。由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的個體差異性，教學(xué)質(zhì)量很難“一致”，其實也不必強(qiáng)求“一致”，重要的是通過加強(qiáng)組織管理和恰當(dāng)引導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，在確保每個學(xué)生都能達(dá)到基本教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，將每個學(xué)生的個體能力發(fā)揮至最大，真正做到既傳授知識，又培養(yǎng)能力。

1.3層次漸進(jìn)法的實踐

在我院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實驗教學(xué)實踐中，除少量的原理驗證型實驗題目為公共科目外，學(xué)生主要完成實踐應(yīng)用型實驗，具體說就是完成一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的設(shè)計與實現(xiàn)。

我們設(shè)計了多個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用題目，學(xué)生可以自主選擇其一，每個題目都使用層次漸進(jìn)法設(shè)置多級目標(biāo)。這樣既便于教師引導(dǎo)，又便于學(xué)生克服困難完成任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量。

下面就以一個實際題目為例，說明如何運(yùn)用層次漸進(jìn)的方法設(shè)計題目，并對實踐效果加以分析。

2層次漸進(jìn)的題目設(shè)計

本題目要求使用Socket編程，實現(xiàn)客戶/服務(wù)器模式的客戶端和服務(wù)器端程序，它們之間的通信使用TCP協(xié)議。具體實驗?zāi)繕?biāo)被劃分為10個層次，每一層目標(biāo)的完成將是開始下一層工作的基礎(chǔ)。希望學(xué)生能夠充分發(fā)揮主觀能動性，克服困難，不斷進(jìn)步。通過本題目的實踐，希望每個學(xué)生都能在自己的能力和努力范圍內(nèi)取得最大程度的提高。

除第1層外，其他各層都不提供示例程序。各層次的功能要求如表1所示。

表1各層次功能要求

層次 功能要求

第1層 完成最基本的通信功能。通信是單向的，由客戶端向服務(wù)器發(fā)送一個固定的字符串“Hello”，服務(wù)器成功接收后顯示該字符串?？蛻舳伺c服務(wù)器分別結(jié)束運(yùn)行。

第2層 將通信改為雙向。客戶端輸入一個任意字符串，向服務(wù)器發(fā)送；服務(wù)器接收后，增加一個后綴“_yes”并回傳；客戶端接收后顯示。

第3層 增加循環(huán)控制功能，可多次輸入、發(fā)送并回傳?？蛻舳嗽诎l(fā)送后對字符串進(jìn)行判斷，服務(wù)器在接收后對字符串進(jìn)行判斷，如果是某個特殊字符串，如“exit”，則退出循環(huán)，結(jié)束運(yùn)行。

第4層 客戶端向服務(wù)器發(fā)送一個指定文件。文件按“塊”讀取和傳輸，需要有輔助信息幫助服務(wù)器確定文件傳輸?shù)拈_始和結(jié)束，這可以視為應(yīng)用層協(xié)議的雛形。

第5層 增加多線程功能。使服務(wù)器可以同時接收多個客戶傳送的文件。

第6層 增加控制功能，允許一個客戶發(fā)送多個文件。初始建立的TCP連接為控制連接，負(fù)責(zé)傳遞控制命令和文件信息；文件傳輸時建立新的數(shù)據(jù)連接，傳輸文件數(shù)據(jù)。

第7層 將文件的傳輸改為雙向，允許客戶從服務(wù)器取文件。

第8層 設(shè)計一個簡單的應(yīng)用層文件傳輸協(xié)議。在上一層基礎(chǔ)之上，增加文件列表、創(chuàng)建子目錄、改變子目錄和刪除文件等命令，形成一個較為完整的應(yīng)用層文件傳輸協(xié)議――SFTP(Simple File Transfer Protocol)。

第9層 實現(xiàn)SFTP。

第10層 閱讀RFC959，學(xué)習(xí)FTP協(xié)議的有關(guān)細(xì)節(jié)。研究一個開源的FTP系統(tǒng)。了解實用程序的編程風(fēng)格，學(xué)習(xí)幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實現(xiàn)方法。

注：每層都需要分別實現(xiàn)客戶和服務(wù)器兩個程序。開始時服務(wù)器監(jiān)聽，等待客戶的連接。連接成功后繼續(xù)完成上述功能。

3教學(xué)效果

在我院的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程中，上述題目占用8個學(xué)時，從實施結(jié)果看，絕大多數(shù)學(xué)生都能夠完成6至9層功能，取得了令人滿意的教學(xué)效果。下面我們從各層的難度入手，對教學(xué)效果進(jìn)行分析：

第1層只要掌握最常用的幾個Socket函數(shù)即可完成，我們還給出了示例程序，幾乎沒有難度，僅僅是工作的一個起點。從第1層到第4層，各層之間的難度增加很小，各層增加的程序不過10行。所有學(xué)生都能在課內(nèi)完成前4層，這其實也是該題目的最低要求。

單純從編程的角度來看，第4層到第5層是一個較大的臺階，因為相當(dāng)一部分學(xué)生沒有多線

程編程的經(jīng)驗。我們采取的措施是：在實驗指導(dǎo)書中講解多線程編程的方法，提供多線程編程示例，給出多線程編程方法與本層功能結(jié)合的相關(guān)提示。借助這些參考知識，絕大多數(shù)學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)第5層功能。

與前幾層相比，從第5層到第9層的難度增加仍然很小，一旦突破第5層，第6至第9層都可以順利完成。但這幾層間的工作量增加較大，每層的實現(xiàn)需要一定時間。最終，有約1/4的學(xué)生能夠進(jìn)行到第9層。試想一下，如果不是采用層次漸進(jìn)法，而是直接將第9層功能作為實驗題目來布置，恐怕只有極少數(shù)非常優(yōu)秀的學(xué)生才能夠完成。

該題每一層比上一層的難度都有所增加，但增加部分都集中在單一技術(shù)點上，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)研究，不至于被困難所嚇倒。當(dāng)課程結(jié)束，總結(jié)所做內(nèi)容時，學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)逐層難點的解決就構(gòu)成了一個完整的科研攻關(guān)過程，從而初步形成一定的科研攻關(guān)經(jīng)驗與心理承受力。

實施層次漸進(jìn)法以來，沒有學(xué)生能夠在課內(nèi)完成全部10層任務(wù)，避免了個別學(xué)生在實驗課中所有可能產(chǎn)生的盲目自信情緒。事實上，對任何人來說，第10層本身就很難在短時間內(nèi)完成。

實驗成績按所達(dá)到的層次確定。前幾層占分?jǐn)?shù)比例比較大，后幾層雖然難，所占分?jǐn)?shù)卻比較少，有利于大家共同提高，整體達(dá)到基本教學(xué)效果。這個措施還在一定程度上杜絕了編程實驗中常有的抄襲和復(fù)制現(xiàn)象。

采用層次漸進(jìn)法具有以下效果。

1) 增強(qiáng)學(xué)生的自信心。

課程結(jié)束時，無論停止在哪一層，學(xué)生對下一層的實現(xiàn)都會有一定想法，雖然還沒做，但他們知道假以時日是能夠做出來的。這樣就避免了太難的實驗題目嚇退學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，使不同層次的學(xué)生都有信心親自動手解決問題，充分發(fā)揮實驗教學(xué)的功能。

2) 為學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。

在實驗的后半段，有些學(xué)生已經(jīng)不再按實驗指導(dǎo)

書規(guī)定的層次要求往下做，而是根據(jù)個人的優(yōu)勢和愿望自由發(fā)揮。例如，有的學(xué)生本身具有MFC的編程基礎(chǔ)，他們將SFTP客戶端實現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)的窗口界面，所實現(xiàn)的系統(tǒng)界面精美、使用方便。事實上，凡是做到第6層以上的學(xué)生，都會對后續(xù)工作產(chǎn)生一些想法，有時比我們想告訴他們的還要多。課后，還有學(xué)生繼續(xù)選擇相關(guān)的開放性實驗項目，課程實驗起到了很好的基礎(chǔ)性作用。

3) 促進(jìn)理論教學(xué)。

事實上，越是達(dá)到較高層次的學(xué)生，產(chǎn)生的創(chuàng)新想法越多，也越是感慨基本原理學(xué)習(xí)的重要性，因為他們正是從一個個基本問題的解決中一步步前行的。學(xué)生不僅可以通過實驗加深理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論，還可以在理論中尋求解答，提高學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

4結(jié)語

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的變革是持續(xù)不斷的[2]，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)也必須跟上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。筆者選擇計算機(jī)技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序編程為突破口，對網(wǎng)絡(luò)實驗課程的教學(xué)方法進(jìn)行了一點探索。希望以此為基礎(chǔ)繼續(xù)探索，也希望對兄弟院校有所幫助。

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Thoughts and Practice on Experimental Teaching of Computer Network

GAO Yi, WANG Qi

(Institute of Communications Engineering, PLA University of Science & Technology, Nanjing 210007, China)