計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)探討與設(shè)計

聶　婭　鄭　煒

[摘要]結(jié)合高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對計算機網(wǎng)絡(luò)課程的特點，從計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)，實驗課程設(shè)計，實驗教學(xué)考核方法等方面進行探索與實踐。

[關(guān)鍵詞]計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)實驗課程設(shè)計實驗教學(xué)方法

中圖分類號：TP3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1671-7597(2009)0610161-02

一、引言

在網(wǎng)絡(luò)人才急需的當(dāng)今時代，《計算機網(wǎng)絡(luò)》作為計算機專業(yè)本科教育重要的基礎(chǔ)課程之一，已經(jīng)凸現(xiàn)出越來越重要的地位。教育部已規(guī)定將計算機網(wǎng)絡(luò)作為重要的考試內(nèi)容列入到2009年計算機專業(yè)研究生招生考試的專業(yè)課考題當(dāng)中，該課程在計算機專業(yè)高等教育中的重要性可見一斑。計算機網(wǎng)絡(luò)集理論性與實踐性于一體，如果沒有實驗的支撐，學(xué)生會感到各種協(xié)議和理論相當(dāng)抽象，難以掌握，因此建設(shè)良好的實驗環(huán)境和設(shè)計合理的配套實驗課程可以讓學(xué)生深入理解理論知識，同時提高動手實踐和分析的能力，激發(fā)創(chuàng)新思維。為更好地達到我?！皯?yīng)用型、復(fù)合型、外向型”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)校投資數(shù)百萬搭建了計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室。本文在該實驗室的基礎(chǔ)上，就實驗課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，編排及教學(xué)方式進行探討。

二、計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)

為了提供良好的網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境，基于設(shè)備的穩(wěn)定性、先進性、廣泛性、標(biāo)準(zhǔn)性等多方面的考慮和研究，計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室采用的是思科公司的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括一臺核心交換機WS-C6509，6臺三層交換機WS-C3750-24TS-E，6臺二層交換機WS-C2950T-24，8臺CISC03725路由器，6臺CISC02620XM路由器，2臺防火墻PIX-515E，1臺入侵檢測IDS-4215，4臺DELL的服務(wù)器，4臺無線路由器WRT54G，2臺無線訪問點hP1231G，37張無線網(wǎng)卡WMP54G，37臺聯(lián)想電腦以及網(wǎng)線，光纖，水晶頭，打線工具等設(shè)備。

實驗室設(shè)備的采購和綜合布線都是按照36個人為一個班級單位來進行的。36臺終端計算機分為6組。實驗室共有6個分組實驗機柜，每個分組實驗機柜中有6臺設(shè)備：3725路由器1臺，2620路由器2臺，3750交換機1臺，2950交換機2臺。每個機柜中的6臺設(shè)備恰好與6臺計算機里一一對應(yīng)連接的關(guān)系。各機柜中設(shè)備再上連到核心6509交換機，使整個實驗室的所有設(shè)備呈星型連接的方式。

三、實驗課程設(shè)計

計算機網(wǎng)絡(luò)課程的內(nèi)容涵蓋了相當(dāng)豐富的內(nèi)容，要讓幾乎沒有相關(guān)基礎(chǔ)知識的學(xué)生能接受網(wǎng)絡(luò)基本理論，并且逐步深入理解，需要結(jié)合實驗室的網(wǎng)絡(luò)設(shè)各設(shè)計編排一套合理的實驗內(nèi)容。目前的網(wǎng)絡(luò)實驗指導(dǎo)教程，大多偏重計算機網(wǎng)絡(luò)的某一方面，如協(xié)議分析實驗，或是基于Windows操作系統(tǒng)的局域網(wǎng)建設(shè)管理等，與理論課程的教學(xué)內(nèi)容缺乏相關(guān)性，造成教學(xué)與實踐的脫節(jié)，不能發(fā)揮出實踐環(huán)節(jié)的重要作用。而思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)在教程的編寫中，是先從實例入手，再深入淺出地滲透到理論，讓參加培訓(xùn)的學(xué)員能較快地掌握相關(guān)知識，同時提高操作能力。在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程中可以借鑒此種教學(xué)方式，編排的實驗課程內(nèi)容不僅與計算機網(wǎng)絡(luò)理論體系保持一致，而且從實例出發(fā)，由淺入深。根據(jù)教學(xué)計劃，共設(shè)計了13個實驗，可劃分為三個教學(xué)內(nèi)容模塊，包括：

(一)網(wǎng)絡(luò)綜合布線類

實驗一、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與綜合布線

實驗?zāi)康模撼醪秸J識交換機，路由器，防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的型號及基本功能，了解網(wǎng)絡(luò)基本布線規(guī)范，讓學(xué)生從感性上對網(wǎng)絡(luò)工程有所認識。

實驗內(nèi)容：參觀建筑物以及網(wǎng)絡(luò)實驗室的布線工程，了解綜合布線系統(tǒng)以及六個子系統(tǒng)的具體組成，施工規(guī)范以及實驗室中設(shè)各的型號與拓撲連接。

實驗二、網(wǎng)線的制作

實驗?zāi)康模赫J識布線工具，并了解網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體的標(biāo)準(zhǔn)與特性，熟練掌握568A和568B標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線的制作。

實驗內(nèi)容：使用網(wǎng)線制作工具按照568A和568B標(biāo)準(zhǔn)制作直通線，交叉線，反轉(zhuǎn)線，并使用測線儀進行測試。觀察光纖的連接器標(biāo)準(zhǔn)。

實驗三、無線局域網(wǎng)實驗

實驗?zāi)康模赫J識無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備，了解無線網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn)，與有線局域網(wǎng)布線技術(shù)進行對比。

實驗內(nèi)容：安裝無線網(wǎng)卡驅(qū)動，并進行配置，完成Infrastrueture和Ad-hoc兩種網(wǎng)絡(luò)模式的連接和配置。

(二)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置類

實驗四、交換機，路由器基本配置方法

實驗?zāi)康?；在了解網(wǎng)絡(luò)實驗基礎(chǔ)設(shè)各的軟硬件架構(gòu)、工作原理的基礎(chǔ)上，掌握路由器和交換機的連接與配置方法。

實驗內(nèi)容：觀察了解交換機與路由器的接口標(biāo)準(zhǔn)，通過Console端口，切換不同的工作模式，進行主機名，IP地址，端口說明，時鐘等設(shè)置。

實驗五、VLAN的配置以及VTP配置

實驗?zāi)康模菏煜LAN的基本劃分與端口分配方法，掌握VTP的配置方法，掌握交換機不同模式的配置方法。

實驗內(nèi)容：交換機配置不同的模式，并劃分VLAN，觀察不同模式下交換機的VTP協(xié)議和VLAN信息并進行分析。

實驗六、靜態(tài)路由的配置

實驗?zāi)康模豪斫饴酚蓞f(xié)議的運行原理，掌握路由器的靜態(tài)路由配置。

實驗內(nèi)容：學(xué)習(xí)IP地址劃分以及路由協(xié)議原理，按照實驗拓撲圖連接設(shè)備，配置路由器的靜態(tài)路由協(xié)議，通過命令觀察路由表項內(nèi)容并進行分析。

實驗七、動態(tài)路由協(xié)議的配置

實驗?zāi)康模哼M行路由器的動態(tài)路由協(xié)議RIP協(xié)議和OSPF協(xié)議的配置，并與靜態(tài)路由進行比較。

實驗內(nèi)容：按照實驗拓撲圖連接設(shè)備，配置兩種不同的動態(tài)路由協(xié)議，通過命令觀察路由表項內(nèi)容并進行分析異同點。

實驗八、訪問控制列表(ACL)的配置

實驗?zāi)康模豪斫庠L問控制列表的原理及作用。

實驗內(nèi)容：完成標(biāo)準(zhǔn)訪問控制列表，擴展訪問控制列表以及命名訪問控制列表三種列表的配置，并進行測試。

(三)局域網(wǎng)架構(gòu)及安全管理類

實驗九、數(shù)據(jù)包捕獲與分析

實驗?zāi)康模豪斫飧鞣N協(xié)議的數(shù)據(jù)字段結(jié)構(gòu)。

實驗內(nèi)容：在主機上啟用sniffer軟件對不同協(xié)議的數(shù)據(jù)包進行捕獲，對不同層數(shù)據(jù)字段結(jié)構(gòu)進行分析。

實驗十、Windows2003下網(wǎng)絡(luò)管理基本配置

實驗?zāi)康模赫莆站W(wǎng)卡驅(qū)動的安裝與配置，熟悉IP地址的配置方法，了解TCP／IP協(xié)議棧，掌握Windows2003下基本網(wǎng)絡(luò)測試命令。

實驗內(nèi)容：安裝網(wǎng)卡驅(qū)動程序，配置IP地址等信息，并使用ping等基本命令進行測試和觀察。配置帳戶，添加工作組計算機，完成文件共享配置。

實驗十一、基于Windows2003 Server的服務(wù)器架構(gòu)

實驗?zāi)康模簩W(xué)習(xí)IIS的安裝與設(shè)置，掌握WEB服務(wù)器，F(xiàn)TP服務(wù)器，DNS服務(wù)器，DHCP服務(wù)器的設(shè)置與測試方法。

實驗內(nèi)容：安裝IIS服務(wù)，分別進行WEB、FTP、DNS和DHCP服務(wù)器的配置，并測試使用DNS服務(wù)器進行域名解析，并通過DHCP服務(wù)器動態(tài)分配IP地址。

實驗十二、基于LINUX的服務(wù)器架構(gòu)和常用網(wǎng)絡(luò)命令

實驗?zāi)康模簩W(xué)LINUX下WEB站點配置和調(diào)試方法，掌握LINUX下常用的網(wǎng)絡(luò)命令，了解其帳戶口令等安全機制。

實驗內(nèi)容：在LINUX系統(tǒng)下配置帳戶口令，WEB服務(wù)站點，使用網(wǎng)絡(luò)命令進行驗證與測試。

實驗十三、網(wǎng)絡(luò)安全實驗

實驗?zāi)康模毫私饩W(wǎng)絡(luò)常見網(wǎng)絡(luò)攻擊方式和防范方法，掌握硬件防火墻和IDS的配置方法。

實驗內(nèi)容：學(xué)習(xí)防火墻、IDS的接口標(biāo)準(zhǔn)，并實現(xiàn)防火墻和IDS在局域網(wǎng)中拓撲連接，完成基本配置。

四、實驗教學(xué)與考核辦法

實驗教學(xué)采用以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的模式，強調(diào)教師在實驗過程中的引導(dǎo)作用，盡量讓學(xué)生多實踐多思考。在每一次實驗前要求學(xué)生先預(yù)習(xí)實驗預(yù)備知識，了解相關(guān)理論知識，在實驗課上，由教師講解本次實驗的內(nèi)容以及操作中的重難點，然后讓學(xué)生動手完成實驗要求。在實驗過程中學(xué)生遇到問題，教師應(yīng)多啟發(fā)引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生自主思考解決，逐步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的能力。實驗后要求學(xué)生遞交實驗報告，對實驗步驟、觀察到的實驗現(xiàn)象、遇到的各種問題以及解決辦法進行記錄與分析。

實驗課的考核環(huán)節(jié)，可考慮設(shè)計綜合性實驗，融合多次實驗課程中的內(nèi)容，采用學(xué)生自主完成的模式，由學(xué)生根據(jù)實驗要求設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲，并安排實驗步驟，利用在平時實驗課程中掌握的方法來完成實驗。各人實驗的完成情況可作為實驗的參考成績。這種考核方式可以促使學(xué)生更加注重每次實驗操作過程，并能鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用的能力。

五、結(jié)束語

在四年多網(wǎng)絡(luò)實驗課程的教學(xué)與研究中，實驗教程的編排經(jīng)歷了多次的斟酌與修訂，希望在內(nèi)容上更能切合于當(dāng)前的實際應(yīng)用，有利于調(diào)動學(xué)生獨立思考的積極性，培養(yǎng)其思維創(chuàng)新的能力。經(jīng)過調(diào)查，大部分學(xué)生普通反映經(jīng)過實踐學(xué)習(xí)，對計算機網(wǎng)絡(luò)學(xué)科產(chǎn)生了濃厚的興趣。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展決定了計算機網(wǎng)絡(luò)是一門不斷的探索與創(chuàng)新的學(xué)科，因此實驗課程的教學(xué)內(nèi)容和方法仍需不斷的改革與完善。