計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)探討

張衛(wèi)強(qiáng)

摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使現(xiàn)代社會(huì)生活更加便捷，因此，我國(guó)各大高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)階段的主要目標(biāo)是培養(yǎng)出合格的計(jì)算機(jī)技術(shù)人才，為社會(huì)服務(wù)。培養(yǎng)具有實(shí)踐技能的綜合型人才并不能只依靠書(shū)本知識(shí)，利用計(jì)算機(jī)搭建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、訓(xùn)練人才的實(shí)踐技能也是十分重要的。網(wǎng)絡(luò)課程成為未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)人才發(fā)展的重要課程，因此，該文以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程為例，探討應(yīng)如何構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);虛擬仿真;實(shí)驗(yàn)平臺(tái);建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）26-0038-02

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

社會(huì)越來(lái)越需要綜合性的人才，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)想要培養(yǎng)出高素質(zhì)綜合型的人才，就需要理論知識(shí)和實(shí)踐技能的結(jié)合。作為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展前景不可估量，而計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)可以恰當(dāng)?shù)乩眠@一契機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓人才在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬和訓(xùn)練，不斷提高計(jì)算機(jī)技能，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的新需要。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的意義

1.1 有利于高校順利開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)

現(xiàn)代社會(huì)在逐步發(fā)展中，計(jì)算機(jī)的虛擬技術(shù)也會(huì)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。高校在利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，既能提高學(xué)生的知識(shí)水平，也能讓學(xué)生在實(shí)際操練中提升理論知識(shí)，通過(guò)理論和實(shí)際的聯(lián)系，形容成綜合性人才。總的來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)虛擬仿真平臺(tái)在高校中的應(yīng)用，可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力。我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室課程更多以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主，在課堂中教師布置驗(yàn)證性課題，學(xué)生則在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行驗(yàn)證和推理，這種方式很難讓學(xué)生有創(chuàng)新性的發(fā)現(xiàn)。而通過(guò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成項(xiàng)目，這與學(xué)生的計(jì)算機(jī)知識(shí)聯(lián)系十分緊密，而且仿真虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以真實(shí)的模擬任何場(chǎng)合的情況，更加貼近學(xué)生就業(yè)環(huán)境。

1.2 有利于高校教學(xué)資源的擴(kuò)充

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以用于檢測(cè)和觀察實(shí)驗(yàn)操作，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);也可以用于搜集和準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料，輔助開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課程。由于虛擬實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)以互聯(lián)網(wǎng)為依托，因此，其擁有互聯(lián)網(wǎng)的海量資源，這對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力要求較高的計(jì)算機(jī)學(xué)科有重要的意義。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以利用平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、信息資源、實(shí)驗(yàn)環(huán)境，為學(xué)生提供各項(xiàng)虛擬仿真服務(wù)，打破原有實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量和實(shí)驗(yàn)課時(shí)條件的限制。學(xué)生可以不受拘束的進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的操作，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生既能對(duì)各個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)和驗(yàn)證，檢查自己的實(shí)踐技能，也可以利用仿真平臺(tái)進(jìn)行重復(fù)操作。

1.3 有利于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的優(yōu)化

通過(guò)構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，高?？梢愿淖儌鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，由線下面對(duì)面的教學(xué)轉(zhuǎn)向移動(dòng)教學(xué)，提供新的發(fā)展方向和發(fā)展思路。實(shí)驗(yàn)教學(xué)也可以在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的互動(dòng)和操作過(guò)程中提高教學(xué)效率，作為人類(lèi)生活不可或缺的信息化設(shè)備，計(jì)算機(jī)在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，是信息采集和處理的主要工具。高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生更好地了解計(jì)算機(jī)元器件、計(jì)算機(jī)的操作方式，而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以給予學(xué)生多次的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，通過(guò)實(shí)際操作了解網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)，既避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室軟硬件設(shè)施的搭建，也可以利用教學(xué)資源庫(kù)構(gòu)成與高校教育實(shí)際相符的實(shí)驗(yàn)室課程，改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方式，提高學(xué)生的探究欲望和創(chuàng)新能力。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

目前我國(guó)大多數(shù)高校的辦學(xué)資金相對(duì)匱乏，實(shí)體實(shí)驗(yàn)室的搭建受到限制，由于實(shí)體實(shí)驗(yàn)室需要頻繁更換電腦硬件和軟件，并根據(jù)學(xué)生的人數(shù)比例制定場(chǎng)地，諸多的因素都成為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的阻礙。而引入虛擬仿真技術(shù)，學(xué)生可以利用互聯(lián)網(wǎng)與教師進(jìn)行對(duì)接，通過(guò)教師的輔導(dǎo)完成學(xué)?；蚱髽I(yè)的產(chǎn)品項(xiàng)目，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也能減輕學(xué)校辦學(xué)資金的壓力。而且虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是全天開(kāi)放的，管理制度相比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室更加人性化，既能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，也能減輕相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，避免設(shè)備被損壞。

2.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室軟硬件搭建

2.1.1 硬件設(shè)施搭建

在構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室時(shí)，硬件設(shè)施主要包含主控中心平臺(tái)、主控設(shè)備和智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這三方面缺一不可。高校可以根據(jù)校企合作的內(nèi)容，與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)展開(kāi)溝通與協(xié)作，共同構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)協(xié)議下的仿真教學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)引入主控中心平臺(tái)、主控設(shè)備和智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搭建仿真性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。由于高校辦學(xué)資金緊張，可以由企業(yè)為主導(dǎo)，在校內(nèi)搭建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，作為學(xué)校和企業(yè)共同構(gòu)建的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地，投入資金用于購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)用高性能服務(wù)器和裝新設(shè)備。由于高性能服務(wù)器、中心設(shè)備是整個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室硬件系統(tǒng)的核心部分，因此，這兩部分的質(zhì)量和服務(wù)能力必須過(guò)關(guān)。在保證虛擬仿真實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的前提下，為仿真實(shí)驗(yàn)提供各種服務(wù)。主控中心平臺(tái)可以為仿真實(shí)驗(yàn)課程提供DNS、DHCP服務(wù)，也可以與互聯(lián)網(wǎng)連接，形成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量，提供必要的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)服務(wù)。同時(shí)也可以通過(guò)主控設(shè)備管理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要是為虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供自動(dòng)化管理服務(wù)的設(shè)備，在智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的支持下，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，這是硬件結(jié)構(gòu)構(gòu)建的必要環(huán)節(jié)。在智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，學(xué)生可以放心地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，不需要頻繁的插拔網(wǎng)線，既能提高實(shí)驗(yàn)的效率，也能保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。通過(guò)集聯(lián)控制，所有設(shè)備的按鈕都可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一開(kāi)關(guān)，主控設(shè)備可以自由進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組合，其也可以對(duì)系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配和采集，也可以均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。在搭建虛擬仿真平臺(tái)的過(guò)程中，可以由一臺(tái)主控設(shè)備控制六臺(tái)學(xué)生實(shí)驗(yàn)用機(jī)，通過(guò)交換模塊和共享模塊，讓學(xué)生獲得更真實(shí)的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

2.1.2 軟件部分

在構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)時(shí)，軟件部分包含協(xié)議仿真編輯器、模擬IP協(xié)議族的數(shù)據(jù)包、協(xié)議分析器三個(gè)部分，通過(guò)這三方面的構(gòu)建，及時(shí)捕獲仿真編輯器的數(shù)據(jù)包，展開(kāi)輔助教學(xué)。因此，在搭建虛擬仿真平臺(tái)的軟件設(shè)施時(shí)，需要根據(jù)高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)生人數(shù)進(jìn)行軟件匹配，例如在實(shí)驗(yàn)課程中學(xué)生人數(shù)有40人，那么軟件設(shè)備也需要符合學(xué)生人數(shù)，40個(gè)學(xué)生需要在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行互相交流和互相配合。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)需要通過(guò)軟件工具進(jìn)行繪畫(huà)或圖形的展示，學(xué)生可以在利用軟件設(shè)備的過(guò)程中與其他學(xué)生或教師展開(kāi)溝通，既能提高實(shí)驗(yàn)課堂的互動(dòng)效率，也能增加課堂互動(dòng)的機(jī)會(huì)。在利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)后，學(xué)生的實(shí)踐能力不僅得到大幅度的提升，溝通能力和創(chuàng)新能力也能獲得進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)在線互動(dòng)。