基于虛擬仿真平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究

1、    基于虛擬仿真平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究    陳芳摘  要：網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)，開展聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)體驗(yàn)性的真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境。基于此，該文主要介紹了基于虛擬仿真平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)理論。該文從具體的設(shè)計(jì)實(shí)踐，主要基于packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)的相關(guān)理論，來分析基于虛擬仿真平臺(tái)實(shí)驗(yàn)課程的具體設(shè)計(jì)，并對(duì)課程設(shè)置當(dāng)中的相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：虛擬仿真平臺(tái)  網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)  核心課程  實(shí)驗(yàn)教學(xué)：g642.0    ：

2、a ：1672-3791（2019）07（c）-0161-02計(jì)算機(jī)科學(xué)是我國目前信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展當(dāng)中的重要基礎(chǔ)科學(xué)之一，其實(shí)踐性與應(yīng)用性非常強(qiáng)。因而，開展有質(zhì)量的虛擬實(shí)踐課程，是為學(xué)生創(chuàng)造真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的重要手段之一。1  基于虛擬仿真平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)理論進(jìn)入到互聯(lián)網(wǎng)加時(shí)代，云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品，更新?lián)Q代越來越快，學(xué)生在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中，很難脫離實(shí)踐環(huán)境來進(jìn)行單純的理論學(xué)習(xí)，這樣進(jìn)行課程設(shè)計(jì)效果也是非常不好的。packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，在這樣的教學(xué)發(fā)展背景下應(yīng)運(yùn)而生，它可以為

3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生，提供核心課程的模擬改革策略，從而提高工程化教學(xué)效果，幫助學(xué)生在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，克服環(huán)境的限制，提升實(shí)踐能力，加快與社會(huì)的連接，從而更好地應(yīng)用自己學(xué)到的理論知識(shí)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)工程的相關(guān)研究與問題解決1。2  基于虛擬仿真平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)課程具體設(shè)計(jì)目前基于packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，主要包含的內(nèi)容有：（1）離散數(shù)學(xué)課程;（2）計(jì)算機(jī)原理課程;（3）計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程;（4）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析課程;（5）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程;（6）操作系統(tǒng);（7）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信課程;（8）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析課程;（9）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)課程;（10）網(wǎng)絡(luò)路由與

4、交換技術(shù)課程等。這些課程之間相互聯(lián)系、相互影響，構(gòu)成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)工程教育體系的基本脈絡(luò)。2.1 基于packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)的無線通信設(shè)計(jì)學(xué)生可以通過線上教育與線下教育，來實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試與評(píng)價(jià)，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全分析技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全管理技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)測(cè)評(píng)技術(shù)。基于packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，就是利用無線通信技術(shù)，尤其是目前高水平的實(shí)驗(yàn)室四代移動(dòng)通信技術(shù)，與正在研發(fā)與建設(shè)當(dāng)中的第五代移動(dòng)通信技術(shù)，利用移動(dòng)ip協(xié)議和無線傳感網(wǎng)絡(luò)wsn，將整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模擬分析數(shù)據(jù)平臺(tái)，架設(shè)在實(shí)驗(yàn)室的物聯(lián)網(wǎng)iot當(dāng)中。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過程當(dāng)中，可以通

5、過軟件定義網(wǎng)絡(luò)sdn，來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的數(shù)據(jù)獲取、自動(dòng)的實(shí)驗(yàn)操作、自動(dòng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程結(jié)果分析。同時(shí)，學(xué)生還可以通過移動(dòng)終端設(shè)備的客戶端服務(wù)器，來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繳費(fèi)。并通過這個(gè)繳費(fèi)終端的程序改進(jìn)，來掌握電子商務(wù)、電子政務(wù)、移動(dòng)支付等相關(guān)程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容。從建設(shè)實(shí)際來看，這種移動(dòng)模擬平臺(tái)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，是符合目前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)與人才培養(yǎng)方向的。應(yīng)用packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，可以滿足社會(huì)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的未來人才需求。2.2 基于packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)的模塊劃分基于packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)主要包含以下幾個(gè)模塊。第一，packet tracer網(wǎng)絡(luò)

6、仿真平臺(tái)利用tnk技術(shù)，將無線通信網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容概述，進(jìn)行立體化表述，并通過與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)的聯(lián)合，來實(shí)現(xiàn)對(duì)無線電傳播原理的解釋，通過蜂窩系統(tǒng)原理，將整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行打通。第二，packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，利用云計(jì)算技術(shù)的嫁接，提高普適性粒子群算法的應(yīng)用適用范圍。并通過基于位置的服務(wù)mbs，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)ip協(xié)議的進(jìn)入，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行的整體性與科學(xué)性。第三，目前基于packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)的無線局域網(wǎng)絡(luò)打造，主要是基于ieee802.11標(biāo)準(zhǔn)、wixn與ieee11802.16標(biāo)準(zhǔn)，通過這種網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息安全，

7、對(duì)不明身份的人員進(jìn)行身份排查，并通過對(duì)學(xué)生信息的自動(dòng)登錄與自動(dòng)獲取，來有效地為學(xué)生提供數(shù)據(jù)安全保障。第四，packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，還可以為學(xué)生提供網(wǎng)絡(luò)傳感實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化利用，來實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙傳輸和無線傳輸。技術(shù)人員可以通過在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)覆蓋傳感器網(wǎng)絡(luò)，來提升學(xué)生運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架設(shè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的能力。第五，網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)還包括軟件定義、網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)、開放自動(dòng)流程openflow，以及人工智能網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)工程當(dāng)中的應(yīng)用。例如，智能機(jī)器人、智能機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)模塊、移動(dòng)智能小車網(wǎng)絡(luò)以及產(chǎn)品化應(yīng)用實(shí)踐等。第六，在移動(dòng)終端的開發(fā)與設(shè)計(jì)方面，學(xué)生可以通過packet tracer網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，

8、來實(shí)現(xiàn)對(duì)安卓系統(tǒng)、ios系統(tǒng)、windows系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)開發(fā)2。2.3 課程比重設(shè)置在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程升級(jí)的過程當(dāng)中，學(xué)校的管理人員要提高實(shí)驗(yàn)課程在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)當(dāng)中的比重。例如，目前很多學(xué)?？倢?shí)驗(yàn)課程只有18課時(shí)，占總課時(shí)的不到1/3，學(xué)校要根據(jù)學(xué)生目前的學(xué)習(xí)情況與市場(chǎng)對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ南嚓P(guān)要求，來提升這個(gè)比重。學(xué)校還要不斷向內(nèi)挖掘，提高對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的相關(guān)要求，提高學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的相關(guān)深度。通過綜合性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，提高指導(dǎo)教師對(duì)于學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)工程相關(guān)程序研究的系統(tǒng)性指導(dǎo)。幫助學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過程當(dāng)中，完整地完成實(shí)驗(yàn)，并對(duì)自己取得的網(wǎng)絡(luò)研究成果進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用。2.4 設(shè)備優(yōu)化與維護(hù)基

9、于仿真平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)需要眾多的設(shè)備，學(xué)校在進(jìn)行項(xiàng)目管理的過程當(dāng)中，要提高對(duì)于設(shè)備維護(hù)的能力，通過計(jì)算機(jī)相關(guān)的細(xì)化管理原則，來對(duì)購入的相關(guān)交換機(jī)、路由器品牌進(jìn)行綜合管理，避免經(jīng)費(fèi)的重復(fù)建設(shè)與浪費(fèi)。盡量引進(jìn)多種類型的交換機(jī)設(shè)備與服務(wù)器設(shè)備，并對(duì)設(shè)備維修進(jìn)行優(yōu)化管理，避免由于設(shè)備的長(zhǎng)期使用，出現(xiàn)接口不良等現(xiàn)象，保障學(xué)生可以在盡量真實(shí)的環(huán)境當(dāng)中，進(jìn)行真實(shí)的交換機(jī)、路由器操作。教師還要對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行優(yōu)化指導(dǎo)，避免學(xué)生在進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中，由于錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果被系統(tǒng)記錄到，而導(dǎo)致整個(gè)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)失效。教師要控制好實(shí)驗(yàn)的節(jié)奏、實(shí)驗(yàn)的時(shí)間、學(xué)生課程的實(shí)際安排，保障學(xué)生可以在盡量短的時(shí)間內(nèi)獲

10、得更加完善的教學(xué)指導(dǎo)。教師要對(duì)課程安排進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，例如，在計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)課程當(dāng)中可以加入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡(jiǎn)介和網(wǎng)線制作、交換機(jī)基本配置、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)組建與配置、路由器基本配置、擴(kuò)展包過濾配置、基本包過濾配置、內(nèi)外網(wǎng)結(jié)構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換等課程。3  結(jié)語綜上所述，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置是一個(gè)系統(tǒng)的工程，學(xué)校要認(rèn)識(shí)到課程設(shè)置的長(zhǎng)期性。從該文的分析可知，研究網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，有利于管理者根據(jù)目前的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中的主觀能動(dòng)性。因而，我們要加強(qiáng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)的理論研究，提高課程設(shè)計(jì)的科學(xué)性。參考文獻(xiàn)1 高原，符濤，孫毅.cdio模式以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)改革和實(shí)踐j.西南師范大學(xué)學(xué)