网络应用方向范文

导语：如何才能写好一篇网络应用方向，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】计算机网络 应用现状 发展趋向 困境

一、前言

社会信息化浪潮与知识经济浪潮推动我们进入了21世纪新的历史进程，对于21世纪人类社会将具有什么样的经济和时代特征？人们已经进行了各种分析，提出了种种看法，如信息社会、信息经济、知识经济时代、全球信息社会、全球一体化经济、比特时代、数字经济、数字时代、网络时代、网络经济等等。虽然众说纷纭，但信息化、数字化、全球化、网络化是21新世纪人类社会的重要特征。其中，以计算机网络迅猛发展而形成的网络化则是推动信息化、数字化和全球化的基础和核心，因为计算机网络系统正是一种全球开放的，数字化的综合信息系统，基于计算机网络的各种网络应用系统通过在网络中对数字信息的综合采集、存储、传输、处理把人类社会更紧密地联系起来，并冲击着人类社会政治、经济、军事和日常工作、生活的各个方面。

二、计算机网络概述

计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，实现了远程通信、远程信息处理和资源共享等。自20世纪60年代产生以来，经过半个世纪特别是最近10多年的迅猛发展，目前越来越多地被应用到经济、军事、生产、教育、科学技术及日常生活等各个领域。在现实的日常生活中，我们时刻都在与网络打交道。计算机网络的发展，缩短了人际交往的距离，给人们的日常生活带来了极大的便利。

三、计算机网络的应用现状以及存在的问题

计算机网络经过几十年的时间实现了从无到有、从简单到复杂的飞速发展，在政治、经济、科技和文化等诸方面均产生了巨大的影响。然而，在计算机网络高速发展的同时，也存在许多的问题。

（一）计算机网络可以实现信息的全方位共享，然而，却带来的严重的信息泄密问题及用户管理问题，网络安全问题令人担忧。目前，随处可见的网络病毒、垃圾信件、不良信息、网络犯罪、用户信息泄露等问题已严重影响了计算机网络的正常运行和人们的日常生活。尽管防火墙、IDS等网络安全检测技术及S-HTTP、SSL/TSL等网络安全协议技术日益成熟，然而，并不能完全解决网络安全问题。

（二）互联网提供的各类服务已不能满足人们日益多样化的服务需求。传统的计算机网络需求比较有限，大部分均侧重于互联、互通和互操作以及网络系统的连接和传输等功能，然而，现在的网络需求量不断增多，人们的个性化需求也日益多样化，越来越快速、灵活、高效和动态。

（三）计算机网络的资源控制能力不足，许多复杂功能，如实时多媒体应用系统（在线点播、视频会议、远程教育等），难以完好的展现出来。尽管流量工程、IntServ模型、DiffServ模型的研究已经开展，然而，拥塞控制、流量整形、资源预留、接纳控制等多种服务质量实现机制仍不能达到真正的效果。

四、计算机网络的发展趋势

根据对现代计算机网络在全球社会信息化进程殊重要作用的认识，对于计算机网络技术的研究和发展趋势的分析，也应提高到系统的高度来认识，用系统观点来分析。人们也常用OSI分层通信体系模型及相应的通信协议来描述计算机网络，从系统观点看，这同样也已很不够了，下面对计算机网络的基本发展方向作一些分析：

（一）开放和大容量的发展方向

系统开放性是任何系统保持旺盛生命力和能够持续发展的重要系统特性，因此也应是计算机网络系统发展的一个重要方向。基于统一网络通信协议标准的互联网结构，正是计算机网络系统开放性的体现。统一网络分层体系结构标准是互联异种机的基本条件，Internet所以能风靡全球，正是它所依据的TCP/IP协议栈已逐步成为事实上的计算机网络通信体系结构的国际标准。

（二）一体化和方便使用的发展方向

一体化是一个系统优化的概念，其基本含义是：从系统整体性出发对系统重新设计、构建，以达到进一步增强系统功能、提高系统性能、降低系统成本和方便系统使用的目的。计算机网络发展初期确是由计算机之间通过通信系统简单互联而实现的，这种初期的网络功能比较简单（主要是远程计算机资源共享），联网后的计算机和通信系统基本上仍保持着联网前的基本结构。

（三）多媒体网络的发展方向

被称为多媒体的文字、话音、图像等，实际上并不是物质媒体，而仍是一些信息表现形式。所谓多媒体技术实质上也应是这些多种形式的信息如何进行综合采集、传输、处理、存储和控制利用的技术，也是一种综合信息技术。信息技术是对人自然信息功能进行增强和扩展的技术，人对客观世界的最初认识正是通过眼观（形状、颜色等形象信息）、耳听（声音信息）、手触（物理属性信息）、鼻嗅、舌（化学属性信息）而综合形成对某种事物的感性认识的。

（四）高效、安全的网络管理方向

计算机网络管理的基本任务包括网络系统配置管理、性能管理、故障管理和安全管理等几个主要方面。显然，这些网络管理任务，都涉及计算机网络系统的整体性、协同性、可靠性、可控性、可用性及可维性等重要系统特征。所以，网络管理问题是计算机网络系统的一个重要的全局性问题，任何一个网络系统的设计、规划和工程实施，都必需对网络管理问题作一体化的统盘考虑。

五、结语

虽然计算机和通信系统在计算机网络系统中都是非常重要的基本要素，但计算机网络并不是计算机和通信系统的简单结合，也不是计算机或通信系统的简单扩展或延伸，而是融合了信息采集、存储、传输、处理和利用等一切先进信息技术的，具有新质和新功能的新系统。对于现代计算机网络的研究和分析，用系统科学和信息科学的理论和方法来指导，才有可能使我们能够站在一个较高的高度来重新认识计算机网络系统结构、性能及网络工程技术和网络实际应用中的许多重要问题，也更便于把握计算机网络系统的发展趋向；这对研究网络新技术、开发网络新应用和设计制造网络新产品都具有重要意义。

参考文献：

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【关键词】计算机网络技术 计算机系统 气象应用

这些年来，计算机网络技术在各行各业中的应用越来越广泛，在气象通信领域更是如此。其中，在信息收集和处理以及计算和存储气象方面，尤其的依赖计算机网络的相关技术支持。

1 阐述气象方面计算机网络技术所发挥的重要作用

气象通讯信息影响着我国社会经济发展的一些决策，是国家重要核心信息的重要组成部分，例如：一些气象条件对我国的一些持续发展的计划制定起着非常重要的作用，气象信息的准确性对大型工程的工程效率和水平提供有效的支撑作用。

1.1 增强气象预报的准确率

伴随国内科学技术的快速发展和进步，相关气象部门借助引进国内外的先进技术，针对性的研制以计算机平台为内核的气象预报分析系统。这种预报分析系统的交互性能非常厉害，能够十分便利的把各方面的气象数据以及图像信息很直观的展示给有关工作人员。此外，系统还能够借助叠加、放大以及卫星云图等多种高新技术从而有效提高天气预报的准确率，其具备实用性强、自动化水平高的优势，从而能有效推动气象部门工作的规范化，大幅提升气象部门人员的工作效率，也增强了天气预报的准确率和可靠性，更好的服务人民大众的生活。

1.2 提高气象信息的工作效率

在气象通信工作中，计算机网络系统的运用成功的将通信工作智能化，从人工转为计算机，在信息接收、处理和分析方面，很大程度提高了气象通信的工作效率。另外，计算机网络系统的成本较低，但是功能却非常的强大，不仅能蛱岣咂象通信的工作效率，最重要的是能够有效降低气象工作人员信息处理的正确率。因此，计算机网络系统在气象通信方面作用非常明显，值得进一步推广、优化。

1.3 助推卫星资料所涉及的计算水平

在气象信息处理方面，计算机网络技术发挥着至关重要的作用。具体体现在，收集和处理卫星气象资料，这些都是计算机系统充分发挥自动生成的功能，借助于网络平台综合分析和处理多个气象卫星间的联系，结合多个气象卫星所收集的各种信息材料，综合分析进而得出最恰当气象结论。气象资料的信息存储量大，包括多个阶段，其中有资料搜集，内容记录等，是气象信息资源非常重要的材料。之所以采用计算机网络技术，主要是因为人工分析和处理难度不仅大，而且处理的效率还低，并且还存在一定的误差。所以，计算机网络技术在很大程度上能够有效改善气象信息的处理能力，促进气象事业的长远发展。

2 在气象方面计算机网络技术的应用

2.1 局域网的技术

伴随经济社会的快速发展，国内局域网技术也随之不断的更新换代及发展，高速率的区域网技术可以达到以网络为传输手段和媒介，使得气象信息与数据可以进行高速率的传输与交流，其传输速率和旧有的局域网技术对比，能达到其10倍乃至更多，从而可以有效确保用户可以运用高速率且大容量的无线网络环境进而达到高效便捷的上网体验，以达到气象信息的更多和更深层次的交流以及融合，并且还能使气象播报实现远程操作和实时、高清的图像会议，极大的便利了气象通信的应用。

2.2 地面通信技术

最近几年，国内相关技术单位借助对先进技术的运用已经形成比较成熟的互联网信息技术，在国内大多数的气象工作中已得到广泛的运用。具体而言，这种技术主要的手段是把光纤由网格状变成环状。另外，新型的网络传输设备可以有效的提升光纤的传输速率和容量，这种技术可以在某种程度上使得整个网络范围内的信息及数据能够在高速率的环境中予以运转及传输。此外，新型网络传输的过程中环状网如果发生异常或者故障的话，系统能够在内部进行自动修复，从而可以有效的确保整个系统高速率的运转，大大的降低人工维护的费用，提升气象部门的经济效益。

2.4 云计算应用

云计算是一种计算方案，主要是把一个或多个数据中心的资源虚拟以后再提供给用户的服务。现在，在气象部门的日常工作中，所以的工作都在逐步向计算机自动化方向所进行转变。云计算的运算能力非常强大，能够有效提高气象计算的能力。另外，云计算还能为用户数据加工提供一定的个，进而实现本地化的服务。

2.3 移动通信的相关技术

随着互联网的快速发展，无线技术尤为凸显，其中，最为典型的是光纤通信技术和无线局域网。在气象通信这个领域，能够充分利用移动通信技术的强大功能，在多个领域都有体现，最为明显的是能够为气象观测系统的正常运行提供更有良好的通信方式，位气象信息观测和分析提供有效支持。

3 结语

综上所述，随着社会的快速发展，计算机网络技术在各行各业应用的更为广泛，气象通信的领域更是如此。在气象加工处理信息的过程中，计算机网络技术作用明显，能够有效优化气象现状，满足各个行业对气象的各个需求，进而促进其健康长远发展。

参考文献

[1]江滨.计算机网络安全系统在气象通信中的应用分析[J].软件，2014（01）：96-97.

[2]程李，司维，罗林勇.计算机网络技术在气象通信中应用的分析[J].科技创新导报，2014（23）：107.

[3]许燕.试论计算机网络安全系统气象通信中的应用[J].通讯世界，2014（18）：3-4.

[4]陈宁，李志雷.计算机网络安全系统气象通信中的应用分析[J].信息通信，2013（06）：98.

[5]黄爱玉，杨远航，王龙海.探讨气象通信技术与应用[J].电脑编程技巧与维护，2010（16）：64-65.

[6]钱佳.计算机网络安全系统在气象通信中的应用探讨[J].科技传播，2012（18）：216，211.

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>> 浅谈无线传感器网络的应用和发展 无线传感器网络的应用 面向物联网的无线传感器网络综述 面向物联网的无线传感器网络探讨 无线传感器网络安全认证的研究 ZigBee无线传感器网络的研究和实现 基于ZigBee的无线传感器网络在矿井安全监控中的应用 无线传感器网络的应用与发展 无线传感器网络在农业中的应用 无线传感器网络在农田中的应用 熵在无线传感器网络中的应用 无线传感器网络的测量应用研究 刍议无线传感器网络的应用技术 智能电网中无线传感器网络的应用 ZigBee无线传感器网络的应用研究 无线传感器网络的研究与应用 无线传感器的网络技术应用分析 生态林业中无线传感器网络的应用和探讨 无线传感器网络的应用和关键技术 能量高效的无线传感器网络可靠转发协议 常见问题解答 当前所在位置：

关键词：无线传感器；传感器网络；国防

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.10.002

无线传输挑战

鉴于这篇文章的写作目的，我们将缩小重点讨论的范围，以飞机或船舶上的健康状况监测a？用“机载或舰载”传感器网络的应用为研究对象。此类网络通常具有低数据速率的特点，其中传感器被安放在固定和有可能不易接近的位置，负责测量诸如振动、温度、压力、应变和加速度等物理条件。现行的有线传感器解决方案提供了一定的传感器覆盖率，可是，电线安装成本高昂，而且布线会造成重量增加，这两个因素共同作用的结果导致传感器的使用范围仅限于期望覆盖区域的一小部分。无线解决方案要想切实可行，就必须满足这种苛刻环境的严格要求。

理想情况下，典型传感器网络在设备中的寿命将达 10 年，而设备本身在 30 年或更长的时间里也许需要进行数次整修或升级。传感器和无线电线路应当是免维护的，而且最好是具有非常低的功耗以便采用电池和能量收集技术来供电，从而实现“无电缆式”安装。

保密和安全自然是非常重要；如果无线传感器网络要取代有线网络，则其必须具备安全的消息传递能力以及针对非法入侵和欺诈式外部攻击|ó§@￥X防护能力。

消息传递的可靠性也是至关紧要；具有错综复杂的金属舱和密闭空间的典型机载或舰载军事环境对无线传输提出了一些重大的挑战。众所周知，点对点无线电通信具有不可预知性，而且将受到 RF 干扰、多径衰落、路径阻塞以及特殊情况下节点彻底失效的影响。当节点以网格配置时，如果采用多个频道以避开干扰就可以解决这些问题，而且能识别阻塞的路径和缺失的节点，并自动重新配置传送路径。

如果可以利用一个无线传感器网络来满足上述要求，带来的好处将是巨大的。单单是安装成本的节省常常就足以证明使用无线技术的合理性，因为电缆的铺设成本可达传感器自身成本的 10 倍以上。此外，随着传感器覆盖区域的扩大，机器健康状况监测可大幅缩减系统故障停机时间、改善机械效率并实现可预知的维护。

无线技术选择

可供考虑的技术选择有几种；卫星和蜂窝技术可适用于传感器间距很大的户外应用，但在封闭的机载或舰载环境中则不适合。另外，它们还具有最高的每数据包能量成本，而且或许要求数据通过第三方网络运营商，这可能使安全问题复杂化。

另一种选择是 WiFi （IEEE 802.11b， g），其提供的每数据包能量成本比卫星或蜂窝技术低得多，但与传统的移动数据使用相比，它通常需要较高的接入点密度以利用固定传感器实现可靠的通信。作为折衷，在采用较少数￥？|ó较高功率节点比采用大量的低功率节点更为可取时，此类解决方案会很适合。

还有不少基于 LR-WPAN （低速率无线个人局域网） 标准 IEEE 802.15.4 的解决方案，包括凌力尔特的Dust Networks？ 产品线。802.15.4 标准非常适合于具有相对较低数据速率（250kbps 以下） 和短数据包长度的低功耗、短程传感器网络运作。

各种呈竞争态势的 IEEE 802.15.4 解决方案以这样一种方式来利用互连节点网络，即O可通过不同的路径传送数据包，以提高传输的可靠性。Dust Networks 产品在传统的网格配置基础上做了改进，并率先运用了一种时间同步化通道跳频（TSCH） 网络协议，该协议已经成为诸如 IEC62591（WirelessHART） 和 IEEE 802.15.4E 等主要无线网格标准的基础。ZigBee Pro提供了一种替代方案，但其不能在末端节点上支持完整的网格实施方案，而且 CSMA （载波侦听多路访问） 技术的使用必然导致数据包冲突，因为消息在同一个时域中竞争。随着网络规模的扩大，这将成为一个日益严重的问题，而且由于节点在一个随机延迟周期之后必须重新尝试消息传送，所以会造成能量的浪费。ZigBee Pro 并非专为在所有节点上实现超低功耗而优化，而且稍后我们将会看到，被称为“Snap”和“DigiMesh”（ZigBee Pro 的变种） 的替代解决方案虽然试图克服这一问题，但无法与 SmartMesh IP 解决方案的性能或安全性相匹敌。

Dust Networks 解决方案

SmartMesh 网络由一个自形成的多跳节点网格和一个网络管理器组成，前者被称为“微尘”（mote），负责收集和转发数据；后者则用于监视和管理网络性能和安全性，并与主机应用程序交换数据。

SmartMesh 微尘和管理器是完整的嵌入式无线传感器网络解决方案。它们把基于 Dust Networks Eterna？ 片上系统技术的硬件与一个时间同步通道跳频链路层及完整的网络软件相组合，以在最严苛的 RF 环境中提供 >99.999% 的数据可靠性，并为网络中的每个节点 （包括路由节点） 提供 10 年以上的电池寿命。

在理想的情况下，无线传感器不应要求外部馈电，从而实现“即撕即贴型”安装的概念。SmartMesh IP 采用 7.5ms 的集中管理预定义时隙，以实现节点之间数据包通信的同步。时隙根据应用的带宽要求进行分配，但一个 >1% 的占空比是常见的。节点仅在预定的时间唤醒，因而提供了超低的功耗。路由节点消耗的平均电流通常 < 50ìA，故可依靠两节 AA 锂电池运行 5～10 年。

由于路由节点在接收模式中连续供电 （因而需要线路功率级别），所以ZigBee Pro 方案的功耗较高。Snap 和 Digi-Mesh 虽然提供了低功耗路由器，但依赖于 IEEE 802.15.4 标准里的 “信标” 特性，此时是整个网络进入睡眠状态和被唤醒，从而导致严重的带宽限制。

SmartMesh 网络中的所有数据包都在每一层上进行鉴定，并实施端到端加密。在链路层上，采用一个运行时间密钥和一个基于时间的计数器在每一跳上对数据包进行鉴定。此外，还采用运行时间会话密钥和一个共享计数器对数据包实施鉴定和端到端加密。这些鉴定层共同提供了针对重放攻击和中间人攻击的防护作用。

利用一种基于会话的 128 位 AES 对称密钥加密为数据包载荷提供了窃听保护。新的节点最初采用一个特殊的连接密钥，然后使用一个随机数发生器将多个密钥分配至该新节点。利用多个此类加密密钥，一个节点的妥协折衷就不会危及网络其他节点的安全性。SmartMesh 的安全性大大强于 Snap和 Digi-Mesh 解决方案，后两者都只为整个网络采用了单一的加密密钥。

Dust Networks SmartMesh IP 产品系列？？￥？|b IEEE 802.15.4 LR-WPAN标准W，以超低功耗全面实现F自愈、自优化时间同步网格网络。

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在现代交通控制中，交通流量预测是一个重要基本环节，本文对其设计了径向基网络结合PCA的方法来预测，PCA减小相关路口维数，而网络实现预测权值的计算，最终达到应用相关路口历史数据预测目标路口流量的目的。

【关键词】PCA方法 流量 预测 交通控制 系统工程

随着中国城市不断发展，包括电动车在内的各种车辆在不断增长。然而现有主城区内的道路空间却越来越有限，节假日及上下班高峰期，部分路段日渐拥堵。当机动车数量达到一定程度的时候，原有的道路交通道路、标志、设施等，不能满足现代交通的需要，就会出现堵车现象。堵车只是现象和结果，原因是由于机动车数量达到一定程度以后，原有的道路交通设计已经不适合新的发展要求。一般来说出现原因有一是机动车数量过多； 二是交通设计不合理； 三是城市的整体规划有问题；四是外来人口过多。解决的渠道是多方面的，从技术层面，交通流量预测可以通过交通控制发挥有力的作用，这里主要采用一种径向基网络的方法进行交通流的预测。

1 系统处理方案

将一组相关到路口的数据流量进行了错误剔除等预处理后，继而加载到所提出的模型中来实现预测计算。这个计算总的实现框架如下：根据每个路口所记录的历史数据，应用主成分分析方法，对路网中路口关联度进行分析，求解出跟目标路口之间的相关度函数和指数，然后利用主贡献成分来求解相关路口；根据径向基神经网络，由相关路口数据流来训练有关权值，得到下一时刻预测的目标路通流与相关路口历史数据流之间的关系；最后综合利用训练好的神经网络，以及采集到的数据，求解预测未来的交通流量。

2 PCA的路口数据相关性降维

单个路口的交通流信息往往是由大量的多源数据组成，并且城市路网中的交叉口路口也是非常之多，所有城市路网的交通流信息数据量是无法想象的。利用主成分分析法定量的分析路口间交通流量的相关性，可以用来降低数据维度和压缩数据量。具体的操作步骤为：

（1）克服原始数据单位的不统一等问题，对原始数据进行必要的规格化处理，使规格化后的数据样本成为标准的正态分布。

（2）所有路口都可是为一个独立的样本，如此建立路口间流量的相关系数矩阵，关系数矩阵表明了n个路口彼此之间的相关程度。

（3）通过矩阵运算求出相关系数矩阵 R 的所有特征值，进一步得到主成分，主成分基本上包含了所有成分的大部分信息。

通过主成分的计算和分析，就知道目标路通流主要相关的路口，就简化了模型，使得预测模型更加精简和实际。

3 径向基神经网络流量预测

3.1 径向基网络

神经网络的基本单元称为神经元，它是对生物神经元的简化与模拟。神经元的特性在某中程度上决定了神经网络的总体特性。大量简单神经元的相互连结皆构成了神经网络。一个典型的具有N维输入的神经元组成，神经元的作用可用下面的数学式表达。

uk=wkjxj-θk （1）

yk=f（uk） （2）

常用的激励函数有线形函数、分段线形函数、Sigmoid函数、双曲正切函数等。神经网络是由大量简单神经元相互连结构成复杂网络系统。单个神经元的功能是有限的，只有用许多神经元按一定的规则连接，构成神经网络才具有强大的功能。径向基函数（Radial Basic Function，RBF）神经网络由三层组成。输入层节点只传递输入信号到隐层，隐层节点由像高斯核函数那样的辐射状作用函数构成，而输出层节点通常是简单的线形函数。隐层节点中的作用函数（基函数）对输入信号将在局部产生响应。当输入信号靠近基函数的中央范围时，隐层节点将产生较大的输出，由此看出来这种网络具有局部逼近能力，所以径向基函数网络也称为局部感知场网络。基函数最常用的是高斯函数：

RI（x）=exp[] i=1，2，…，m （3）

其中x是n维输入向量；ci是第i个基函数的中心，与x具有相同维数的向量，σi是第i个感知的变量（可以自由选择的参数），它决定了该基函数围绕中心点的宽度；m是感知单元的个数。||x?ci||是向量x?ci的范数，它通常表示x和ci之间的距离，Ri（x）在ci处有一个唯一的最大值，随着||x?ci||的增大，Ri（x）迅速衰减到零。对于给定的输入x∈Rn，只有一小部分靠近x的中心被激活。输入层实现从xRi（x）的非线形映射，输出层实现从Ri（x）到 yk的线形映射，p是输出节点数。即

yi=wikRi（x） k=1，2，…，p （4）

3.2 预测方法研究

本文以径向基神经网络作为基础的预测模型，将相关路口历史交通流量数据作为神经网络的输入，对目标路通流量进行短时预测。利用了相关路口的大量数据信息，又充分发挥了径向基神经网络特各种优点，使得更加预测更加高效，预测结果更加精确。针对待预测路口，将历史数据第t时刻，第t1时刻，第t2时刻，第t3时刻的交通流量f （t），f（t1），f（t2），f（t3），等等共四个数据作为神经网络的输入，将 t4时刻的交通流量数据作为网络的输出结果。神经网络模型为四个输入，一个输出。径向基神经网络模型通过计算软件进行交通流预测计算。采用数据是部分历史数据，过训练调整网络参数模型的权值。在权值得到以后，就可以利用相关路口对目标路口的交通流进行实时预测了。

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关键词： 网络工程； 应用型； 课程体系； 课程群； 培养方向

中图分类号：TP393.0 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）03-77-03

Abstract： Network engineering is a new discipline which is set up by the Ministry of education. It is a new discipline， a fusion of computer science and technology and communication engineering. Aiming at the problems existing in the applied network engineering talents training in local colleges and universities， the course system of network engineering is analyzed. The course system is constructed according to the training objectives of network engineering professional talents and there specific training directions of network architecture and engineering management， network application system development and network and information security. Thereby the concept of course system construction based on the combination of course group and training direction is put forward.

Key words： network engineering； application； course system； course group； training direction

0 引言

W络工程专业是教育部设定的高校本科专业，是计算机科学与技术专业与通信工程专业相互交叉、融合产生的一门学科专业。该专业是一门软件与硬件相结合，同时兼顾网络与通信的计算机宽口径专业。重庆邮电大学移通学院作为地方高等院校，定位于培养中部信息领域国际化应用型人才，专业需结合当今科技发展和经济建设需求，不断地调整人才培养模式，向社会输送更多应用型、工程型的人才。

1 网络工程专业教学过程中存在的问题

在如何培养应用型网络工程人才的问题上，专业知识课程体系的建立一直是倍受关注的核心问题。通过与我省多所高校进行交流和探讨，总结了以下普遍存在的一些共性问题。

⑴ 专业知识课程结构体系有待优化，课程与课程之间存在较多的重复知识点，不利于提高学生的学习效率。

⑵ 多数应用型课程课堂讲授成分过多，缺少实践性的教学。学生感觉更多的是纸上谈兵，而实际应用中有“丈二和尚摸不着头脑”的感觉。

⑶ 多数教师使用的是教材所带PPT进行讲解，而一些教材没有引入当今网络工程领域常用的一些技术和方法。多数网络工程毕业生反映，大学所学内容与工作脱节。

⑷ 课程之间联系不够紧密，实践教学不够合理。缺少系统的完整工程项目来衔接各个课程所学知识点。

⑸ 师资队伍不够完善，有些研究方向缺乏教师，专业课程由单一老师承担，在教学内容和方法上缺乏交流，不利于对整个网络工程课程体系的构建。

⑹ 校企合作较少，学生在校期间很难得到实训的机会。

以上这些问题如果能很好地解决，对提高学生的专业知识水平、实践和创新能力，对构建应用型网络工程专业的课程体系起着非常重要的作用。

2 网络工程专业人才培养课程建设目标

网络工程专业课程建设应充分结合地方院校的培养目标和方向。我校网络工程专业主要是培养目标是网络工程师，培养方向有网络架构与工程管理、网络应用系统开发以及网络与信息安全三个方向。培养的学生应具有“良好的人文素养，扎实的科学基础，实践能力强，具有创新精神的复合型应用人才”。毕业生可以从事科研、教育、企事业单位的信息化建设和管理等的工作。

3 网络工程专业课程教学体系设置[1]

专业培养目标是课程体系的基础，而课程体系是专业培养目标的具体表现[2]。课程建设必须根据专业培养目标，结合当前社会对人才的需求，来形成自己的培养特色。我校根据网络工程专业培养目标，基于网络架构与工程管理、网络应用系统开发、网络与信息安全三个具体培养方向来建设课程体系[2]。

3.1 优化课程结构体系

为了更好地调整课程结构，优化课程体系，我校网络工程专业采取基于课程群的课程建设。将一些有关联的课程重新进行整合和优化，重新调整课程，增强课程之间的统一性和连贯性，减少课程间内容冗余，使其从整体上构成一个课程群。

课程群的建设要遵循相关性原则、系统性原则和综合性原则。再结合专业培养方向就构成了基于“课程群+培养方向”相结合的课程体系，如图1所示。在该课程体系中，课程结构以课程群为单元，这样既方便同类课程之间的衔接，又方便任课教师进行教研活动。

3.2 专业基础课程设置

因此，在学习通识教育基础课程的基础上，要开设计算机类基础课程和通信类基础课程，并将这两类课程划分为两大课程群来建设。分别为：①计算机类基础课程群；②通信类基础课程群。

3.3 专业方向课程设置

我校网络工程专业主要有三个培养方向：网络架构与工程管理、网络应用系统开发以及网络与信息安全。在课程群基本专业按照培养方向进行构建。主要分为三个课程群：①网络工程方向课程群；②网络软件方向课程群；③信息安全方向课程群[3]。

4 网络工程专业实践教学体系建设

网络工程专业是以实践为主的专业学科，着重于培养学生的动手能力、应用能力和创新能力。结合培养目标，学生通过在校期间的各种实践活动，能很好地掌握网络架构与工程管理、网络应用系统开发，以及网络与信息安全三个方向的应用技术[4]。

5 结束语

重庆邮电大学移通学院作为一所地方应用型本科院校，在制定培养方案时，以培养应用型网络工程师为目标，基于网络架构与工程管理、网络应用系统开发、网络与信息安全三个具体培养方向来建设网络工程专业课程体系，提出了基于“课程群+培养方向”相结合的课程建设方案。通过优化课程体系结构、建设实践教学体系等，解决了一些教学过程中存在的问题，已经形成了一套比较稳定、有效的课程体系。

参考文献（References）：

[1] 荆山，孙润元，黄艺美.基于应用型人才培养的网络工程技术课程群建设[J].计算机教育，2014.20：7-11

[2] 容晓峰，唐俊勇，赵宇峰.网络工程专业课程体系建设[J].计算机教育，2010.14：61-64

[3] 綦朝晖，吴江文.网络工程专业人才培养体系的研究[J].高教论坛，2008.4：31-34

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网络应用服务，是互联网基础服务资讯提供平台，包括网站建设、虚拟主机、企业邮箱等服务。

网络应用服务内容，包括网站建设、虚拟主机、企业邮箱， 推广及网站优化，还有一些OA、CRM软件服务，互联网基础服务资讯提供平台，关注电子邮箱、即时通讯、网站招聘、网络安全发展情况，研究数字娱乐发展方向。

互联网服务行业是随着互联网发展起来的新兴行业，并呈现出与电信服务日益融合的趋势，具有极大的发展潜力。

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计算机网络 教学改革与实践 课程体系

1 前言

随着信息技术发展，带来了工作、生活的巨大变化，社会也对大学在人才的综合素质培养上提出了更高要求。计算机网络技术几乎渗透到各个行业。而计算机网络这一门作为计算机、网络和通信专业培养方案中的核心课程，也逐渐增加到理工科、经管类和文科等本科专业的培养课程体系之中。并且，在涉及到信息方向的研究生培养课程体系中，计算机网络也成为了一门核心课程。因此，不同专业的计算机网络课程体系和教学方法必然是不一样的。本文针对不同专业的计算机网络课程教学，对课程体系设置和教学方法进行了探讨，并提出了一些建议。

2 目前计算机网络课程体系现状

2.1计算机网络系列课程构成

随着计算机网络技术的发展，公共基础课程《大学计算机基础》中涉及到的网络知识已经不能满足非以上专业学生的知识构架以及社会对学生的综合能力要求的需求，因此，结合我校的实际情况，根据不同的专业方向设置了不同的计算机网络系列课程，构成整个计算机网络系列课程体系。

(1)计算机专业计算机网络课程系列

我校计算机网络课程系列包括计算机网络、计算机网络实验、计算机网络实训、网络工程、网络应用程序开发等课程，主要培养学生计算机网络理论、计算机网络规划设计、计算机网络构架和部署、基于计算机网络的应用程序开发等方面的实际应用和开发能力。

(2)非计算机专业计算机网络课程系列

我校的非计算机专业包括经管类专业、航管类专业、交通类专业和机务类专业，目前就经管类专业开设了计算机网络技术基础课程、计算机网络应用基础课程和电子商务课程，增强学生对计算机网络应用实际操作能力。其他专业的计算机网络技术类课程还没有进行设置。

(3)研究生计算机网络课程系列

研究生网络课程主要针对民航网络应用方向，开设了计算机网络课程，增加了民航计算机网络应用课程，主要培养学生对整个民航计算机网络的认识和应用开发能力。

2.2计算机网络课程体系不足

目前，在计算机网络课程体系中，在一些非计算机专业的课程体系中没有设置，因此他们学习不到这方面的知识。而目前的研究生的计算机网络课程只针对民航计算机方向的研究生，包括计算机网络理论课程和民航计算机网络方向课程，而对其他研究方向的研究生还没有开设。常规的计算机网络课程，实验包含在每门课程之中，由于课时数量的限制，实验课时远远低于理论课时，因此计算机网络课程实验只能走马观花，学生的实际动手能力不能得到足够的锻炼。

3 计算机网络课程体系改革

计算机网络课程体系建设必须满足目前社会信息化发展的新趋势，如互联网与消费电子创新融合发展，物联网技术的出现，都迫使计算机网络课程体系设置需要进行改革，以满足社会对学生所具备的计算机网络知识能力的新的需求，使得学生跟上时代，并增强学生的就业能力。

3.1计算机网络课程体系改革目标

计算机网络课程体系改革，一是把最新的计算机网络技术引入学生需要掌握的计算机网络知识构架之中；二是针对不同层次不同专业方向的学生，根据其接受能力和需求能力，设置好各层次各专业方向上不同的计算机网络课程，完善非计算机专业、计算机专业和研究生的计算机网络系列课程的课程建设。

3.2计算机网络课程体系的改进

计算机网络课程体系按照非计算机专业、计算机专业和研究生三个层次不同进行设置后，还是不能满足其他没有开设计算机网络系列课程的学生对计算机网络的实际操作水平提高的要求，因此增加了计算机网络公选课和计算机网络公共实验课。并且，因为社会对学生职业化需求，针对计算机专业方向，增加了计算机网络职业技能培训课程。

(1)增加计算机网络全校公选课

计算机网络全校公选课作为计算机网络课程体系的有益补充，使计算机网络课程尽可能地覆盖到所有其他非计算机专业，让有兴趣的学生能够选修到这门课程。主要给学生讲解计算机网络的一些基本知识和基本常识，一些具体的网络应用和网络案例。

(2)增加计算机网络公共实验课

计算机网络公共实验课主要向全校所有学生开放，课程内容如，小型局域网络建设，常见计算机网络故障诊断、排除，计算机网络安全防范，网站设计与构架，网页制作，远程网站管理，常用网页制作软件的使用等。

(3)增加计算机网络职业技能培训课程

目前许多企业招聘的计算机网络方面的人才都要求具有工作经验并且能够熟练使用或者精通当前市场流行的某些网络软件开发工具。因此，增加计算机网络职业技能培训课程，主要从计算机网络硬件、计算机网络规划与设计、计算机网络软件设计等方面进行实训项目操作，帮助学生加深计算机网络理论知识，构建基于计算机网络软硬件及应用领域的整体观念，增强就业竞争力。

4 计算机网络课程教学改革

不同的计算机网络课程的教学目的都是为了让学生掌握教学大纲所要求的知识点和增强他们的实际动手能力，但因为层次不同，专业方向不同，所以教学内容、教学方法有所差异。这要求教师在教学过程中进行因材施教，达到教学目的。

在计算机网络课程体系中，从共性的角度总结起来，计算机网络课程教学在教学方法教学手段、课堂教学与实践教学相结合、课程考核方式、教学平台扩展等方面进行了更新和改进。

4.1应用现代教育技术，改革教学手段

通过网络授课，多媒体授课等现代教育技术进行教学手段改革，大大提高了单位时间的教学信息量，提高了教学效率，并能使更多的学生有机会接受优秀教师的教育。

4.2课堂教学与实践教学相结合，培养学生的自学能力

通过课堂教学传授计算机网络系列课程的基础理论和基本概念，并最大限度地突出教学重点和难点。再通过课程实验加强学生对基础知识的理解并培养其基本的实践能力。计算机网络系列课程是实践性很强的课程，实际应用才是重点，所以，实践教学尤为重要。学生通过实践环节发挥学习的主导作用，同时增强学生的自学能力。实践课程主要体现在课内项目训练、大作业、课程设计等方面。学生通过这三个方面的实践练习形成提出问题、解决问题的学习方法和认知方法，来进一步提高自身素质。

4.3改革课程考核方式

针对学生不同方面的能力特点和课程的教学目标，采用闭卷笔试考核学生对基础知识的掌握，通过平时作业成绩督促和检查学生完成基本学习任务的情况，通过项目训练、大作业等形式考查学生对知识综合运用的能力和应用开发能力，等等。最后学生得到的总成绩，是综合了上述各个方面的结果，基本上如实反映了学生的全面情况，并以考核促进了学生的全面发展。

4.4增加师生交流平台

增加专门的计算机网络课程的web交流论坛、手机短信等方式提供答疑、讨论，方便学生随时得到老师和其他同学的帮助，使师生的交互、学生的协作更为方便。

5 结论

针对不同层次、不同专业方向的学生对计算机网络技术的新需求，分析了目前计算机网络课程体系设置的不足，提出了课程体系设置的改进方向和教学改革方向，以期构建一个完整的计算机网络课程体系，以提高教学效果和不同层次的学生对计算机网络的综合应用能力。

参考文献：

[1]王勇，任兴田，杨建红，方娟.计算机网络课程群的规划与建设[J].计算机教育，2010， (02).

[2]陈敏，谭爱平，徐恒.“计算机网络技术”课程教学改革探索与实践[J].计算机教育，2010， (01).

[3]杨传健，葛浩.计算机网络课程群建设初探[J].科技创新导报，2010，(22).

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关键词:网络工程;知识体系;课程体系;专业方向

中图分类号:G642文献标识码:B

1前言

网络工程专业是国家教育部审定并设置的全国高校本科专业之一,是计算机专业与通信专业交叉的一门专业,也是目前我国高校计算机院(系)普遍开设的计算机科学类本科专业之一。

但应用型网络工程人培养目标如何定位,专业知识体系如何建立却一直是被受困扰的问题。网络技术是计算机技术与通信技术相结合的一门新技术,也是计算机技术与通信技术交叉的一门学科。由于计算机类各本科专业也需要开设计算机网络方向的课程,最普遍的现象是许多高校计算机院(系)将网络工程专业开设成为计算机科学与技术专业的网络方向,二者之间的培养目标相似,知识体系仅是几门课之间的差别。另一种现象就是部份高校将网络工程专业开设成为通信工程专业,沿用通信工程的知识体系再加设几门计算机专业类的课程。应该说这两种现象都没有形成网络工程专业本身的专业特色知识体系。

本文作者依据近年来从事网络工程专业的人才培养、课程知识体系建设和教学的经验,对网络工程本科专业知识体系建设进行如下探讨。

2网络工程本科专业人才培养目标的确立

专业知识体系的建设必须紧扣专业培养目标,作为网络工程本科层次的人才培养,应该定位于应用型的网络工程人才。应用型网络工程专业人才培养目标首先是具有一定的计算机基础知识,其实是其核心培养目标是具有程与网络应用的设计、规划、部署、实施、开发、管理以及销售工作,这些内容在时间关系上反映了网络工程的全过程,在业界担当“网络架构师”、“网络工程师”、“网络测试工程师”、“网络销售工程师”等角色能力的人才。

从网络工程本科专业培养目标来可以将该专业分为四个方面的能力培养:计算机应用能力、网络设计规划部署能力、网络编程与应用开发能力、网络管理能力。由于目前应用软件开发基本都是基于网络环境的应用开发,从而网络编程与应用开发能力也属于计算机类本科专业必备的能力,而且许多高校将网络编程与应用开发能力作为计算机科学与技术专业的专业方向与特色来看待。就专业特色而言,网络设计规划部署能力、网络管理能力才真正是网络工程专业有别于其它计算机类本科专业之处。

另外,网络工程专业人才培养也必须有别于通信工程专业。通信工程专业培养目标是具备通信技术、通信系统和通信网络方面的理论知识和基本实践技能;能适应通信技术与工程领域网络、系统、设备以及信息交换、传输、处理方面的科学研究、工程设计、运行维护、系统管理的高级工程技术人才。尽管网络工程和通信工程专业都涉及到网络系统知识,但二者之间确有着区别,通信工程着重于信号和通信类知识,网络工程着重于网络应用和协议类知识。换言之,通信工程着重于电信企业大网络平台的建设与管理,网络工程着重于用户端网络应用平台的建设与管理。

3网络工程本科专业知识体系的建设

网络工程本科专业知识体系可采用“平台+方向”方式建设。整个知识体系可划分为两个平台和三个基本方向。

3.1两个平台

本着“厚基础、重应用、强能力”的知识体系建设原则,为使学生具有扎实的基础知识和专业知识,本专业搭建可两个平台:公共基础课平台,包括人文和社科基础课程、理工科基础课程以及计算机基础及应用课程;专业基础课平台,包括网络设计规划部署类课程、网络管理类课程、网络应用开发类课程和专业特色类课程。以适应社会对应用型网络工程技术人才培养的基本需求。

3.2三个基本方向

三个基本方向课程以专业课程为主,其教学应在强调知识传授的同时,注重学生应用能力的培养与个性发展。通过基本方向课程学习使学生在网络工程的某一职业领域具有较强的专业基础知识和解决工程问题的实践能力。

网络设计规划部署方向主要包括组网工程、网络互联技术、通信网技术、网络性能测试等课程。组网工程主要介绍网络需求分析、工程设计、综合布线、设备选型知识。网络互联技术主要介绍路由和交换技术的配置与管理知识。通信网技术主要介绍无线网、移动网、宽带综合业务网、接入网等知识。网络性能测试主要介绍网络性能指标、测试方法、测试技术和测试设备的有关知识。

网络管理方向主要包括网站建设与管理、网络安全技术、入侵检测技术、网络协议分析等课程。网站建设与管理主要介绍网络操作系统的配置、网络管理协议与应用知识。网络安全技术主要介绍网络安全的基础知识与技术、防火墙技术与配置等知识,入侵检测技术主要介绍黑客攻击技术、入侵检测技术、计算机取证技术等知识。网络协议分析主要介绍网络协议分析方法与协议实现的知识。

网络编程与应用软件开发方向主要包括网络程序设计、WEB编程技术、J2EE应用开发与部署、网络数据库技术。网络程序设计介绍基于套接字的编程方法、进程(线程)间的通信知识。WEB编程技术主要介绍基于Java、JSP、Servlet和JDBC的编程知识。J2EE应用开发与部署主要介绍基于Servlet、Struts和Hibermate即SSH框架的编程技术,以及应用软件的部署方法。网络数据库技术主要介绍网络数据库基础知识、Oracle数据库知识。

特色类专业课程主要以新的网络应用技术为主,可选择网络并行计算技术、网格计算技术、多媒体网络技术、网络存储技术、高性能网络等方面的课程。

从网络工程三个基本方向可分析出这三个基本方向与计算机科学与技术专业、通信工程专业之间的关系如图1所示:

图1网络工程三个基本方向与其它专业知识的关系

其中人文和社科基础课程主要指政治、思想道德、体育、大学英语等课程。理工科基础课程主要指高等数学、

线性代数、数理统计与概率论、离散数学、数字电路等课程。计算机基础与应用课程主要指计算机导论、计算机组成原理、程序设计语言、数据结构、操作系统、数据库原理、计算机网络等计算机专业基础课程。

3.3网络工程本科专业核心课程体系建设

通过对网络工程专业知识体系的分析,可以得出网络工程专业核心课程体系如图2所示:

图2网络工程专业核心课程体系

鉴于在专业教学学时、教学人员和教学设施的不同,各高校在开设网络工程本科专业时,可选择三个专业方向之一并加以一定特色的专业课程来进行人才培养,以达到不同特色网络工程人才培养目标。也可以分不同年级采用不同的专业方向进行培养,以满足社会对网络工程专业各方面人才的需求。

4结束语

本科教育的专业课程知识体系并不是一层不变的,应随着科学技术的发展和社会的需求而变化,这才符合科学发展观的理论。本论文中所讨论的网络工程本科专业的专业课程知识体系,是对近几年各高校网络工程专业知识体系的归纳和分析基础上做出的一个探讨,但随着社会的进步,该专业课程知识体系也应处于一个不断完善的进程中。

参考文献:

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关键词：网络流量；分类方法；机器学习

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）33-7420-03

如何对各种纷繁复杂的网络应用进行识别对于网络管理和监控来说非常重要，从网络安全监控到网络计费，从QoS（ Quality of Service）到提供给用户长期有价值的预测信息等，从近期引起广泛争议的美国政府合法监听网络的“棱镜”项目，也说明流量分类可帮助ISP及时识别疑犯在网络任意给定位置使用了何种类型应用。

1 基于端口号匹配方法

早期的网络流量分类方法基于传输层端口号，基于端口号的分类器检查每个数据包的端口号，然后根据国际互联网成员管理局（IANA）公布的标准端口号和注册端口号列表来查找确定不同的应用类型。例如分类器要想知道服务器端一个新的客户机/服务器的TCP连接类型仅需查找TCP_SYN数据包（这是TCP协议在建立会话过程中三次握手的第一步），通过查找IANA注册端口号表中的TCP_SYN数据包的目的端口号从而推断出应用类型。UDP协议是无连接建立也没有连接状态保持的协议，它也使用类似的端口号匹配方法。

尽管端口号匹配法是最快和最简单的方法，但其存在缺陷。首先，有些应用并不在IANA注册其端口号。第二，有些应用并不使用它的默认端口号以规避操作系统对它的存取控制限制（例如在类似Unix系统中未被授权的用户运行HTTP服务时将被强制禁用端口号80）。第三，在一些情况下服务器端口号将根据需要进行动态分配。例如RealVideo流允许采用动态协商服务器端口号的方式来进行数据传送，在一开始使用默认的标准RealVideo控制端口号建立起来的连接中，服务器的端口号可以通过动态协商而得到。另外，在一些环境下对IP层的信息加密也可能造成TCP_Header和UDP_Header模糊，因此分类器不可能知道其实际的端口号。

Moore等人[1]指出，若使用官方的IANA表，使用基于端口号的分类器准确率将低于70%。Karagiannis等人[2]指出大量的P2P应用使用随机端口传输数据，使得基于默认端口的流量识别方法难以准确标识P2P等新型网络应用。

2 基于数据包检测方法

数据包检测方法[3]是通过解析应用层协议数据包载荷特征字符来区分不同的应用。这种方法曾被誉为最为准确的流量识别方法，目前仍为大多数商用系统所采用。但是这需要较高的计算复杂度和访问较多的数据包才能完成。例如，根据Moore等人研究，仅有少量特殊的应用可通过第一个数据包（有载荷数据）而被正确分类，而其他的应用则需更详细的检测，只能当检测到的载荷数据量达到1Kbyte时才能确定其应用类别。匹配特征值可通过公开出版的协议规范获得。

除了需要访问载荷数据，这种方法也不能处理载荷数据加密的应用。首先，面对应用协议的频繁更新、载荷加密技术的普及、新应用频出等状况，该方法的有效性已逐步降低。第二，维护特征库需耗费计算资源和计算时间，其适用范围有限。第三，采集和解析载荷记录受到侵犯用户隐私权等法律问题的约束。

3 基于传输层行为模式方法

Karagiannis等人提出一种基于传输层行为的流量分类方法即BLINC[4]（盲分类器），该方法利用不同网络应用在传输层连接模式的差异来划分网络流量，无需解析数据包载荷或知晓端口号，具有良好的可扩展性。其原理是通过描述网络主机在社会层、功能层和应用层三个层次的内在行为特性来识别主机的角色，进而对该主机的相关流量进行分类。（1）社会层面：获取一个主机与其他与之通讯的主机的数量。凭直觉，在这个层面将首先关注这台主机与其他主机交互的活跃性，其次识别与这台主机通信的节点。（2）功能层面：捕获主机的行为特征，分析其在网络中扮演角色是业务提供者还是业务接受者或两者兼有。例如若一台主机用一个端口与其他多台主机通信，那么这台主机在这个端口上应该是一个业务提供者角色。（3）应用层面：捕获特定主机的特定端口传输层之间的互动识别业务的发起方。

BLINC分类器主要优点之一在于它的可调性。分类条件的严格性可按测量目标的不同而上下浮动。条件标准可松可紧便于在分类完整性与准确性之间的不同平衡点上得到分类识别结果。然而行为模式方法利用了网络应用的行为属性，不仅极易受到网络环境的影响，而且随着网络应用的自身完善而逐步失效。例如，它依赖于每个主机产生的流是否包含了足够的行为信息，所以使用BLINC的最佳位置应是单宿主的边缘网络，只有在边缘网才能尽可能多地观察到主机行为信息。同样原因，它不适合骨干网络，骨干网仅能收集到很小一部分行为信息，另外路由的不对称性使得双向的流并不总是经过同一链路，往往会造成失去其中一个方向的流。因此这类方法的可用性仍然受到限制。

4 基于机器学习方法

这种方法的基本思想是根据TCP/IP网络中应用层传输协议（WEB、P2P、DNS、SMTP、FTP等）对流进行分类。流的定义：按照五元组[6] （源IP地址、源端口号、目标IP地址、目标端口号及IP协议）的定义，将网络流量的数据包（Packets）分成双向TCP或UDP流（Flow），抽取与协议和端口无关的流的特征（如报文长度，持续时间等），形成特征向量。用特征向量来表示流，以流的应用类型（WEB、FTP、STREAMING等）作为流的类别，通过上述处理获得基于机器学习方法训练所需的样本流。然后根据样本流的特征向量，用机器学习的方法构建分类器。最后用构建的分类器对未知的网络流量进行预测分类。

基于机器学习流量分类是近年的研究热点。其优点是不依赖匹配协议端口或解析协议内容来识别网络应用，因而不受动态端口、载荷特征加密甚至网络地址转换（NAT）的影响，其效率、灵活性以及可扩展性等，较之上述各种方法都有所突破，但也面临一些挑战，需要考虑以下问题：

1） 及时和持续地分类

一个分类器应尽可能使用能判断出类标识的最低限度的数据包数量，这样可减少缓存计算流特征数据包所需的内存空间。但是计算每条流最前的少量数据包是不够的，有些恶意攻击在流的整个生命周期内把流的前数据包伪装成正常的数据包，所以理想的分类器应能对每条流在其整个生命周期内持续进行分类判断。

2） 流的单向与双向

一般事先假定流是双向的，并且流统计特征的计算是在流的前向和反向被分开进行计算。由于很多应用（多媒体在线游戏或流媒体）在客户机-服务器方向与服务器-客户机方向展现了不同的流统计特性，因此分类器应该知道先前未知流的方向（哪一端是服务器亦或哪一端是客户机），或者分类器识别目标应用不需要额外的流方向特征。

3） 内存与处理器的有效利用。

分类器的效率还有赖于构建分类器系统所需的硬件（CPU时间与存储空间消耗），很难想像一个不考虑能在最短时间内训练建模并准确识别应用类别的分类器是有效率的。

4）可移植性与健壮性

可移植性是指分类器能适应不同的网络即它能部署到网络的各种不同位置而不失准确性，健壮性是指面对网络层的各种干扰，例如数据包丢失，流量整形，数据包碎片，抖动等，分类器应仍能提供稳定准确的的分类结果。另外健壮性也指一个分类器能否快速识别未知的新应用类别。

5 基于流量分类方法的算法性能比较

将四种方法各选其现有的具有代表性的网络流量分类算法在若干重要评价指标等方面进行性能比较，结果如表1所示。该文基于端口号方法选择CoralReef，基于数据包负载检测方法选择L7-filter，基于传输层行为模式方法选择BLINC，基于机器学习算法选择C4.5[5]。表1中适应性是指该算法能否适应不同的或正在变化的流特性。探测性是指该方法能否探测到新的或异常的网络应用。

6 结束语

本文介绍了四种网络流量分类方法，并以典型算法为背景对四种分类方法的优缺点进行了比较分析。目前基于机器学习的网络流量分类方法比较灵活，是当前主流的研究手段，但是早期的基于端口的分类方法在特定的场合下也具有应用优势，不宜全盘否定，如何开发出能利用上述各类优点的组合分类方法是未来的方向。

参考文献：

[1] Moore A W，Zuev D.Internet Traffic Classification Using Bayesian Analysis Techniques[C]//Proceeding of ACM Int’1 Conf.on Measurement and Modeling of Computer Systems，2005：50-60.

[2] Moore A W，Papagiannaki K.Toward the Accurate Identification of Network Applications[C]//Dovrolis C.Proceedings of the Sixth PAM，2005：41-54.

[3] Auld T， Moore A W，Gull S.F.Bayesian Neural Networks for Internet Traffic Classification[J].IEEE Transactions on Neural Networks，2007，18（1）：223-239.

[4] Nguyen T T，Armitage G.A survey of Techniques for Internet Traffic Classification using Machine Learning[J].IEEE Communication Surveys & Tutorials，2008，10（4）：56-74.

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关键词：网络工程专业；实践教学体系；实践教学内容；网络实验室建设

1 实践教学体系建设意义

近年来，随着计算机、通信、网络及多媒体技术的发展，社会各领域需要大量网络工程应用人才。为了顺应此需要，许多院校纷纷开设网络工程专业[1]，我校也是其中之一。

基于教育部有关专业指导性意见和社会对网络工程人才的需求，结合我校实际，我们制定了网络工程专业培养目标：培养基础扎实、知识面宽、具有创新精神的二十一世纪计算机网络技术发展需要的高级人才。通过四年学习，该专业的毕业生能从事网络应用软件开发、网络工程设计与规划、网络安全防护、网络运行维护与管理等工作。由于网络工程专业是实践性很强的技术，要想实现培养目标，必须高度重视实践教学体系建设[2]。因为实践教学体系是教学的重要组成部分，是课堂教学的补充和延伸，也是学生将所学理论知识与实践相结合的一个重要手段和必不可少的重要过程。因此，建设实践教学体系有利于提高教学质量，能为社会培养高质量的网络技术人才[3]。

2 实践教学内容建设

网络工程专业实践教学内容大致可以分为两大块：1)专业基础实践；2)专业方向实践。前者是计算

机科学与技术一级学科基础技能，其下所有专业都必须掌握，网络工程也不例外。如程序设计基础实践、计算机组成原理实践、操作系统实践、数据库系统实践、数据结构实践和软件工程实践等；后者则是网络工程区别于其他专业的特定技能，如计算机网络原理实践、网络工程实践、网络安全实践等。前者具有共性、后者具有特性；并且前者是基础、后者是拓展，前者是为后者服务的。由于专业基础实践体系目前已经基本成熟，有很多可以借鉴的研究和实际成果，而网络工程专业作为一个新专业，其专业方向实践教学内容还处于探索阶段，所以本文的实践教学内容以网络工程专业方向实践为主。如无特殊说明，以下的实践教学内容均指专业方向实践教学内容。图1是网络工程专业的实践教学内容。我们将网络工程的专业方向实践教学内容分为四块：1)课程实验；2)课程设计；3)专业实习；4)综合设计。下面分别介绍。

2.1 课程实验

网络工程专业方向的课程可以分为计算机网络原理、网络编程、网络安全、网络工程、网络管理和互联网应用与维护等课程。

计算机网络原理课程是网络工程专业的核心专

基金项目：国家自然科学基金(60803160);湖北省教育厅科学研究项目(Q20111110); 2011年武汉科技大学教学研究项目。

作者简介：金瑜，女，讲师，研究方向为分布式计算、P2P信任研究; 赵红武，男，副教授，研究方向为分布式数据库；顾进广，男，教授，研究方向为语义网，软件工程。

业基础课之一，着重介绍实现位于不同地点的节点之间通信的过程和原理，强调系统中软硬件之间的协商过程，即协议和分层。

因此该课程的实验重点在于解析各个层次协议包的格式、协议运行过程等。数据链路层实验有以太网链路帧格式分析；网络层实验有ARP协议分析、ICMP协议分析、IP分组分片、IP协议分析、距离向量路由算法分析、链路状态路由算法分析等；传输层实验有：UDP协议分析、TCP协议分析、TCP连接、超时重传等；应用层实验有RIP协议分析、OSPF协议分析、DNS协议分析、FTP协议分析、HTTP协议分析等。

网络编程也是网络工程专业的一门专业基础课，着重介绍在UNIX/Linux系统下基于TCP/IP网络套接字接口的基本编程方法，包括迭代与并发服务器编写方法、进程与线程编程技术、I/O编程技术、IPv4与IPv6的兼容性、原始套接口、数据链路访问技术、广播与多播技术等。可以开设的实验有Socket基本编程基础、基于TCP 的网络程序设计、基于UDP 的网络程序设计、Ping 程序设计、并发服务器程序设计、I/O 复用程序设计、Traceroute 程序设计等。

网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性科学，也是网络工程专业的核心课程。该课程重点在于介绍基本网络安全理论、目前常见的网络攻击以及防御技术和工具等，开设的实验有使用Ethereal(或Sniffer)网络嗅探工具分析网络通信、漏洞扫描及入侵、网络隐身、木马攻击、DoS攻击、ARP欺骗攻击、Windows操作系统平台的安全设置、Windows 2000 Server操作系统平台主机的安全配置方案、网段安全实用防护、利用IPSec：筛选表屏蔽危险端口、利用PGP软件实现电子邮件加密、windows 2003 Server的Web证书服务、使用基于主机的入侵检测系统Blackice、数据备份与恢复等。

网络工程课程主要是从工程角度来描述构建网络系统所需要掌握的技术。重点阐述网络体系结构、交换机和路由器等通信设备功能、选型及应用，网络工程规划与设计，综合布线系统设计与施工技术，网络测试，以及相关工程标准与规范等。该课程的实验可以分为双绞线电缆的制作及简单以太网组网、交换机初步使用、交换机中VLAN配置、路由器的使用、路由器中的静态路由配置、路由器中OSPF的配置、ACL配置、NAT配置、小型网络的规划与设计等。

网络管理主要培养学生面向网络管理员岗位的核心职业能力和职业素质，是一门面向职业岗位的技术应用类课程。它介绍计算机网络管理系统的基本概念和实际应用，以SNMP协议为基础详细讨论网络管理系统的体系结构、管理功能域、协议规范、管理信息库组成、远程网络监视功能和安全机制，开设的实验有网管软件使用(如SNMPUtil，StarView，SNMPc，华为的Quidview)、SNMP基本原理验证、网络拓扑发现、性能管理、Windows 2003网络管理、应用WinSNMP进行网络管理编程等。

互联网应用与维护课程主要涉及在互联网中流行的应用以及对这些应用服务器的配置和管理。实验包括DNS服务器配置和使用、Active Directory安装管理、Web服务器配置和作用、FTP服务器配置和使用、电子邮件系统配置和使用、DHCP服务器配置和使用、Telnet服务器配置和使用、磁盘管理、备份和还数据、IE浏览器配置和使用、远程终端服务配置和使用。

2.2 课程设计

课程设计是对实验课程的进一步巩固和深入，可以从深度和广度上对实验教学进行扩展，能弥补实验教学上的实验环境和师资力量上的不足，更进一步地让学生理解和掌握所学的理论知识。鉴于计算机网络原理、网络安全、网络工程这三门课程在网络工程专业的核心和基础地位，我们认为网络工程专业方向应该开设这三门课程的课程设计，让学生加深对这几门课程的理解。

计算机网络原理可以开设的课程设计题目有计算校验和、帧封装、模拟Ethernet帧的发送过程、发送ARP包、解析ARP包、解析IP包、IP地址的合法性及子网判断、利用WinpCap进行协议分析等；网络安全课程设计的题目有端口扫描编程实现、服务器扫描编程实现、多线程扫描编程实现、网络数据包生成编程、入侵检测编程等；网络工程课程设计的题目可以为中型网络系统规划和设计，包括网络规划与设计需求分析、网络系统体系结构设计、网络地址和命名模型设计、系统中路由协议设计、网络安全设计、网络中服务器设计等。

2.3 专业实习

专业实习是让学生亲身参与实际项目开发过程，让学生对项目设计与开发有切身体会，毕业后能快速适应公司的环境和业务。根据所需技能程度，网络工程专业实致分为三种：计算机软硬件集成实习；网络工程专业方向生产实习；网络工程专业方向毕业实习。计算机软硬件集成实习要求的技能最低，一般只需学生对计算机的软硬件有感性认识，能够独立完成计算机系统的安装；生产实习对学生的技能要求次之，一般需要学生在指导老师的帮助下，熟悉利用软件工程或网络工程思想设计和开发实际项目的流程；毕业实习对学生技能要求最高，面向就业，要求学生能独立设计和实现实际项目的一个模块。

计算机软硬件集成实习对于计算机科学与技术学科的所有专业都是相同的，一般在学校的工程训练中心完成；而后两种实习要体现网络工程专业特色，我们通过与实训公司合作，让学生参与实际的网络应用或网络工程项目的开发过程，使学生对网络工程专业的专业技能和就业方向有更深刻的认识。

2.4 综合设计

综合设计要求学生利用所学理论和实践知识，解决本领域内实际问题，要求学生具有一定钻研和创新精神。综合设计按照题目大小和难易程度又分为专业方向课程设计和毕业设计，前者一般用三周完成，解决一个实际小问题，或者是大问题的一个小模块；而后者完成时间一般为三个月，利用软件工程或网络工程的思想完整地实现一个网络应用或系统。

根据学生不同兴趣(或者就业行业不同)，综合设计题目大致可以分为三个方向：网络应用系统开发、网络工程规划与设计、网络管理。网络应用系统开发对学生的要求最高，就业方向是网络公司或软件公司的网络应用开发工程师；网络工程规划与设计次之，就业方向是系统集成工程师；而网络管理对学生的要求最低，就业方向一般为企事业单位的网络管理员。指导老师可以根据学生能力、兴趣、就业期望为学生制定个性化综合设计题目，让每个学生都能各尽其能并增长理论和实际动手能力，实现网络工程专业的培养目标。

3 网络实验室建设

为了满足网络工程专业学生以及全院本专科计算机网络教学需要，我们网络工程系在锐捷网络有限公司的帮助下，组建了网络实验室。

整个网络实验室共有8组设备，一台服务器、一套协议分析软件。每组设备由4 台路由器、2台三层交换机、2台二层交换机、8 台PC机及一个RCMS控制系统组成。RCMS对组内的8个设备进行统一管理(4台路由器和4台交换机)，每次可以容纳64人同时实验。学生可以通过访问RCMS控制系统，对组内任意路由器和交换机进行配置，实现设备间的平滑切换。教师也可以通过远程访问RCMS系统，对组内设备进行快捷管理，如可以对组内所有设备进行一键清，自动删除所有配置，为下次实验做好准备工作。并且每个实验设备组都有一套插口槽，代替部分路由器和交换机以及所有PC机的端口，学生做实验室时，一般情况下都不用在路由器和交换机上插拔线缆，这可以保证设备端口的使用寿命。

网络实验室承担的教学任务有计算机网络原理、网络编程、网络安全、网络工程、网络管理等课程的实验教学，还有网络工程专业的课程设计、专业实习和综合设计等实践环节的教学工作。为了让学生更充分地利用网络设备，我们正在建设开放实验室，目前相应管理软件正在开发中。

4 师资队伍建设

网络工程专业具有实践性强等特点，如果教师缺乏实践经验，科研和工程能力差，培养学生的实践能力就会成为一句空话。因此我们非常重视师资队伍建设，主要采取如下措施。

1) 坚持师资培训。为了加强教师们的实践动手能力，我们持续派骨干教师参加全国网络相关精品课程培训以及著名网络公司专项培训；选派教师参加全国网络工程专业相关会议，去年，我们参加了在国防科技大学举办的第二届网络工程专业研讨会，今年参加了在东南大学举办的第三届会议。专家们对网络工程专业设置的经验可以为我们建立实践教学体系指引方向。

2) 科研促进教学。鼓励教师将科研融入到教学中，让学生了解本领域内前沿，跟上社会和学科发展步伐。目前，我们网络工程系成立了很多兴趣小组并吸引学生参加，如网格计算、云计算、P2P计算、无线网络、协议分析可视化等，教学效果较好。为了让更多学生加入教师的科研团队，我们提出了一个新举措，即“本科生导师制”。与硕士、博士导师制相类似，每个教师指导2～4个网络工程专业本科生。教师要为学生的学习和就业提供指导性意见，学生要定期向教师汇报工作进展。

5 结语

为了与网络工程专业理论教学体系相配合，我们提出了实践教学体系建设方案，为后期的精品课程建设奠定基础。虽然我们在实践教学体系建设中已经取得了一定成绩，但还有很多地方需要我们落实和完善，今后我们准备从以下几个方面加强实践教学：1)继续组建新的实验室，如网络安全实验室、实时工业网络实验室等；2)将理论教学与实践教学更紧密地结合起来。有些理论非常枯燥，教与学都很困难，在这种情况下，我们可以到实验室去教学，边讲授理论边进行实验验证，如在计算机网络原理课程里，协议报文格式对学生来说很难理解，更谈不上识记，但当他们在实验中编辑或截获报文后，字段含义对他们来说就很好理解了，学生掌握了报文的关键字段，教学的效果就会更好。

参考文献：

[1] 李道全,薛炜华,姜梅,等. 网络工程专业实践教学体系研究与实践[J].计算机教育,2010(6):141-144.

[2] 肖锋,唐俊勇,容晓峰. 网络工程专业实践教学体系的探索与实践[J]. 计算机教育,2009(12):180-181.

[3] 张杰,张建伟. 构建网络工程专业实践教学体系[J]. 计算机教育,2009(19):119-122.

Preliminary Exploration of the Construction of Practice Teaching System for Network Engineering

JIN Yu, ZHAO Hongwu, GU Jinguang

(School of Computer Science, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China)