计算机网络实验范文
时间：2023-03-14 03:03:45
导语：如何才能写好一篇计算机网络实验，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。
篇1
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)11-2477-03
Research of Virtual Machine Technology and the Computer Network Experiment
WANG Xu-hua
(Fengxian Secondary Technical School(Fengxian Vocational Education Center; Fengxian Teachers Training School), Xuzhou 221700, China)
Abstract: Computer network laboratory hardware, software problems, which influence the teaching and experimental results. The virtual machine can solve the operating system installation, computer maintenance, network technology, network security, software and courseware. This paper introduces the characteristics of Vmware, with a VMware virtual machine technology in a computer simulation. Several PC, solution to the experimental teaching of computer network problems. The single building complex network environment, realized because of the funds can not solve the problem of network experiment teaching. And through some concrete examples, introduce the use of Vmware virtual machine solves the room can not complete the" danger" operation and construction of multi machine to complete the network experiment.
Key words: Virtual machine Vmware computer network experiment
1网络实验教学存在的问题
1)对于学校机房来说，一般学校机房里的机器都是由专门的管理人员进行安装和维护的，并且规定学生不能自行安装系统、不能对硬盘进行分区，更不能直接格式化硬盘，否则将会导致很多网络课程实验无法正常运行，而且会减少学生的动手机会，从而对教学质量产生影响。
2)对于学生自己的计算机来说，配置大都比较高，而且学生一般不在自己的机器上进行分区、格式化等操作，也不会频繁的对系统进行重新安装，经常性的安装和格式化硬盘会缩短机器的使用寿命。因此学生在学习一些工具软件时，不想用自己的计算机进行试验。
3)目前网络技术处于一个迅速发展过程中，学校要搭建网络实验教学平台，需2台能够连网的计算机和1根能够交叉的网线；而每个学生只拥有一台计算机，不具备进行网络实验的条件，只能在上网时做一些简单的在线实验。在进行网络实验教学时，还会用到很多网络教学设备，实验设备难以及时更新。加上现实当中大多网络实验室的规模较小，经常几个学生同用一组设备，一定程度上降低了学生的实验操作能力。
4)端口瓶颈。实际实验室路由器的广域网端口和局域网端口、交换机端口、集线器端口和服务器网卡等都有可能成为网络瓶颈。
只有实践了，亲手操作了，才可能学会、学通、学精。“实践是检验真理的唯一标准”。现在的学生大多是纸上谈兵，只停留在理论上；现在的用人单位青睐有实战经验的学生。
针对以上问题，以虚拟机技术进行网络教学架构的这一思想便逐步形成了，具体的操作思路是，在虚拟化技术软件的支持下，在同一台计算机上把所有网络实验教学过程中需要用到的操作系统都进行虚拟化安装，在此基础上进行模拟连接多操作系统虚拟机，在单机模式下进行多操作系统虚拟机之间的联网，来达到实际网络教学实验的需求。
2虚拟机
2.1虚拟机的概念
虚拟计算机（Virtual Machine）的简称是虚拟机，它在计算机科学的整个体系结构里，是一种比较特殊的应用软件，它能够在用户和计算机平台之间建立一种环境，让终端用户可以通过这个环境来进行软件的操作和使用。它还可以在单个的计算机上同时运行多个操作系统，在使用底层硬件时更加有效。
2.2虚拟机特点
虚拟机只是一种软件，但是这种虚拟出来的计算机跟现实的计算机几乎是一样的，在一个文件中进行虚拟机硬盘的模拟，然后再单机模式下拿出硬盘以及内存的一部分空间虚拟出若干台计算机，虚拟的计算机运行互不干扰，且具有各自的CMOS、硬盘以及操作系统等特点。学生可以把虚拟计算机当作普通独立计算机进行硬盘分区、硬盘格式化、安装软件等操作，还能连接这些操作系统成一个网络。虚拟机操作系统彻底崩溃后可进行删除虚拟机，这对运行在虚拟机以外的操作系统没有任何的影响。同样，本机系统崩溃后不影响虚拟系统，下次重装后再加入以前做的虚拟系统可以使用。
2.3虚拟机实现的功能
安装操作系统：DOS系统、Linux系统、Windows系列系统、Unix系统等。由于安装操作系统容易使计算机经常出现各种难以预料的问题，学生可通过先安装虚拟机进行模拟练习。虚拟机还能够同时运行多个不同的操作系统，极大的方便了学生使用。
计算机日常维护：日常对硬盘进行分区、格式化等操作都是较危险的，同样容易出现各种难以预料的问题，严重的会导致系统崩溃。出于实验室安全方面的考虑，学生一般不能进行这些实践活动。但是可在虚拟环境下，对硬盘进行分区、格式化等操作，以及设置CMOS、BIOS中的各种参数等实践活动，这样既安全又不影响学生学习。
应用网络技术：当前的网络环境当中，木马、病毒以及黑客等都非常猖獗。教师在对这些知识进行介绍讲述时只停留在表面，但是虚拟机的应用可以改善这一现状。教师能够将病毒、木马以及黑客程序等植入到虚拟机的系统上进行演示和讲解，让学生能够直接学会如何防御计算机病毒。
测试各种软件：学生在学习软件设计以及网页设计等课程时，需在不同环境、不同操作系统下进行软件的测试来编写程序。利用虚拟机，轻松的进行各种测试环境的模拟，可以省去实际安装这些操作系统和插件的工序，便于学生能够从中发现解决问题。
方便制作课件：教师在制作教学课件时，用到的操作往往集合了多个操作系统的内容，利用虚拟机的多个屏幕捕捉程序如Snagit、HyperSnap-DX等，能够方便的进行抓图工作，甚至可以通过视频捕捉这一功能将整个操作程序进行录制，制作出来的课件具有图文并茂的特点。
2.4常用的虚拟机软件
VMware和Virtual PC是两款主流虚拟机软件，可在Windows系统下虚拟多个计算机，并能够安装各种操作系统。
Virtual PC是微软公司（Microsoft）2003年收购过来的，不是微软开发的。Virtual PC 2004以后版本不支持Linux操作系统。VMware可以使你在一台机器上同时运行Windows、LINUX等多个操作系统。
3网络实验室的虚拟机设计
在装有windows操作系统的PC机上安装VMware Workstation系统软件,可以在一台PC上安装Windows系列软件、LINUX系统。
VMware Workstation创建虚拟机的具体方法如下：
1)运行VMware Workstation 6，单击“FileNewVirtual Machine”命令，打开创建虚拟机向导。利用向导创建两台虚拟机：第一台为Windows server2003 standard。第二台为Windows XP professional，然后在向导中给两个虚拟机分配内存容量、创建硬盘并按步骤完成创建虚拟机的工作。其中有关“网络连接”的选项中，勾选“不使用网络连接”选项。
2)开启第一台虚拟机，注意不用启动模式。选择“编辑虚拟机设置”，由此开启“虚拟机设置”的对话框，按步骤操作设置第一台虚拟机以太网适配器，并将其与VMnet2虚拟交换机相连。具体步骤如下：在对话框上选择“添加”单击“添加硬件向导”单击“以太网适配器”“下一步”“自定义”于下拉列表中勾选“VMnet2”“完成”。再单击“虚拟机设置”框上的确定，结束操作。
3)同样的方法开启第二台主机并添置网卡与VMnet2相连，则构造网络的工作完成。
4)完成网络的构建后，开始采用常规方法为两台虚拟机安装操作系统，一个操作系统为Windows server 2003 standard，另一台为Windows XP professional。
5)最后给虚拟机分别添加虚拟工具，完成实验模板的创建。安装虚拟工具的方法是：启动虚拟机—在菜单中单击“虚拟机”选择“安装虚拟机工具”选项。在指令指引下安装完毕，也就完成整个实验模板的创建。
老师可以提前把实验模板拷贝到“共享文件夹”，以备上课演示使用，学生进行相关实验时也会用此模板。
虚拟机在安装了规定的操作系统之后，还应当安装虚拟机主板芯片组驱动、显卡驱动、鼠标驱动、VMware Tools。装上VMware Tools能够开启很多虚拟机的功能，能够任意设置虚拟机的分辨率，用鼠标即可直接切换虚拟机窗口和主机窗口，使虚拟机的性能得到完美的展现。
网络配置：
1) DHCP服务器
①运行WindowsServer2003虚拟机后，即可指定该机的一个固定IP地址，如192.168.1.10。且同时设置子网掩码为255.255.255.0，默认网关为192.168.1.1。在虚拟机Windows Server 2003中，DHCP服务安装。具体方法为单击“开始”“程序”“管理工具”“管理您的服务器”。于是，系统就出现“管理您的服务器”窗口。双击“添加或删除角色”，打开“配置您的服务器向导”窗口。在向导“服务器角色”窗口中再选择“DHCP服务器”选项，完成该机DHCP服务安装。
②配置DHCP作用域。在打开的人“作用域名”窗口中指出DHCP服务的作用域名称，再据实验需求完成作用域设置，使作用域能够自主分配子网掩码、租约期限、排除地址以及地址池。完成此操作后继续配置DNS服务器、WINS服务器等“DHCP选项”，最后将激活作用域。
2)配置DHCP的客户端
启动虚拟机后，设置WindowsXP professional成自动获取IP地址的模式。
3)测试DHCP服务
选择操作系统为Windows XP professional的那台虚拟机，进入命令窗口，操作为：“开始”“运行”输“CMD”。在命令提示符下来运行ping DHCP的服务器地址，确保网络通畅。之后应当敲入ip config/release命令来运行，来释放原IP地址。用键入ip config/Fenew来运行命令，于是可获得一个新的IP地址，并做验证。在实验的过程中我们为了重新获得IP地址需要不断的更改DHCP服务器的地址池和一些必要的选项，并保证每次获得的IP地址和那些选项都能够满足DHCP服务器的要求。
操作系统同时在一台计算机上运行，互不干扰，并且同在一个局域网内。虽然各个虚拟机之间可以实现资源共享，但彼此却能够保持完全隔离，互不干涉。如果其中一个虚拟机崩溃了，其它虚拟机仍能继续正常使用。在可用性和安全性等方面，虚拟系统之所以能优于传统非虚拟化系统，隔离就是其中一个最重要的因素。
4结束语
我校网络综合实验室的建设，对改善教学条件、提高教学科研质量、培养复合型及创新型网络技术人才具有重要意义。网络教学中，通过虚拟机的技术，让师生只需要在学生的计算机上构建出网络环境，灵活方便，能够更好地扩充实验内容，打破了网络实验室存在的不足。虚拟机技术的应用还有着投资少的优点，让我校网络综合实验室的建设在经济上具有极大的可行性。
参考文献:
[1]刘晙.谈谈计算机教学中虚拟机的应用[J].科技资讯,2009(36):190.
[2]徐建东,王海燕.计算机网络技术实验教学设计[J].宁波大学学报:教育科学版,2004,26(1):107-110.
[3]王永.虚拟机在高校计算机教学中的应用[J].计算机知识与技术,2006(11):164,177
[4]常小燕,计算机网络实验室的规划与设计[J].实验室科学,2007(4):113-115.
[5]蔡友林,祝红琴,司红伟.虚拟机技术在计算机教学中的探讨[J].计算机知识与技术,2009,5(10),7889-7990.
[6]陶国芳.计算机网络综合布线实验室的设计和实现[J].实验室研究与探索,2006,25(3):331-334.
[7]何秋燕.浅谈虚拟机技术在计算机教学与实验中的应用[J].网络安全技术与应用,2010(11):73-74.
[8]谭励,于重重.高校综合网络实验室建设方案的设计与实施[J].实验室研究与探索,2005,25(8):42-45.
篇2
现代远程教育是一种新型的教育模式，它实现了跨地区、跨学校的教学，师生可以不用面对面就能够开展教学。与传统教学模式相比，这种新型的教学模式能够给学生提供更多的学习机会，增大了教学规模，降低了教学成本，提高了教学质量。然而现代远程教育模式也存在一些问题，由于网络的虚拟性无法建立实验室，实验较困难，因此，本文通过研究计算机网络虚拟实验环境的意义，有针对性的提出计算机网络虚拟实验环境的设计方案，对于探索一种利用计算网络的虚拟实验系统具有一定指导意义和借鉴价值。
【关键词】 计算机网络 虚拟实验 环境
高校设置计算机网络课程在于培养学生的计算机网络应用能力和网络运行维护能力，其教学目标是帮助学生更好的理解网络设备和网络协议的工作原理，并对计算机相关的配置能够熟练的掌握，为达到这一教学目标，高校必须建立网络设备相应网络实验环境。但是能够进行网络协议和路由实验的网络实验室设备通常价格比较昂贵，而且需要大量的专业管理人员，这对每一个高校来说都是巨大的负担。虚拟网络实验环境的应用能够在成本较低的基础上创造一个模拟实验的交互式环境，有助于学生加深对网络协议和路由的理解。
1 研究计算机网络虚拟实验环境的意义解析
在计算机网络教学中，实验教学具有非常重要的意义，能够培养学生的分析、解决问题能力。因此，在计算机课程不断进行改革的同时，其实验教学的方法和模式也应不断进行完善，以便为学生提供更多的操作机会。传统的网络实验成本较高，且不利于维护和管理，无法为所有学生提供操作的机会，降低了计算机课程的教学质量。传统的计算机教学模式通常存在几方面的问题，第一个问题是：计算机网络中的实验内容大多涉及网络物理线路的连接和路由器之间的连接，传统的网络物理线路连接水平较低，学生在实验的过程中容易出错，导致接线出现故障，从而降低了实验教学的教学质量。第二个问题是：网络仪器和设备的结构大都比较精细，学生在实验过程中若操作不当，容易造成设备和仪器的损坏，造成损失的同时也为后续的实验带来不便。第三个问题是：学生的排除故障能力不强，使其经常纠结在物理设备的一些故障上，不能很好的完成实验目标，对实验设备和仪器的利用率较低。而虚拟实验环境能够很好的解决这些问题，由于虚拟实验环境能够任意搭建合理的典型实验或实验案例，通过虚拟实验环境能够模拟交换机、路由器的等网络设备的配置，不会造成实验设备和材料的浪费，同时不会产生接线故障等实验事故。
2 计算机网络虚拟实验环境的设计方案解读
2.1 合理选择开发方案
虚拟实验环境的设计大致上分为四种方案，第一种方案是VRML结合Flash和Javascript等技术。通过VRML进行建模，但由于交换机和路由器等设备的接口较复杂，不能够直接用VRML技术进行开发。因此，可以先用3DSMAX等专业的三维建模软件进行建模，再导入VRML进行修改，利用Javascript添加交互，最后利用Flash技术结合网页插件实现路由器的配置交互。第二种方案是VC++结合伪3D技术，伪3D比真正的3D技术含量要少的多，同样能够形成美观、真实的界面。VC++能够兼容传统的C语言，同时，还有面向对象的特征。利用VC++的功能，使学生与计算机的交互更加便捷。第三种方案是Java技术，Java技术具有面向对象、分布式、多线程、事件驱动、继承性强、封装性的特点，通过Java技术能够创建各类设备以及各种虚拟仪器的组件，能够满足网络虚拟实验环境的需要。最后一种是Java技术结合XML、Flash等技术，Java技术能够建立跨平台的虚拟实验环境，Flash能够提供实验的资源，设备间的交互和设备的操作可通过Flash ActionScript实现，数据的存储可通过XML实现。在具体的实验教学中，应根据实验目标和教学内容合理选择适合的方案。
2.2 结合实际需求
虚拟实验只是一种教学资源，评价的标准在于是否能够对学生的学习和教师的教学有帮助，而不是利用的技术是否先进。如在教学中展示实验流程时，可通过视频进行演示，而对于实验环境和实验设备的演示需要借助3D技术。虚拟实验系统中必须包括演示实验步骤、介绍实验背景和知识要点、学生提交实验报告、教师对实验报告进行批改、师生之间的交流等环节。
3 重视虚拟实验的自适应性
计算机网络的虚拟实验环境能够为学生提供一个自适应的实验环境，记录学生的实验过程并形成实验记录文档，教师可以利用计算机形成的文档对学生的实验过程进行检查，既有利于教师及时的发现学生在实验中出现的问题，又有助于学生清楚自己出问题的地方，从而进行强化训练，不断的提高实验技能。
4 注重虚拟实验的协作性和模拟性
实验中最重要的环节就是学生间合作完成任务，同学之间的合作有利于学生提高实验技能，提高实验教学的效率，同时能够加强同学间的感情。学生间的协作通常包括两方面的内容，即通信技术和信息共享技术。通信技术使学生能够通过电子邮件等方式进行交流，协作讨论问题。信息共享技术能够使学生感受到其他学生的活动和结果。计算机网络虚拟实验环境在满足上述条件的基础上，应考虑增加实验环境的真实美感，使学生感受到真实的计算机网络实验环境和设备，提高实验教学效率。
5 结束语
综上所述，对于计算机网络课程的教学，应用计算机网络虚拟实验环境能够降低实验教学的成本，节省了人力物力的同时，还能达到较好的教学效果。在计算机网络课程中引用虚拟的网络实验环境，能够系统的展示现实中无法描述的知识，通过模拟形成学生容易接受和理解的实体，为提高学生的实验技能和教学质量提供了新的发展方向。此外，计算机网络虚拟实验环境的应用，有利于实现信息化教学，促进了教学体系的完善，推动了教学改革的深入发展。
参考文献
[1]李凌云.基于三层体系结构的网络虚拟实验系统的设计与开发[J].浙江师范大学，2012，08（3）：14.
[2]杨彦明.网上虚拟实验室建模方法与构建技术研究及系统实现[J].中国海洋大学，2012，10（5）：18.
[3]高磊.基于网络的“现代教育技术实验”课程设计与开发[J].曲阜师范大学，2013，05（6）：17.
作者简介
付建民，男，河南省开封市人。现为河南大学医学院实验员。研究方向为计算机网络。
篇3
关键词：计算机网络；实验课程教学;实践心得
引言
我国关于计算机网络的课程提出了新课改并加以实施，在这种大规模实施新课改的情况下如何对计算机课程内容设计使其满足教学质量要求同时有能让广大学生接受、理解、吸收是现阶段比较难解决的问题。课程的设计主要目的是以应用为主，以学生为主体，教师主要扮演指导的角色，培养学生能够独立自助操作完成学习内容并激发其主动学习的能力、积极参与学习的能力及创造能力。通过课程的设计和教学的实践使学生能够具有独立分析解决问题的能力，同时也要培养其表达能力和团队合作精神。
一、计算机网络实验教学课堂
（一）加强课堂与实践相结合新模式
从现代社会发展和进步的角度上来分析，像计算机这种实用性的技术在我们生产工作中是十分重要的，我国大多数生产发展的公司企业也需要这方面的人才。所以现在各校都有在开始培养这样的适用于社会技术性的人才。这样才能适应21世纪的经济发展，要随着时代的脚步去展开我们的教学模式，同时又要优化改善不足的教学模式。现在计算机的发展迅速而又多变，计算机这类的技术性人才在市场需求上是很庞大的，所以学校可以开展新的教学模式就是实践与课堂相互结合。学校可以聘请一些单位内部的专业人士人才到课堂上进行教学，因为企业单位内部的专业人士已经有一定的社会实践经历，理论或者不太全面但是实践所带来的指导是十分有用的，这样的教学比上很多节的计算机理论课效果都来的好。这样就能构成一个在计算机网络实验教程教学实践课堂中高技术实践人才与教师相结合的授课模式。
（二）学校与单位相合作的新模式
现在提出的新教学模式都是为了培育出更多优秀的专业性人才，为国家为社会提供一份有帮助的新鲜血液，为了能够更好的培育计算机网络实验教学的专业人才的实践应用能力，与一些计算机网络技术的相应单位取得联系并展开了相应的合作，让这些在计算机网络的有经验有能力的人才用他们所学到的学校里没有的知识传授给学生，这样对于学生的专业能力和素养就能得到很大的提高，与单位相互合作的模式能给学生带来一种教师与单位结合的新体验，让学生提高学习兴趣，从而达到培养专业人才得目标。学校与单位相互合作的实践性教学环节，实践场地是必要的，学校并没有像企业单位那样拥有很好的实验场地，这也是学校必须与单位合作的原因之一。单位能够给学校的学生提供很好的实践场地。也能提高教师的专业技能，从而指导学生能够更好掌握和适应单位计算机网络技术。
二、实践教学方式方法改进
（一）实践教学改进
现在计算机网络日新月异。大家都觉得计算机这门课程内容难以理解，难以操作知识点困难。增加投影仪、多媒体等设备结合教学、增加课堂的乐趣，同时也可以通过实物进行讲解，对那些需要学习和使用到的网络连接设备进行介绍。教授学生要亲手进行设备的安装，上机课是教授学生如何排除各种网络故障，维护和维修计算机等。这样的教学方式会更加的吸引学生学习，是他们消除心理学习压力，提升学习速率。
（二）打好基础，强化训练
计算机网络这门课程我们都知道是一门动手能力很强的学科，但是理论教学指导也是必不可少的。理论部分主要包括有网络的基础部分、局域网区域网的介绍、页面的制作等方面，为了要适应社会的需求，首先要采取的是灵活多变的教学模式。在讲授各种网络组成的和工作原理的时候可以进行层层深入的讲解，从粗讲到细讲。在不同网络教学的内容中要选择不同的方法进行讲解，可能是分开进行讲解也可能要结合起来进行讲解，或者穿行讲解要视情况而定。每一个网络加血都必须要有连贯性、完整性。实践实验要有目的性有计划的进行，实验结束之后要有实验报告，这样才能加深学生的印象，让他们更加深刻的掌握知识点。
（三）改进教学手段，加强教学实践
教学方式应该是灵活多变的，给学生提供更多的实践活动，模拟实践项目，培养和锻炼学生的动手操作能力和团队合作的精神，我们都知道这些技能的掌握对学生的成长石油很大的帮助的。实践的同时要留有适当的课后作业，适时的举办一些专业只是知识的讲座，扩大学生的知识层面，不定时的给学生补充一些资料等方式来帮助学生提高专业知识和素养。同时，以小组的形式参加一些实际项目的开发，这样能有效的缩短学生适应企业环境的周期，充分发挥他们的主动性，综合能力和创新能力。
结论：
计算机网络实验教程教学的实践，使学生能够理论实践相互结合。让学生根号的吸收和掌握专业知识，也提高了计算机网络教学的质量和水平。大大缩短了学生适应社会适应企业的周期，并且通过计算机的网络实践是学生有很多的提高和感悟，从而为计算机网络教学发展和进程提供更多的思路和资源。
参考文献：
篇4
计算机网络是计算机专业学生必修的一门专业基础课和核心课程，随着对计算机网络技术的研究与应用日益广泛和深入，目前从事计算机网络技术的研究、设计和教学工作的科技工作者越来越多。社会上对计算机网络人才，特别是动手能力较强的计算机类毕业生的需求非常迫切，也给计算机网络技术课程的课堂教学与实验环节提出了更新更高的要求。
我校《计算机网络》课程为省级精品课，经过课程组教师不断总结、收集并设计实践教学环节素材，现已形成一套完整的网络教学资源。但由于缺乏一个实验教学网络系统，不能够为学生随时随地提供这些资源，没有相应的实验网络课程，也满足不了学生的选择性学习特点。
此外，如果购买国内比较规范的计算机网络实验教学系统，费用很高，而且针对性不强，这就迫切需要我们设计并实现一个计算机网络实验教学系统，从而实现教学的资源共享，完成计算机网络实验课程的建设，并形成实验教学过程的信息化管理。
“计算机网络实验教学系统”将紧紧围绕着理论与实践相结合的教学思路，使网站的各逻辑单元设计合理、紧凑，内容安排上重点突出、主次得当，有效辅助该课程的实验教学。
在此系统中将通过理论介绍与示范案例，提出明确的实验学习目标和学习任务;并根据学生学习的不同阶段设置课后训练、自评自测，强化学习过程中的重点和难点;提供教师辅助答疑，解决学生在学习过程中的问题。此实验教学系统的设计与实现将大大提高网络实验教学的教学质量，促进教学的过程化管理，并且经济实用，能节约资金。
1 实验教学系统的总体结构
本实验教学系统内容设计将集助教、助学、助练功能于一体，可以为学生实验的课前预习、课堂学习、课后复习和课外延伸学习，以及实践教学等环节提供全方位的服务。设置了十二个模块，即：课程介绍、课堂教学、授课录像、电子课件、原理动画演示、课后训练、自评自测、辅导答疑、成绩统计、资源扩展、通知公告、信息管理等。
2 各功能模块设计
1)课程介绍：介绍课程目标、课程内容与要求、学习评价及考核方式，并展示实验室的硬件设施。
2)课堂教学：内容包括计算机网络课内、课外的14个典型实验。通过设置明确的实验目标与任务，辅助学生完成课程实验，具体包含实验理论基础介绍、实验示范案例、实验的内容与目标、实验任务与步骤、参考命令及思考题等子模块，其中各主要子模块内容介绍如下：
①理论基础：对相应实验的理论部分进行详细的介绍，例如内容概述、协
议原理、协议特点等。通过理论基础的学习，使学生对实验涉及的理论知识有深刻的理解。此模块中还附带“记录笔记”功能，学生通过此功能对学习中的难点、重点根据自己的理解记录笔记，从而能更有针对性的进行知识回顾。
②示范案例：在学习理论知识基础之上，用具体的示范案例说明配置步骤，
学生可以无需教师指导，参考此模块中案例配置预习相应的实验。
③实验任务及步骤：教师根据实验内容与目标布置实验任务，并给出实验
步骤，以此指导学生实验过程。实验任务有若干的子任务，各子任务难度与侧重点不同，教师可以根据学生的实际情况，选择合适的任务进行实验训练。
④参考命令列表：实验中需要很多调试命令，学生难免遗忘，通过此子块，
学生可以翻阅常用的调试命令，作为实验参考。
3)授课录像：制作课程组教师的授课录像，并可在线播放。录像分为“理论讲解”和“操作示范”两部分，“理论讲解”部分主要讲述各个实验单元设计的理论基础知识、“操作示范”部分主要是展示如何在真实的网络设备上配置及操作以完成相应的实验，学生可根据具体需要选择播放。
4)电子课件：提供计算机网络课程实验教学所需的电子课件，并可供学生下载。
5)原理动画演示：对于实验中涉及的计算机网络相关协议，制作动画来演示相应的网络协议原理，加深学生的理解并激发学习兴趣。
6)课后训练：根据学生课内实验掌握情况，设置区分难度的10个课后训练任务，学生将训练任务的调试结果上传，教师根据上传结果及其说明做出评价并给出训练成绩。
7)自评自测：通过课堂教学及课后训练，学生已经掌握了各学习单元内容，可以通过此模块进一步检验自己的学习水平。此模块包含了典型的自测题，涵盖了所有实验内容，并将职业认证考试题也加入题库，方便学生课后的知识扩展。
8)辅导答疑：为了能够更好地了解学生学习情况，此模块可作为师生交流互动系统，辅助教师对学生提出的有关问题答疑，及时的排除学生课上及课后解决不了的问题。
9)成绩统计：课后训练后，教师会根据学生每次实验情况给出平时成绩，根据课后训练提交的练习结果给出考试成绩，合计后作为学生每次实验单元训练的总成绩。教师还可以查看成绩的柱形图，以了解成绩的分布，并相应调整教学内容，真正做到因材施教的过程化管理。
10)资源扩展：提供更多的学习资源，如：真实设备产品资料、路由器交换机配置手册、国内相关竞赛试题、认证考试资料等等。
11)通知公告：提供日常教学中的各种通知及常用资源，如：实验课表、实验考核文档、常用设备典型配置手册、交换路由产品介绍、常用工具下载等文件。
12)信息管理：管理员对该课程网站的用户管理及权限管理。
3 系统的特点
1)结合计算机网络实验课程的特点，开发丰富的教学资源，搭建了计算机网络实验教学系统，可满足各阶段的实验教学需求，设置了课程介绍、课堂教学、授课录像、电子课件、原理动画演示、课后训练、自评自测、辅导答疑、成绩统计、资源扩展、通知公告、信息管理等学习单元，各单元相辅相成，有效的辅助实验教学的整个过程。
2)功能丰富，集助教、助学、助练功能于一体，可以为学生的实验课前预习、课堂学习、课后复习和课外延伸学习，以及实践教学等环节提供全方位的服务。
3)教学系统中的实验内容与课程教学单元学习目标一致，按主题把内容划分为合适的学习单元，各实验教学和学习单元都有明确、具体的学习目标与任务。将充分运用文本、声音、图像、动画、图表、视频等媒体形式来表现学习单元内容，针对实验课程单元的重点、难点内容提供相应的示范案例和演示录像，能够很好地辅助学生自主学习。
篇5
【关键字】计算机网络 实验教学 教学改革 实验类型
【中图分类号】H191 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08(b)-0153-02
1 前言
随着计算机网络技术的发展和广泛应用,《计算机网络》课程已成为计算机和相关专业的一门重要专业必修课。本课程的教学目标是使学生系统地掌握计算机网络的体系结构、基本概念和基本原理,特别是Internet的核心技术和协议,并对各种网络技术以及网络管理、网络安全的基本原理和基本方法有所了解,同时具备一定的计算机网络软硬件的安装、配置和应用的能力,为今后从事计算机网络方面的实际工作及其它专业课程的学习打下基础。
由于计算机网络技术涉及计算机和通信两个领域,其概念多、原理复杂、协议抽象。为了加深学生对计算机网络的基本概念、基本理论和网络协议的理解,同时提高学生的动手操作和专业实践能力,本课程安排有配套的实验环节。笔者教授《计算机网络》课程多年,深感目前这门课程的实验教学效果差强人意。本文根据笔者课程教学的体会,首先分析了《计算机网络》实验教学中存在的不足,然后提出了改革方案和具体思路,最后探讨了实验内容的设计依据和实验安排。
2 计算机网络实验教学现状
目前在《计算机网络》实验教学中,普遍存在以下薄弱环节:
2.1 实验教学目标不明确,实验内容设置不合理
对《计算机网络》课程的实验认识不足,没有目标和规划。有的学校实验内容偏应用,属于操作型实验；有的偏理论,属于对理论、协议的验证型实验。实验内容的设置随意性大、结构松散。这样学生学完了课程之后,对计算机网络的理论知识理解不深刻,在实际中也不能学以致用。
2.2 轻视实验环节,实验学时少
重视理论教学而轻视实验教学,课时安排不当。有的院校实验课时只有8学时,实验的地位不突出,从而导致实验内容与理论教学相脱节,实验的针对性不强,学生的网络知识和实践应用能力不能得到相应的提高,教学效果不明显。
2.3 实验教学组织不完善,考核方式不合理
实验教师在实验中没有起到引导作用,学生在实验过程中积极性不高,特别是合作性实验,存在“有干的、有看的”现象,学生缺乏主动参与,对网络知识主动探索的欲望不高,这样影响了教学质量。实验成绩主要来源于实验报告,考核方式不合理。
3 计算机网络实验教学改革
针对《计算机网络》课程实验教学的特点,在实验环节的教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了改革,具体措施如下:
3.1 提高对实验教学的认识
《计算机网络》的实验教学不仅需要对《计算机网络》课程中的理论和协议进行验证,还需要通过对计算机网络实际的操作,提高学生分析、解决网络问题和网络应用开发的能力。可见,《计算机网络》实验的教学内容是一个系统的工程,需要有组织有针对性的安排实验内容,既要使实验内容与理论知识融会贯通,又要体现实用性和先进性。
3.2 更新实验教学内容
网络实验的类型可以分为:验证型实验、操作型实验、综合型实验和设计型实验四类。验证型实验主要用于验证网络的工作原理和各种协议,如解析IP包、解析TCP包、分析CSMA/CD的运行机制、理解ARP协议的原理等实验。操作型实验在于提高学生网络方面的动手能力,如制作网线、安装网卡、配置TCP/IP协议等实验。综合型实验是指运用多门课程的知识和技能完成实验项目,目的是让学生更好地应用网络知识、提高综合运用能力,比如网络应用服务器的配置、交换机与路由器的配置、网络性能分析、网络故障排除等实验。设计型实验是指学生根据教师提出的实验要求,设计实验方案和解决步骤,独立完成实验任务,如网络通信程序设计、网络规划设计等实验。
以往的实验项目多是验证型、操作型实验,这样不利于创新人才的培养。为了加强实验教学效果、培养学生综合应用知识、分析和解决问题的能力,应当更新实验内容。适当增加设计型和综合型实验项目比重,减少验证型、操作型实验的数量。
3.3 增加实验学时数
为了保证实验内容的实施和良好的教学效果,实验学时应当在16学时以上。有条件的可以独立开设《计算机网络实验》课程。现在,已经有不少高校把网络的实验课程从理论课程中脱离出来,独立开设实验课程,以便传授更多的网络知识,提高学生的网络技能。
3.4 加强实验教学的管理与组织
实验开始前实验教师需要明确实验目的与实验步骤。学生需要预习实验内容,对于综合型、设计型实验,学生需要写出工作计划和设计方案。实验过程中教师需要加强监督与管理。在实验开始时认真讲解实验内容及需要注意的问题,实验进行中善于引导学生,鼓励学生主动寻找解决问题的方法。实验要求每3-5人为一个实验小组,每组有独立的实验设备。小组成员有明确的分工,积极参与整个实验过程。实验结束后学生要认真撰写实验报告。实验报告不应是简单的实验步骤描述,需要有实验中出现问题的解释与说明。对于综合性、设计性实验,需要有分析过程和解决思路。实验成绩的判定不单纯来源于实验报告成绩,需要结合学生在实验课中的表现和实验结果的考核。
4 计算机网络实验教学内容
《计算机网络》实验教学的目标是使学生理解和掌握计算机网络体系结构和工作原理,强化对网络协议的理解,能进行简单的网络安装、配置,并使学生掌握基本的网络编程技术。因此,本课程的实验内容应该涵盖以下方面:1)计算机网络原理和协议的认知与分析；2)网络软硬件的安装、配置；3)简单的网络通信编程。根据这样一个原则,设计的《计算机网络》实验教学内容如表1所示。总共的实验学时为20学时,涵盖了上面的实验内容,并且既有验证型和操作型实验,也有设计型、综合型实验,实验类型完善。通过本实验计划的实施可以很好得达到教学目标的要求。
5 结语
计算机网络实验教学是《计算机网络》课程教学的一个重要环节,对于培养学生扎实的计算机网络理论功底,积累一定的网络实践经验具有重要意义。然而由于计算机网络知识理论性强,发展日新月异,实验教学一直是《计算机网络》课程教学中的薄弱环节。结果是学生不能真正理解网络的概念和原理,不能把所学的知识应用到实际中。可见,开展实验教学的研究,完善实验内容、改进实验教学的组织会对提高课程的教学质量产生积极作用。下一步,我们准备在以前工作的基础上,编写一部计算机网络实验教材,以更好得满足实验教学的需要。
参考文献
[1] 谢希仁,计算机网络(第五版),北京:电子工业出版社,2007年12月.
[2] 陈鸣,计算机网络实验教程,北京:机械工业出版社,2007年2月.
[3] 冯国富、江效尧、胡作进,以就业为导向的计算机网络教学改革研究,中国科教创新导刊,2007(8):126-127.
[4] 刘彦保,计算机网络课程改革探讨,高等理科教育,2007(3):78-81.
篇6
【关键词】计算机网络 实验教学 教学改革
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2009)11-0048-02
一、引 言
“计算机网络”课程是一门实践性很强的专业课程,其实验教学与实践环节不仅仅是对理论教学的深化和补充,而且对培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,也起着非常重要的作用。实验部分是学好该课程的关键环节,做好“计算机网络”课程实验教学可以促使学生积极探索知识,获得知识,增强自我学习的能力,提高分析问题、解决问题的能力。
二、计算机网络实验教学的特点与现状
“计算机网络”课程的实验教学一直是许多学校在教学过程中难以解决的问题,因为它不同于一般的课程实验,如程序设计实验等,只需要提供一个软件环境就可以进行设计与调试,完成正常的教学实验。计算机网络从硬件、软件和通信等几个方面来讲,都是一个复杂的系统。“计算机网络”课程的实验教学不应只是理论的验证,更重要的是要通过实验操作,培养学生对网络的分析、设计、管理与应用的技能,加深对计算机网络理论知识的理解与应用。
目前,一些高校的“计算机网络”课程实验主要仍是以验证性实验为主,依附于理论教学,造成只重视课堂理论教学而忽视实验教学,理论与实践脱节的现象,实验教学没有起到应有的作用。理论教学结束后,学生仍然无法进行网络的组建、测试、维护,对计算机网络原理的理解也只是建立在理论上,无法将所学知识与实际网络技能联系,也无法把所学的知识转化为解决实际问题能力。最终结果是不少学生修完了课程,考试拿到了高分,但对于计算机网络认识却并不深刻,尤其在实际应用中不能学以致用。面对不断更新的网络技术和各高校网络实验教学内容、实验环境、学生能力的差异,如何开展实验教学,是各高校所面临的共同课题。
三、计算机网络实验教学改革措施
1.加强专业实验室建设
“计算机网络”专业实验室是保障专业实验的重要条件。专业实验室与传统机房的区别在于专业实验室面向专业课程而传统机房面向计算机基础教学,在专业实验室中学生可以直接接触到网络布局中的各个环节,学习从网络原理到网络模块构建、网络实际应用的各种知识。目前高等院校中常见的网络实验平台基本上只提供简单的网络设备(如交换机、路由器等)和若干台计算机。很多高校没有独立的、综合的“计算机网络”专业实验室,无法满足“计算机网络”课程实验教学的要求,学生不能通过自己动手组建网络,达到更好地理解和掌握计算机网络基本原理、网络通信技术、锻炼网络工程应用能力的目的。这就需要学校积极配合,投入资金,加强“计算机网络”专业实验室的建设。
2.形成实验教学课程体系
通过课程建设,形成独立、完整、科学的实验教学课程体系,使实验教学不再依附于理论教学,独立开课,独立考核。实验教学是理论教学的深化和补充,独立设课不仅使学生认识实验课程的重要性,改变过去重理论、轻实验的思想,而且对于加强学生理论与实践相结合,起着非常大的作用。理论知识指导实践,实验中遇到的问题反过来促进学生在理论上寻求解答,更能体现网络实验课与理论课相辅相成的特点。如果计算机网络实验作为独立实验课,就必须有完整的实验教学大纲、实验教学计划、实验教材以及实验教学参考书。单独设定学分,规定计划实验学时,建立考核评价体系。按照大纲,根据现有的实验条件,制定出切实可行的实验教学内容,在实验中体现和贯穿理论知识,保证实验内容先进、实验操作可行,设置必做与选做等多种层次实验项目,进行多层次的、灵活的、科学的实验教学。充分调动学生学习理论知识和参与实验的主动性与积极性,使理论教学与实验教学紧密结合,进一步提高教学质量。
3.优化教学内容
以应用为主旨和特征,针对课程特点,在教学内容上进行调整,实现实践教学环节与当前社会对计算机网络技术需求的接轨。网络技术的发展迅速,相关知识日新月异,因此,教学内容的设计必须不断跟踪先进技术,以适应计算机网络新技术、新概念、新应用不断涌现、快速发展的特点;必须及时更新实验教学大纲,充实新的实验教学内容,例如简化目前已经基本淘汰的如X.25、帧中继技术等部分内容,简化OSI参考模型等略显老化的知识,增加ATM技术、接入技术、路由器技术等现行常用技术所占课时,强化网络安全与网络管理技术等内容。
4.创新教学方法
在实验教学中,坚持以学生为主体,强调教师在实验教学中的引导作用,加强教师在实验教学中的教学组织与管理作用,突出对学生实践能力、创新精神的培养。例如,针对新的网络技术和新的网络产品不断涌现的课程特点,经常提出一些与实际结合比较紧密的问题,让学生通过自主查阅资料的方式分析、解决。或者让学生参加实际工程项目的建设与开发活动,在工程实际中完成工程作业,并以实训报告作为这一环节的考察依据。其优点是学校不需要建立实训基地,无须投资大量资金,学生就可以看到、了解到许多新的技术和设备,同时为学生创造一次走向社会的锻炼机会。通过这种方法,不仅极大地调动了学生学习的积极性,而且加强了学生对网络知识的理解,培养了学生主动学习的良好习惯,提高了学生运用所学知识解决实际问题的能力。
5.强化师资队伍建设
部分高等院校中的实验教师缺乏实践经验,也严重影响了“计算机网络”课程实验教学的效果。计算机网络是一个特殊的领域,当前并不是每个教师都具备了设计、管理大型网络的经验和能力。没有参与过大型网络组建、管理的教师,必定缺乏对大型网络形态和网络设备的感性认识,导致教学中理论与实践相脱离。这需要学校选聘高水平实验教师,或为实验教师提供相应条件,以提高其教学能力。
四、结 语
计算机网络技术是在计算机技术和通信技术高速发展和相互结合的背景之下诞生的,是一门集计算机技术和通信技术为一体的综合性的交叉学科,综合应用这两个学科的概念和方法,形成了自己相对独立的学科体系。在高校的教育教学中,“计算机网络”课程实验教学的改革,必须不断完善实验教学体系,不断地改革与更新实验内容、教学方法,以着重培养学生对计算机网络的综合分析设计能力、实践能力和创新能力。
参考文献
1 谢希仁.计算机网络(第4版)[M].北京:电子工业出版社,2003
2 尉哲明、马尚才.《计算机网络》课程教学改革的研究与实践[J].中国教育信息化,2008.9:71～73
篇7
关键词:计算机网络 实验室 建设
随着信息化技术的不断发展,我国各类中职院校都开设了关于计算机的一些基础知识课程。为了更好地开展计算机实验教学,大多数中职院校都建立了网络实验室。如何对实验室进行有效的维护已经成为了各中职院校的一个重要难题。
1网络实验室的建设
1.1建设目标
首先,网络实验室以下两方面内容一定要满足教学的需要,第一是实验室的设计方案,第二是实验室的实验内容。为了让学生更好地适应当前的社会,适应社会各行各业对网络人才的迫切需求,网络实验室的建设需要开设以下几方面的实验[1],第一方面是网络组网方面的实验、第二方面是网络管理方面的实验，第三方面是网络工程方面的实验，此外,在设备的选择上,需要考虑到以下几方面,第一是考虑多种技术的融合,第二是考虑多个平台的操作,第三是考虑多厂家设备的互联。其次,在网络实验室的建设过程中,要将其建设成一个特色的培训基地或者学生的实习基地。为了尽可能地对资源加以运用,老师可以在业余时间,利用网络实验室来提升自己的专业水平。此外,网络实验室有一个重要的作用,那就是为学生创造了动手的机会,可以最大程度地发挥网络实验室设备的作用,为社会提供一个培养网络技术学习的培训场所。最后,能够为社会培养不同类型的计算机专业人才。中职院校的老师在运用网络实验室时,要重视实验的内容选择,一定要让实验的内容与学生的专业相结合。此外,还应该契合学生将来的发展。例如以下几方面的网络人才在今后的发展就各有不同,第一,网络管理人才;第二,网络技术支持人才;第三,网络工程人员。网络管理人员的工作主要是在学校或者企业单位等,在其中担当网络中心管理职位,所以在培养这方面人才的时候,一定要让学生对网络基础有一定的了解,要让他们的水平达到中级专职网管。而关于网络技术支持人员,就需要培养他们以下几方面的能力,第一是培养他们的综合配置调试能力,第二是培养他们对故障的排除能力。对于网络工程人员,需要让他们对国外以及国内的布线标准规范有所了解,并且能够进行光纤头的制作,能够设计出经济适用的网络布线系统。
1.2建设要求
1.2.1经济实用网络实验室的建设,对所提供的实验平台有着一定的要求,要适用多种应用实验的需要。能够在同一时段进行多人实验,也能够合并起来组成一个较大的实验环境,网络实验室的建设需要具备以下两种特性,第一是灵活性、第二是经济性。
1.2.2可扩展性由于网络技术的更新换代速度较快,故此中职院校在建设网络实验室时,对设备的选择一定要注意,设备要在保证稳定的情况下还拥有较强的扩展能力。例如,在交换机的选择上,要具备多个扩展插槽。
1.2.3要与社会实际相结合在网络实验室的建设过程中,要结合社会真实的网络,所进行的实验要与社会实际相结合,这样能够让学生在今后的工作中能够更好地适应自己的工作,提升他们的就业能力。老师在制定实验项目的过程中,要考虑应该采取哪种实验手段更有助于培养学生的实际操作能力,能够更好地培养学生的创造性,进而提升教学效率。
2网络实验室的管理
2.1管理模式的思考
在网络实验室的建设过程中,对其进行有效的管理也是一项重要任务,如果没有对实验室进行有效的管理,那么实验室的建设将会大打折扣,不利于学生的网络知识学习。故此,中职院校的管理者应该加强对网络实验室的管理工作。对实验室进行有效的管理,主要从以下几方面进行[2]。首先,对人员管理体制进行改革,调动实验人员的热情。要对实验人员的工作量进行工作业绩考核,实验室的开放时间也应该有规定的时间。要让实验室的工作人员尽可能地加入到实验教学当中,这样能够更好地提升他们的工作热情。在实验室的工作人员聘用上,要采取一个较为灵活的人员编制,要鼓励人员流动,这样能够更好地提升实验人员的知识深度,进而提升他们的专业素质。其次,要完善网络实验室的功能,以便更好地提升实验教学质量。要努力提升教学队伍的专业素质,鼓励他们多参加到实验教学当中,以提升他们计算机知识的广度与深度,进而提升教学的质量。此外,要积极研究新的实验方法,对实验教材进行完善,从而使得网络实验室能够变成一个独立的教学实体。第三,要努力提升实验室的管理水平,在管理过程中要机动灵活,以达到满足老师与学生实验需要的目的。各用户在浏览学校实验室的管理主页过程中,能够对实验室的开放情况进行查看,此外,能够与管理员进行沟通与交流。如此,一方面能够保证实验的顺利进行,另一方面,又极大地方便了广大师生。管理工作人员能够通过网络,对设备的运转情况进行了解,对出现故障的设备进行及时的维护。最后,在实验室运行过程中,要提供其运行的数据,继而更好地促进实验室的建设。对网络实验室实行有效的管理,那么就需要对以下几方面情况做出统计,第一是实验室的开放情况,第二是实验室的使用率,第三是实验室的设备数据,第四是实验室的设备使用情况。实验室管理员可以通过这些数据充分了解需求,为实验室的建设提供数据依据,节约学校的建设成本。
2.2朝网络化管理方向发展
在建设网络实验室时,需要中职院校管理者围绕实验室管理过程中可能出现的问题,采取相应的措施,例如运用以下几种软件来对计算机系统进行保护[3],第一是ghost软件,第二是还原精灵软件。在学生使用的计算机上,采取安装美萍登录管理系统的方式,使用账号上机的方式来进行管理。许多中职院校对网络实验室建设大力支持,在实验室中引入了大量的新机器,但是管理软件和保护卡两者之间存在着一定的问题,这两者之间的兼容性不够好,就会导致新的问题产生,那么就需要采取网络化管理,对各环节进行综合有效的分析,预防出现功能冲突的问题,一方面要满足当前的使用需要,另一方面要使得系统的可升级性得到较好的保障,防止出现重复投资的问题。
3结语
随着科学技术的日新月异,新设备被不断应用,使得人们对教学实验有了更高的要求,对实验室的建设也有了更高的要求。那么就需要实验室管理员提升自己的专业技术水平,对当前的教学实验环境进行不断的分析与研究,将新技术逐渐应用到网络实验室的建设当中,这样有助于实验室更好地为教学服务,将网络实验室的作用充分地发挥出来。这样也有助于提升中职院校的竞争力,从而为社会培养更多的专业技术人才。
参考文献
[1]朱莉.中职院校计算机网络实验室建设和管理探讨[J].南昌高专学报,2009(3):128-129.
[2]李章平.高职院校计算机网络实验室建设方案探究与实践[J].无线互联科技,2016(13):33-34.
篇8
关键词：计算机网络；创新实验
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）04-0015-02
1 计算机网络实验课程现状
计算机网络实验课程是依据计算机网络理论课程设立的实验课程。该课程的主要目的是锻炼学生的动手能力，了解计算机网路的工作原理和仪器的使用，加深对计算机网络相关理论的理解。实验着重培养学生的动手能力和网络设备管理的基本技能，提高理论联系实际、分析和解决实际问题的能力。
计算机网络实验室经过学校多年的发展，已经具备较完整的教学仪器提供能力。这些主要是指该实验室如今拥有服务器20台、PC机500余台、路由器20余个、交换机30余台和众多类型的杀毒软件和防火墙为计算机网络实验的信息安全提供保障。
计算机网络实验和计算机网络理论相辅相成。先了解理论方能进行实验，而实验则可以帮助学生深化对理论的理解。一般情况下的网络实验课都是在IP协议讲解之后方能进行。
2 创新实验教学的挑战
创新实验和一般实验不同。创新实验室探索未知，一般实验室探索已知；创新实验的过程需要学生自己设计，一般实验的实验过程已知；创新实验的结果具有收敛性，一般实验的结果不具有收敛性。创新实验的过程中，学生一直在思考，通过自己的思维完成实验。 计算机网络的创新实验同时受到主观条件和客观条件的约束，最大的客观条件约束自然是学科知识水平的约束。属于计算机网络的创新实验必然满足于计算机网络学科水平内的创新。以往的经验表明，创新实验教学存在以下几个局限性：
（1）学生在实验创新上的局限
大多数的高校新生在新接触计算机网络技术时，都不具备一定的计算机网络知识，其对实验创新上的能力受到各个方面的限制。一是理论能力的限制：要想提出特色具有自主特色思维的实验方案，一定是对计算机网络技术有着广泛和深层次了解的人。就像先前说的一样，高校学生无法在短时间内取得深入了解。二是仪器的限制：“兵马未动，粮草先行”，实验仪器就是高校学生手中的粮草，可谓至关重要。三是仪器使用能力的限制：学生连计算机网络理论的培养都还走在路上，更别提更有难度的实践操作了。大多数学生只能完成最基本的实验内容，在熟练运用仪器的道路行还有很长一段路要走。
（2）学生自我意识的限制
学生的自我意识主要是指学生的自主创新、学习和自我管理能力的缺失。大多数当代大学生都不认为自己有责任、有能力去自主创新。他们大多认为自主创新的“伟业”应该交给天才或者是行业精英来做，而自己只需要跟紧前人的步伐往前迈就好。同时，各个高校中只有少数学生才会去自主学习，相当一部分人只是被动的接受知识，而没有完全去理解、接受知识。如此自主学习意识的浅薄注定缺少创新。自我管理能力的淡薄是指学生作为社会中的一份子本应该充分发挥自身主观能动性，使自身的“德智体美”得到全面发展，让自身有能力生存在社会，同时提升自我价值和社会价值，然而在家庭观念或者是成长环境的影响下，丧失了这种自我意识。学生从小就缺少自我管理的能力，服从老师、家长的教育而忽略了人格的教育，由此导致学生升入大学过后往往因为突然到来的自由而无法合理安排自身时间，无法对自身的大学生活形成一个有效的管理。更别说，他们可以满足创新型实验课程的要求，不敷衍了事。
3 计算机网络技术的创新型项目方案的设计
涉及计算机网络技术的创新型项目方案应既要给普通学生提供创新思路和方案，又要给具有个性化思维的学生提供更多的机会和选择，让具有不同基础的学生在老师的帮助下都能够提高。
在网络综合实验项目中，可将实验项目分为自主化和半自主化两种类型，分别适合不同的学生。半自主化的实验中，拆分的模块被设置成很多个实验子项，只要完成其中一个子项就能接着往下进行，同时在学期结束后，可以在子项中新加入学生曾经做过的实验作为二次考核。实验人进行团队制，一般由学生自愿组织5-10人为一组的小团体为一小组。这样的小组往往能发挥团队所有人的才能，保障实验的正常进行，同时老师应该要对实验项目的进行规范化管理。
3.1 分层化综合实验项目系统
计算机网络技术的实验一般分为两种：自主型实验和自选型实验。自主型实验是指完全由学生把控的实验。包括实验的设计、进行和实验的总结都由学生完成。难度^大，只适合有较强能力的学生完成，但从培养人才的角度，这样的实验应该大力推广。在教学方式上，老师可以加以重视，单独抽出时间对此类学生进行指导，甚至可以在期末的考核上加分用以奖励。自选型实验是指先由教师先设立几个实验子项，标出主要实验方向，由学生根据方向自选实验目标，在老师的辅导下完成目标建设。该实验是针对大多数学校而言的，同时满足向自主型创新实验的过度。
3.2 实验项目团队化及工程化管理模式
实验项目采用软件工程思想，建立实验小组，推行项目管理。创新实验实施团队化，既可以发挥集体的力量，又可以减轻管理压力。虽然创新实验要求最大程度发挥学生的积极性，但这主要指实验内容，但实验过程却是需要管理的，否则，很容易流于形式。
（1）鼓励学生进行实验项目申报
学生可以从选择型综合实验选择自己感兴趣的实验项目，也可以自主设计自选型综合实验项目，按照要求填写项目申报书。
（2）严格进行项目审查
教师主要从技术上对学生提交的实验项目进行可行性分析，包括技术理论上的可行性和当前实验室设备是否满足实验项目要求，以此决定是否进行实验项目立项，重点项目可以给予一定的经费支持。
（3）指导学生进行实验项目实施
对于已立项实验项目，由学生以小组形式实施实验，教师作为顾问，接受咨询，并严格把关经费的使用
（4）成立考核小组进行实验项目考核
完成实验项目之后，学生以小组为单位，进行实验过程重现，并提交实验报告，教师对实验过程实验结果和报告进行评估。重点项目成立考核小组对实验结果和报告进行严格考核，并指导学生进行论文撰写。
4 总结
在以上的论述中，我们发现设立新的项目方案，不仅可以让有较高知识水平的学生完成自主创新型实验，也可以让普通学生接受自选型实验。通过半自主式的设置，让学生们的科学素养和创新精神都得到了大幅提高。但可持续的计算机网络综合性创新实验项目探究仍未结束，还有可能出现一些问题，在今后的教学中，这些问题将会得到逐一完善。
参考文献：
[1] 宋国利，盖功琪，苏冬妹. 开放式实验教学模式的研究与实践[J]. 实验室研究与探索，2010（2）：91-93，132.
[2] 马德秀.寻找人才培养模式突破 致力培养创新人才[J].中国高等教育，2006，350（11）：19-21.
篇9
关键词： 网络安全； 虚拟机技术； vmware workstation； 虚拟实验平台
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）08-23-03
Building of virtual experiment platform for computer network security course
Liu Feifei
（Department of Information， Business College of Shanxi University， Taiyuan， Shanxi 030031， China）
Abstract： The experimental environment for the computer network security courses is more complex， and it is difficult to construct a network experiment environment. Aiming at this problem， this paper proposes a method of building the virtual experiment platform based on vmware workstation. The platform improves the existing practical teaching ability to meet the teaching needs， which can also provide a reference for the peer.
Key words： network security； virtual machine technology； vmware workstation； virtual experiment platform
0 引言
网络安全是当前互联网极为突出的问题之一，许多高校都开设了信息安全专业，高校中的不少相关专业也都开设了网络安全、信息安全技术、计算机安全、网络安全对抗等课程，教学内容一般包括数据加密技术、PKI技术、信息隐藏技术、消息认证技术、网络攻击与防范技术、入侵检测技术、防火墙技术、操作系统安全等[1]。计算机网络安全的教学通常是理论与实践并重，更加注重实践能力的培养。一个独立完善的实践教学体系对于网络安全类教学是至关重要的，它可以更好地促进理论教学的进行，同时加深学生对教学内容的理解，提高学生相关知识的实际应用能力。
网络安全教学中存在两个问题，一是其课程涉及的教学内容比较广泛；二是网络攻防类的实验具有复杂性、特殊性和破坏性。所以，很难根据需求来搭建真实的实验环境。本文主要探讨基于虚拟机技术及吉林中软网络安全平台的虚拟实验环境的构建。
1 虚拟机技术
1.1 虚拟机概述
虚拟机是通过软件模拟产生的具有完整软硬件功能的独立的计算机系统。虚拟机可以模拟出其他类型的操作系统，同时，也可以在一台物理宿主机上模拟出多个相同或不同的操作系统[2]。这些系统互不影响，可以对每个虚拟的系统进行分区、配置而不影响物理宿主机硬盘的数据，也可以通过网卡将几台虚拟机连接为一个网络。通常很多虚拟机系统出现问题以后，可以通过“恢复快照”迅速方便地还原到以前的系统。所以通过虚拟机来构建网络安全实验环境不仅可以降低购买软硬件设备的成本，降低维护的费用成本，而且可以较好地提升系统及网络的安全性。VMware、Virtual Box以及Virtual PC等都是常见的虚拟机软件，它们都能在Windows系统上虚拟出多台计算机，每个虚拟机系统可以独立运行，并可以根据需要安装相应的软件和应用。相对而言，VMware在操作系统的支持以及执行效率上都表现地更为突出，应用也更加广泛[3]。
1.2 VMware虚拟机
VMware是一个“虚拟PC”软件公司，目前，VMware公司主要有数据中心和云计算基础架构产品、数据中心和云计算管理产品、基础架构产品、桌面和应用虚拟化产品等。其中，桌面虚拟化产品主要包括VMware Fusion（针对Mac）、VMware Workstation、VMware View等产品，而VMware Workstation则是个人虚拟化桌面的最常见的选择，也是计算机网络安全虚拟实验环境构建的首选工具。
VMware Workstation软件包含一个用于Intel x86相容计算机的虚拟机套装，其允许用户在一个物理宿主机上同时创建和运行多个x86虚拟机系统（例如DOS、Windows、Linux等），并且可以在这些虚拟机系统中进行新的应用程序的开发、测试以及相关部署。在物理宿主机中，可以通过VMware Workstation软件在一个窗口中加载一个虚拟机系统，并通过窗口切换来进行多个不同的虚拟机系统之间的切换；同时，VMware Workstation提供了实时快照、挂起、恢复以及退出虚拟机等操作，为进入退出虚拟机系统提供了更大的灵活性。另外，VMware Workstation软件还可以在一台物理宿主机上模拟出较为完整的网络环境，所以可以方便地利用物理宿主机及其上运行的虚拟机系统构建不同结构的局域网。鉴于以上特点，使得VMware Workstation成为现今各种网络应用开发及部署的必不可少的工具。
2 虚拟网络安全实验环境的构建
2.1 虚拟机的搭建
本文利用VMware Workstation 7.1软件来构建网络安全的虚拟实验环境。VMware Workstation 7.1对计算机的软硬件配置的要求不高，可以在大多数计算机上使用。虚拟网络环境的构建要在网络安全实验室的计算机上（统一使用Windows XP操作系统）安装并启动VMware Workstation软件，建立虚拟机；将与已购置的网络安全平台相对应的Windows Server 2003和Linux操作系统的虚拟机文件拷贝到计算机的指定目录下。同时，需要将网络安全实验室的一台主机作为网络安全平台的服务器来使用，并在该计算机上复制拷贝服务器版的虚拟机文件，每次实验，需要先在服务器计算机上，打开并运行服务器虚拟机，才能够正常进行实验。
2.2 虚拟机网络连接的设置
虚拟机安装创建过程中，必须将虚拟机连入网络才可以正常进行实验。VMware Workstation提供了10种（VMnet0-VMnet9）可作为虚拟交换机使用的虚拟网络设备，同时为虚拟机接入网络提供了三种网络连接方式：Bridged（桥接模式）、NAT（网络地址转换模式）、Host-only（主机模式）[4]。
⑴ Bridged（桥接模式）。在该模式下，物理宿主计算机与虚拟系统计算机通过VMnet0虚拟交换机连接，两者处于同一网段中。只需对虚拟机系统进行与物理宿主机同网段的TCP/IP参数配置，二者之间就可以相互访问；同时，虚拟机系统也可以作为一全独立的计算机访问网络中的其他计算机，并进行资源共享。如果网络中存在DHCP服务器，虚拟机系统也可以直接从服务器获取TCP/IP配置。桥接模式是虚拟机系统连网最简单的方式，也是虚拟机安装创建过程中的默认设置。
⑵ NAT（网络地址转换模式）。在该模式下，物理宿主机使用VMware Network Adapter VMnet8虚拟网卡与虚拟机系统通过VMnet8虚拟交换机进行连接，双方在VMnet8网段进行相互通信；同时，通过虚拟机虚拟的NAT服务器使虚拟机系统的虚拟网卡连入Internet。在NAT模式下，虚拟机系统由VMnet8虚拟网络中的DHCP服务器自动完成TCP/IP配置，不能手工进行修改，因此，不能与网络中的其他物理宿主机互访通信。
⑶ host-only（主机模式）。在该模式下，物理宿主机与虚拟机系统通过VMnet1虚拟交换机进行连接，虚拟机系统只能访问局域网中的其他虚拟机，而不能访问局域网中的其他物理宿主机。
根据以上描述，在构建网络安全虚拟实验环境的过程中，本文选择默认的Bridge（桥接）模式，使得虚拟机系统与物理宿主机系统同处于一个网络，并通过网络安全平台的DHCP服务器来自动进行TCP/IP配置。
2.3 虚拟网络的拓扑结构
本文构建的虚拟网络安全实验环境主要依附于三种网络结构：交换网络结构、企业网络结构及无线网络结构。所有实验分层次、有选择地在三种网络环境下进行。
在交换网络结构中，如图1所示，实验室中每两台（根据实验需求，可自行确定数量）计算机被划分为一个实验组，并在实验平台上拥有相对应的资源共享模块。在该网络结构中，各实验组间的计算机可以互访，各个共享模块之间也可以互访，并且各个计算机也可以访问应用服务器上的所有资源。
图1 交换网络结构
如图2所示，在企业网络结构中，实验室中的计算机依然以实验组的形式连接到相应的共享模块上，然后连接到实验平台的交换模块。不同的是，各实验组中的计算机以及各共享模块之间不可以直接访问。另外，通过对防火墙的配置，可以对各实验组中的主机进行相关区域的划分，如划定实验组一中的主机A、B为企业内网主机，实验组二中的主机C、D为企业DMZ区主机，同时实验组三中的主机E、F为外网主机。所以在企业网络结构中，可以进行更加复杂及全面的实验实践，更有利于学生实际应用能力的培养与提高。
图2 企业网络结构
如图3所示，在无线网络结构中，实验平台使用的是企业网络环境，但是各主机之间的连接及通信不再依赖于实验平台的共享模块及交换模块，而是通过无线网卡、无线网络来实现。实验平台只为各个计算机提供Web服务。在该结构中，可以对无线网络的安全设置、配置及相关安全协议和应用进行学习和模拟，提升无线网络的应用能力。
图3 无线网络结构
3 虚拟网络安全平台实验项目设计
计算机网络安全教学是为了让学生对网络安全有一个全面的认识，并能深入理解和运用各种网络防御技术，增强网络安全配置与防护能力。基于虚拟机技术，通过购置网络安全的相关设备，构建的虚拟网络实验教学平台可以保障绝大多数网络安全实验的顺利展开，满足课程教学及学生能力培养的需求，同时体现了网络安全技术的最新发展。在该教学平台上，每个实验都设置有相应的实验原理介绍、实验步骤及课后思考三个部分，可以使学生在充分理解实验原理的基础上，完成相应的实验任务。
网络安全平台实验项目覆盖面比较全面，除了常见的必须的课内实验外，还设置了综合性、选做实验部分，另外，相关知识内容的交叉性也比较强，促使了实验教学内容和实验指导方法的改革，有利于更加深入地培养学生综合运用知识的能力和实践动手能力。在该实验平台上可以实施的相关实验项目，如表1所示。
4 结束语
通过VMware Workstation虚拟机构建的网络安全虚拟实验平台，主要有以下优点。①利用现有网络及安全设备即可搭建一个完善的实验环境，无需过多的投入就可以对环境进行升级。满足教学需求的同时，降低了建设维护的成本[5]。②完善了实验教学体系，保证了教学内容的全面性及深度，也可以灵活选择教学载体，采用“仿真+全真”结合、“虚拟+实体”结合的方式，分层次，多角度地展开教学。
实践表明，通过网络安全虚拟实验平台实施教学，可以使得实验教学与理论教学紧密结合，相互促进；帮助学生深入学习相关理论知识的同时，真正地掌握实际的操作技能。为了能提升学生网络安全开发设计的能力，在接下来的工作中，还要进一步拓展和完善实验平台对于安全软件开发测试的支持。
参考文献：
[1] 李玉峰，王睿.在虚拟机下搭建网络安全课程教学平台[J].内蒙古农
业大学学报，2010.31（3）：277-281
[2] 黄晓华.软件还原与虚拟机技术在计算机实验教学中的应用[J].软件
导刊，2014.13（10）：194-196
[3] 韩起云，冉维，李静.基于VMware的网络安全虚拟实验平台搭建[J].
重庆教育学院学报，2011.24（6）：31-34
[4] 郁书好，苏守宝.VMware下多操作系统实验环境构建[J].实验室研究
与探索，2013.32（9）：106-108
篇10
1.1Sniffer软件简介
Sniffer软件还有很多其他强大的功能，比如检测网络流量、实时监控网络活动、收集网络利用率和错误等。使用Sniffer软件可以捕获从数据链路层、网络层、传输层到应用层各层次的协议数据包。Sniffer在捕获数据包以后，可以按照不同层次显示出来，并且用十六进制、ASCII码多种形式进行解码，这样学生可以通过实际的操作看到各种网络现象中产生的数据包的具体结构和内容，从而加强对计算机网络体系结构的理解。
1.2数据链路层协议分析
我们通常在讲解数据链路层IEEE802.3数据帧结构时，在课堂上给同学展示的结构图，主要讲解各部分的内容和功能，学生在理解上是很抽象的，印象也不深刻，很难真正掌握数据帧的分层结构和工作原理。为了让学生能够直接生动地去感知数据帧，我们设计了采用sniffer软件来监控网络中2个节点间的通信，通过抓取链路层数据帧来进行解码分析。步骤如下：
①点击开始程序sniffer打开Sniffer软件，如果电脑有多个网卡，选择已经连接正在工作的网卡；在主窗口菜单中选择“捕获”“定义过滤器”“地址”：地址类型处选择“IP”；
②位置1处填写本机的IP(A)，位置2处填写旁边同学的IP(B)；
③继续在“定义过滤器”选择“高级”，勾选想要捕获分析可用到的协议类型：IP-ICMP；TCP-DNS-HTTP-TCP；UDP-DNS等；点击“确定”；
④点击“捕获”菜单中的“开始”，开始捕获位置1与位置2之间的协议数据包；
⑤此时我们在cmd窗口中输入命令：ping[位置2的IP地址]；
⑥Ping命令结束后，返回Sniffer主窗口，点击“捕获”菜单中的“停止并显示”。
⑥在显示窗口中点击解码选项，可以看到类似的窗口，里面包含了各层的数据包，点击DLC，可以看到的内容，其中上半部分表示数据帧的基本信息，包括接收时间、帧长度、目标物理地址、源目标地址、帧的类型以及对应网络层的协议等信息，下半部分是该帧的数据流用十六进制表示，当然同学们可以转换成二进制来分析，右边的内容是对应的ASCII码。
1.3网络层及高层协议分析
在刚才操作的窗口中，在DLC下方的就是IP协议，点击展开IP选项，可以IP协议内容，可以很清晰地看到IP数据包的报头信息，让学生与课堂里讲的关于IP数据包结构信息进行对比，找到相关的内容。其他高层的协议信息操作的方法与IP协议类似，在中打开TCP选项，可以看到传输层的协议结构信息，打开HTTP选项，可以看到应用层的协议结构信息。
2总结
